Les électroaimants fonctionnent aussi bien que les aimants permanents. En fait, ils sont encore plus utiles, car vous pouvez les activer et les désactiver. Vous trouverez des électroaimants dans les disques durs, les haut-parleurs et même dans des équipements sophistiqués comme les appareils d'IRM et le grand collisionneur de hadrons du CERN à Genève, en Suisse. Vous avez évidemment besoin d'un électroaimant plus puissant pour un collisionneur de particules que pour un haut-parleur, alors comment les scientifiques rendent-ils les aimants suffisamment puissants pour focaliser un faisceau d'électrons? La réponse est un peu plus compliquée que de simplement les agrandir, même si cela en fait partie. Les matériaux que vous utilisez, la tension que vous appliquez et la température ambiante sont tous importants.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Pour augmenter la force d'un électroaimant, vous peut augmenter le courant de force, et il existe plusieurs façons de le faire. Vous pouvez également augmenter le nombre de bobinages, abaisser la température ambiante ou remplacer votre noyau non magnétique par un matériau ferro-magnétique.
Tout est une question d'induction électromagnétique
Le scientifique danois Hans Christian Orsted a été la première personne pour remarquer qu'un courant traversant un fil peut affecter une boussole à proximité. En d'autres termes, il génère un champ magnétique. Si vous enroulez le fil autour d'un noyau, formant ce qu'on appelle un solénoïde, les extrémités du noyau prendront des polarités opposées, tout comme un aimant permanent. La force du champ dépend de la magnitude du courant, du nombre d'enroulements et du matériau du noyau. C'est tout ce dont vous devez vous souvenir si vous voulez rendre l'aimant plus fort.
Augmenter la magnitude du courant
Selon la loi d'Ampère, le champ magnétique autour d'un fil porteur de courant est directement proportionnel à la force du courant. En d'autres termes, augmentez l'intensité du courant et vous augmentez le champ magnétique, et il y a plus d'une façon de le faire:
La force d'un électroaimant, également connue sous le nom de force magnétomotrice (mmf), est directement proportionnelle non seulement au courant (I), mais aussi le nombre d'enroulements (n) autour du solénoïde. L'augmentation du nombre d'enroulements est probablement le moyen le plus simple d'augmenter la force d'un électroaimant. Puisque mmf \u003d nI, doubler le nombre d'enroulements double la force de l'aimant. Il est bon d'enrouler les fils en couches autour du noyau du solénoïde. Le champ magnétique n'est pas affecté lorsque les fils sont en contact les uns avec les autres.
Utilisez un noyau ferro-magnétique
Si vous le souhaitez, vous pouvez fabriquer un électro-aimant en enroulant les fils autour d'un rouleau de papier essuie-tout usagé, mais si vous voulez un aimant puissant, enroulez-les plutôt autour d'un noyau de fer. Le fer est un matériau magnétique, et il devient magnétisé lorsque vous allumez le courant. Cela vous donne, en effet, deux aimants pour le prix d'un. L'acier contient du fer, il se comportera donc de la même manière, mais pas aussi fortement. Deux autres métaux ferro-magnétiques que vous pourriez rencontrer sont le nickel et le cobalt.
