Toutes les façons possibles de fabriquer un aimant permanent sont répertoriées dans le cahier de l'étudiant de Joseph Henry, qui est conservé à l'Université de Princeton. Henry, le physicien américain du XVIIIe siècle, est connu - avec Michael Faraday - comme le père de la technologie électrique, il n'est donc pas surprenant qu'une des méthodes qu'il décrit utilise l'électricité. Il s'avère que si vous avez le bon type de tige métallique et suffisamment d'énergie électrique, l'induction électromagnétique peut transformer la tige en un aimant permanent puissant. Quelle est sa force? Certainement plus fort qu'un aimant de réfrigérateur.
Qu'est-ce que le magnétisme?
Le magnétisme et l'électricité ne sont pas seulement liés, ils sont les deux faces d'une même pièce, et c'était le phénomène d'inductance électromagnétique, découvert indépendamment par Henry et Faraday, qui a conduit à cette réalisation. Les électrons ont un spin qui donne à chaque atome un petit champ magnétique. Il est possible de faire tourner les électrons à l'intérieur de certains métaux dans la même direction, ce qui confère au métal des propriétés magnétiques. La liste des métaux qui le font n'est pas longue, mais le fer en fait partie et, comme l'acier est fait de fer, il peut également être magnétisé.
Façons de fabriquer un aimant
Parmi les méthodes Henry mentionne pour transformer une tige de fer ou d'acier ordinaire en aimant:
Le résultat final de chaque méthode est de faire tourner les électrons de la tige dans la même direction. Étant donné que l'électricité est constituée d'électrons, c'est une bonne hypothèse que la dernière méthode est la plus efficace.
Fabrication de votre propre aimant
Vous avez besoin d'une tige en acier, en fer ou en un autre matériau pouvant être magnétisé . (Indice: il n'y a pas beaucoup d'autres choix.) Un clou en acier de 10d ou plus est parfait. Si vous n'êtes pas sûr qu'il s'agit d'acier, utilisez un petit aimant pour le tester. Vous avez également besoin d'un pied ou deux de fil de cuivre isolé et d'une source d'alimentation, telle qu'une batterie D-cell ou un transformateur basse tension que vous pouvez brancher sur une prise. Si vous optez pour un transformateur, assurez-vous qu'il a des bornes auxquelles vous pouvez connecter des fils.
Pour magnétiser le clou, enroulez le fil autour de lui, formant autant de bobines que possible. C'est bien de chevaucher le fil sur les bobines que vous avez déjà enroulées. La force du champ inductif - et de votre aimant - augmente à mesure que vous augmentez le nombre de bobines, alors soyez généreux. Laissez les extrémités des fils libres et dénudez un pouce d'isolation afin de pouvoir les connecter à la source d'alimentation.
Branchez les fils à la source d'alimentation et allumez l'alimentation. Laissez l'appareil sous tension pendant une minute environ, puis éteignez-le. Testez l'ongle en le tenant par-dessus quelques limailles de fer. Il devrait maintenant être magnétisé et attirer la limaille, même lorsque l'alimentation est coupée.
Augmenter la force
Vous pouvez augmenter la force de l'aimant en augmentant le nombre de bobines. Par exemple, si vous doublez le nombre de bobines, vous doublez la force du champ inductif. Cependant, lorsque vous augmentez la longueur du fil pour ce faire, vous augmentez la résistance électrique, ce qui réduit la quantité de courant traversant le fil. Puisque le courant, qui est le mouvement des électrons, crée le champ, la puissance inductive diminue. Compensez cette perte de courant en augmentant la tension, soit en modifiant le réglage du transformateur, soit en utilisant une batterie plus grande.
Avertissements
Assurez-vous de conserver la tension dans les limites de sécurité. Vous ne voulez pas vous électrocuter, ni créer un aimant qui colle en permanence au réfrigérateur.
