Par Paul Dohrman – Mis à jour le 24 mars 2022
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Un électro-aimant est un dispositif qui crée un champ magnétique grâce au flux de courant électrique. Le principe du noyau est simple :lorsqu'un fil porteur de courant est enroulé autour d'un noyau magnétisable, tel que du fer, le courant induit un champ magnétique dont l'intensité dépend de l'amplitude du courant et du nombre de tours.
Lorsque le courant électrique traverse un conducteur droit, il génère un champ magnétique circulaire. Plier le conducteur en boucle aligne le champ avec l’axe de la boucle. L'empilement de plusieurs boucles, comme dans une bobine ou un solénoïde, renforce le champ proportionnellement à la densité de spires. Le champ magnétique à l'intérieur d'un solénoïde peut être exprimé par B =μ₀nI, où μ₀ est la perméabilité de l'espace libre, n est les tours par unité de longueur et I est le courant.
Doubler la densité de spire n double directement le champ B. Une bobine plus serrée signifie plus de flux magnétique reliant le noyau, ce qui à son tour magnétise le noyau plus fortement. L'utilisation d'un fil plus épais n'augmente pas n, mais permet un courant I plus élevé, obtenant ainsi un effet global similaire.
Puisque I =V / R, une résistance R inférieure permet un courant plus important pour la même tension appliquée. Choisissez des conducteurs à haute conductivité (cuivre ou argent) et minimisez la longueur du fil entre la source d'alimentation et le noyau. Le raccourcissement du chemin du circuit et l'élimination des connexions inutiles réduisent R.
L'augmentation de la force électromotrice (tension) augmente directement le courant, renforçant ainsi le champ magnétique. Cependant, soyez conscient des indices d'isolation et des limites de sécurité ; dépasser la spécification de tension du fil ou du noyau peut entraîner une surchauffe ou une saturation magnétique.
Avec le courant alternatif, la polarité magnétique s'inverse à la fréquence d'alimentation, empêchant le champ de se développer complètement. Le courant continu maintient une polarité constante, permettant au champ magnétique d'atteindre son apogée. Si votre application le permet, le passage à une source CC (ou à une alimentation CC redressée) peut augmenter considérablement les performances de l'électro-aimant.
En appliquant systématiquement ces quatre principes :optimiser la densité des enroulements, minimiser la résistance, augmenter la tension et favoriser le courant continu - vous pouvez améliorer considérablement la force de n'importe quel électro-aimant.
