Magnets, qu’ils soient utilisés dans des applications industrielles ou dans des produits que vous avez chez vous, créent un champ magnétique qui peut être plus ou moins fort. Savoir comment mesurer cette force est important, surtout lorsque vous utilisez des aimants dans des applications où la fiabilité et la performance sont critiques. Dans ce guide, nous allons parler de la façon de mesurer la force d’un aimant, des différentes unités que vous pouvez utiliser, et des méthodes pour le faire avec précision.

Types d’aimants : Aimants permanents vs. Électroaimants

Avant d’aborder comment mesurer la force d’un aimant, il est nécessaire de parler des deux types d’aimants : aimants permanents et électroaimants.

Les aimants permanents restent magnétisés pour toujours après avoir été magnétisés.

Les électroaimants ne créent un champ magnétique que lorsque vous leur fournissez de l’électricité. Lorsque vous coupez l’électricité, ils s’arrêtent.

Unités de mesure de la force magnétique

Vous pouvez mesurer la force magnétique en utilisant différentes unités. Voici les unités les plus courantes que vous rencontrerez :

  1. Tesla (T): Le tesla est l’unité standard pour mesurer la densité d’un champ magnétique, ou sa densité de flux résiduel. Il peut être exprimé de plusieurs façons en utilisant d’autres unités scientifiques, telles que
  2. Gauss (G): Le gauss mesure la rémanence, c’est-à-dire le magnétisme conservé dans un matériau après le retrait d’un champ magnétique externe. Un gauss équivaut à 10^-4 teslas et est couramment utilisé dans les applications commerciales pour exprimer la force du champ magnétique.
  3. Oersted (Oe): Cette unité mesure la coercitivité d’un aimant, ou sa résistance à la démagnétisation. La coercitivité est la force nécessaire pour réduire le magnétisme d’un aimant à zéro. Un oersted est défini comme 1 dyne par maxwell ou environ 79,577 ampères par mètre.
  4. Kilogramme (kg): En magnétisme, le kilogramme est utilisé pour mesurer la force de traction d’un aimant, ou la quantité de poids qu’un aimant peut supporter avant de se détacher d’une surface. La force de traction est généralement exprimée en kilogrammes ou en livres.

Méthodes de mesure de la force d’un aimant

  1. Magnétomètre/Gaussmètre
    Un magnétomètre est un instrument qui mesure la force d’un champ magnétique à un point précis dans l’espace. Vous trouverez deux principaux types de magnétomètres :
    Magnétomètres scalaires : Ces appareils mesurent la valeur scalaire de l’intensité du champ magnétique. Parmi eux, on trouve les magnétomètres à précession de proton et les magnétomètres Overhauser.
    Magnétomètres vectoriels : Ces instruments mesurent à la fois la magnitude et la direction d’un champ magnétique. Parmi eux, on trouve les dispositifs à interférence quantique supraconducteurs (SQUID), les magnétomètres à bobine de recherche, et les magnétomètres à effet Hall.
    Les magnétomètres fonctionnent de différentes manières. Par exemple, les magnétomètres à effet Hall détectent un champ magnétique en observant comment le champ influence le flux de courant. Les magnétomètres à induction magnétique mesurent comment un matériau devient magnétisé lorsqu'on le place dans un champ magnétique.
  1. Fluxmètre
    Un fluxmètre mesure le flux magnétique, c'est-à-dire la quantité totale de champ magnétique traversant une zone donnée. Il est particulièrement utile dans les applications où vous devez comprendre combien d'énergie magnétique circule à travers un espace spécifique. Les fluxmètres se basent sur la loi de Faraday de l'induction électromagnétique, qui stipule qu'un champ magnétique variable induira une tension dans un conducteur. Le fluxmètre mesure ces variations de tension et calcule le flux magnétique.
  1. Tests de traction magnétique
    Les tests de traction magnétique mesurent la force d'un aimant en déterminant la force nécessaire pour le détacher d'une pièce de métal. Vous utilisez ces tests pour vérifier la qualité d'un aimant et vous assurer qu'il possède la force requise pour votre application. Pour réaliser un test de traction magnétique, vous fixez une pièce de métal à un crochet puis la tirez à un angle de 90 degrés jusqu'à ce que l'aimant se détache. La force nécessaire pour faire céder l'aimant correspond à votre force de traction en kilogrammes ou en livres.

 

Facteurs influençant la mesure de la force magnétique

La précision de vos mesures de force magnétique peut être affectée par plusieurs facteurs environnementaux. Voici quelques exemples :

  1. Température : Des températures élevées peuvent affaiblir un aimant, surtout si la température dépasse la température maximale de fonctionnement de l'aimant. Les températures froides peuvent renforcer un aimant car le froid ralentit le mouvement des particules magnétiques.
  2. Humidité et électricité : L'humidité et l'électricité peuvent également affecter la force de votre aimant. Par exemple, certains aimants en terres rares, comme les aimants en néodyme, peuvent corroder, ce qui les affaiblit.

 

Choisir le bon aimant pour votre application

Lorsque vous recherchez un aimant pour votre application, vous devez prendre en compte à la fois la force et les propriétés matérielles. Différents types d'aimants ont des niveaux de force et de stabilité thermique variés.

  • Aimants en ferrite souple: Ces aimants sont peu coûteux et adaptés aux applications générales comme l’étiquetage et l’impression. Ils ne sont pas aussi puissants, mais ils sont flexibles, ce qui les rend idéaux pour des applications fines et pliables.
  • Samarium Cobalt et Aimants en néodyme: Ces aimants sont beaucoup plus puissants et peuvent supporter des températures plus élevées. Ils sont utilisés dans l’aérospatiale, l’automobile et les applications médicales.
  • Aimants en Alnico : Ces aimants sont très puissants mais ont une résistance moindre à la démagnétisation. Vous les utiliserez dans des applications où vous avez besoin d’un champ magnétique stable sur une large plage de températures.

 

Mesurer la force d’un aimant est important pour s’assurer qu’il fonctionne bien dans l’application que vous utilisez. Vous mesurez la force de l’aimant en utilisant différentes unités comme les teslas, gauss, oersteds et kilogrammes, en fonction de ce que vous devez connaître. Les magnétomètres, fluxmètres et tests de traction sont des outils que vous pouvez utiliser pour mesurer la force de l’aimant, sa direction et la force de traction. En connaissant ces éléments, vous pouvez choisir l’aimant adapté à vos besoins et vous assurer qu’il fonctionne efficacement pendant longtemps dans ce que vous faites.

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