- Qu'est-ce que l'énergie magnétique ?
- Histoire de l'énergie magnétique
- Comment fonctionne l'énergie magnétique ?
- Caractéristiques de l'énergie magnétique
- Avantages de l'énergie magnétique
- Inconvénients de l'énergie magnétique
- Exemples d'énergie magnétique
Nous expliquons ce qu'est l'énergie magnétique, son histoire, ses avantages, ses inconvénients et plus de caractéristiques. Aussi, comment cela fonctionne et des exemples.
Qu'est-ce que l'énergie magnétique ?
le magnétisme C'est un phénomène associé à la force électromagnétique, l'une des forces élémentaires de la univers. Il affecte plus ou moins tous les matériaux existants, mais ses effets peuvent être mis en évidence principalement dans certains les métaux, comme lui nickel, le fer, le cobalt et leurs différents alliages (connu comme aimants).
Cette force se manifeste sous la forme de champs magnétiques, capables de générer attraction ou répulsion entre les éléments en interaction, selon leurs polarités magnétiques : comme les pôles se repoussent, les pôles opposés s'attirent.
L'énergie magnétique peut être comprise comme la capacité de la force magnétique à effectuer un travail mécanique, mais nous y faisons également référence lorsque nous parlons de l'énergie stockée dans un élément conducteur ou un champ magnétique. Cette énergie est capable de rayonner à travers le espace, même en l'absence de support physique, par ce que l'on appelle le rayonnement électromagnétique.
Les champs magnétiques sont formés par le rayonnement magnétique. La lumière Le visible, par exemple, est constitué de champs électromagnétiques et n'occupe qu'une bande du spectre électromagnétique. Selon les propriétés du vagues qui composent ce spectre, il y aura par exemple la lumière visible, le rayonnement ultraviolet ou le rayonnement infrarouge.
Le magnétisme, d'ailleurs, est un phénomène aux innombrables applications utilisé par l'humanité contemporaine, notamment dans ses frontières avec le électricité, comme dans le cas des moteurs, supraconducteurs, alternateurs, etc.
Histoire de l'énergie magnétique
L'énergie magnétique a été découverte par le être humain dans la antiquité. Des phénomènes magnétiques auraient été observés pour la première fois dans le Grèce antique, dans la ville de Magnesia del Meander, où le minéral de magnétite était particulièrement abondante. C'est précisément de là que vient son nom.
Le premier étudiant du magnétisme fut le philosophe grec Thalès de Milet (625-545 avant JC). Cependant, dans la Chine ancienne, il a également été étudié en parallèle, comme en témoigne une mention dans le Livre du Maître de la Vallée du Diable dès le IVe siècle av. C.
Le magnétisme a été largement étudié au cours des siècles suivants, à la fois par alchimistes, naturalistes et religieux, comme par les explorateurs et les philosophes et surtout après l'invention de la boussole au XIIIe siècle. De plus, le champ magnétique du Terre Il a été découvert au Groenland en 1551.
Cependant, ce n'est qu'au 19ème siècle que les fondements du magnétisme ont été scientifiquement révélés, grâce aux avancées dans le domaine de la physique, chimie et l'électricité. Hans Christian Orsted, André-Marie Ampère, Carl Friedrich Gauss, Michael Faraday et surtout James Clerk Maxwell, avec ses fameuses équations, y ont joué un rôle indispensable.
Comment fonctionne l'énergie magnétique ?
Le magnétisme est dû à mouvement à partir de charges électriques dans les objets en interaction : si les charges présentes dans deux objets (par exemple deux fils avec du courant) se déplacent dans le même adresse, les objets subissent une force d'attraction ; mais s'ils se déplacent dans des directions opposées, cette force est répulsive.
Autour des charges en mouvement, il y aura toujours un champ magnétique, généré précisément par le mouvement de ces charges. Si d'autres charges mobiles se rapprochent de ce champ magnétique, elles interagiront avec lui. Il est essentiel que les charges soient en mouvement pour que les champs magnétiques, les forces ou l'énergie existent. Les charges au repos (stationnaires) ne produisent pas de champs magnétiques ou de phénomènes magnétiques. Les aimants ont leur "propre" champ magnétique en raison du mouvement et de l'orientation particuliers des aimants. électrons au sein de la atomes.
L'énergie magnétique peut être produite par des électro-aimants, qui consistent en un fil électrique enroulé qui recouvre un matériau magnétique, tel que le fer. Elle peut aussi être produite en magnétisant des matériaux sensibles, qu'ils soient temporaires (ceux dont le champ magnétique est extérieur et donc s'affaiblit et disparaît) ou permanents.
Caractéristiques de l'énergie magnétique
L'énergie magnétique a une intensité variable, selon les matériaux qui la produisent ou l'intensité de courant électrique qui le génère. En raison de la direction du mouvement des électrons, les matériaux magnétiques ont toujours deux pôles : positif et négatif. C'est ce qu'on appelle un dipôle magnétique.
Bien que tout ce qui existe soit susceptible d'un certain degré de réponse magnétique (appelée susceptibilité magnétique), en fonction de son degré de susceptibilité, on peut parler de :
- Matériaux ferromagnétiques. Ils sont fortement magnétiques.
- Matériaux diamagnétiques. Ils sont faiblement magnétiques.
- Matériaux non magnétiques. Ils ont des propriétés magnétiques négligeables.
Avantages de l'énergie magnétique
L'énergie magnétique dans le monde contemporain est extrêmement avantageuse, car son stockage et sa production ont des applications très importantes pour la vie humaine, par exemple, dans le transport, médecine ou industrie de production d'électricité
De nombreux matériaux magnétiques nous facilitent la vie, des aimants que nous attachons au réfrigérateur aux matériaux magnétiques à l'intérieur de notre des ordinateurs et l'alternateur de nos voitures, à travers des transformateurs et toute une série de modulateurs d'électricité, qui utilisent des aimants pour la gérer.
En revanche, les expériences avec ce type de énergie et les applications aux initiatives modernes sont chaque jour plus prometteuses. Ils pourraient venir nous approcher dans un futur proche pour sources d'énergie propre.
Inconvénients de l'énergie magnétique
Le côté faible de l'utilisation du magnétisme est que les matériaux naturellement magnétiques n'ont pas l'intensité de champ magnétique nécessaire pour mobiliser des objets massifs ou pour transmettre leur énergie indéfiniment à d'autres. systèmes. Par conséquent, la chose habituelle lors de l'utilisation du magnétisme est l'utilisation de l'électro-aimant, qui nécessite une entrée constante de énergie électrique.
Exemples d'énergie magnétique
Quelques exemples d'énergie magnétique :
- La boussole. Son aiguille métallique s'aligne sur le champ magnétique terrestre pour pointer constamment vers le nord.
- Transformateurs électriques. Ce sont d'énormes boîtes cylindriques que l'on trouve généralement dans les poteaux électriques et qui fonctionnent en interne grâce à la force de plusieurs aimants, pour moduler le flux de courant électrique et le rendre consommable dans nos maisons.
- Tomographes magnétiques. Ce sont des dispositifs médicaux utilisés pour envoyer et recevoir des ondes électromagnétiques à travers le corps, ce qui nous permet de nous faire une idée de la façon dont les choses sont à l'intérieur de nous sans avoir à opérer.
- Trains Maglev. Ils fonctionnent dans de nombreux pays du premier monde et sont capables de se maintenir en l'air grâce à la poussée répulsive des électro-aimants à leur base.
- le aurores boréales. Bien qu'indirectement, ils témoignent de la puissance du champ magnétique terrestre, capable de repousser le vent solaire (particules de plasma solaire éjecté dans l'espace). Les lumières que l'on peut voir dans les zones proches des pôles sont ces particules lorsqu'elles effleurent le atmosphère et voyageant dans la direction du champ magnétique sans pénétrer vers la planète.