Un aimant est un objet qui produit son propre champ magnétique. La force magnétique de ces objets peut varier de champs imperceptiblement faibles à des champs incroyablement puissants, selon un certain nombre de caractéristiques. Les aimants peuvent être classés en deux groupes distincts : les aimants permanents et les électro-aimants, et les non-aimants peuvent être définis comme ferromagnétiques, paramagnétiques ou diamagnétiques. Les matériaux ferromagnétiques comme le fer sont fortement attirés par les aimants, les matériaux paramagnétiques comme l’aluminium ne sont que légèrement attirés par les aimants et les matériaux diamagnétiques comme le carbone sont faiblement repoussés par les aimants.
Les aimants permanents sont ces objets qui sont magnétisés et le resteront pour toujours. On peut fabriquer un aimant permanent en prenant une substance ferromagnétique dure, comme le fer dur, la magnétite, le cobalt et un certain nombre de métaux des terres rares, et en la magnétisant fortement. Les substances ferromagnétiques douces peuvent gagner un champ magnétique temporaire, mais auront tendance à le perdre assez rapidement. Les électro-aimants, quant à eux, sont constitués de bobines de fil qui acquièrent un champ magnétique lorsque l’électricité le traverse, mais le perdent immédiatement lorsque l’électricité cesse.
Vous pouvez mesurer soit la force magnétique globale d’un matériau, connue sous le nom de moment magnétique, soit sa force locale, connue simplement sous le nom de magnétisation. Le moment magnétique peut être calculé pour une substance selon qu’elle contient un magnétisme inhérent ou un magnétisme causé par un courant électrique. Si le magnétisme est inhérent, la magnitude de chaque particule élémentaire dans le matériau peut être mesurée et le moment net peut être déterminé. Si cela est causé par un courant électrique, il faut suivre le magnétisme des électrons circulant à travers l’objet.
La force de l’aimant est généralement indiquée sur les aimants commerciaux comme une lecture donnée en termes de valeur de Gauss et peut être mesurée avec un magnétomètre. Il existe deux principaux types de magnétomètres, l’un qui examine le magnétisme net d’un objet, appelé scalaire. dispositifs, et un autre qui peut suivre les vecteurs du magnétisme, donnant la force d’un champ magnétique dans une direction particulière, appelés dispositifs vectoriels. Différents magnétomètres fonctionnent de différentes manières. Les magnétomètres vectoriels courants comprennent les dispositifs d’interférence quantique supraconducteurs, les SERF atomiques et les fluxgates. Les dispositifs scalaires courants comprennent les magnétomètres à effet Hall, les magnétomètres à précession de protons et les magnétomètres à bobine rotative.
Il est important de noter que souvent l’estimation de Gauss donnée pour un aimant ne reflète pas réellement le magnétisme de surface de l’objet. En règle générale, la force de l’aimant calculée sur un aimant commercial reflétera la force du noyau de l’aimant, qui peut être considérablement plus forte que la force de la surface, et diminuera au fur et à mesure que vous vous éloignez. Par exemple, un aimant qui pourrait mesurer 3000 Gauss juste à côté de la surface de l’aimant mesurerait 2500 Gauss lorsque vous vous éloignez de l’aimant, même légèrement. Pour cette raison, certains fabricants proposent des mesures alternatives de la force de l’aimant qui aident à donner aux gens une meilleure idée de ce qu’ils obtiennent.
Ces dernières années, alors que les aimants en terres rares sont devenus populaires pour un usage domestique, la force de l’aimant a commencé à être simplement donnée en termes de force de traction, se référant au poids que l’aimant peut tirer, tel que mesuré par un testeur de traction. Il convient également de noter que la force de l’aimant peut être affectée par de nombreuses conditions, notamment l’électricité, la chaleur et, dans certains cas, l’humidité. La force de l’aimant diminue également de façon exponentielle à mesure que vous vous éloignez de la surface, de sorte qu’un aimant très puissant tout contre lui n’aura aucune traction lorsque vous vous éloignerez.