Magnetisme experiences

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On peut classer à l’aide d’un aimant les matières en 2 familles: magnétique et non-magnétique.

papier

tissu en coton

graphite (mine)

acier

nickel

plomb

étain

aluminium

cuivre

zinc

fonte

laiton

argent

fer

or

bois

plastique

granite (roche)

sagex

latex, caoutchouc

magnésium

Prendre des clous en acier. Ils n’exercent pas de force magnétique les uns sur les autres.

Sous l'influence extérieure d'un aimant, chaque clou devient à son tour un petit aimant.

Lorsqu'on retire l'aimant, les clous se séparent: ce sont des aimants temporaires.

Un cent américain n’est pas attiré par un aimant car il est en cuivre. Le cent européen est attiré car il est en acier recouvert d’une couche de cuivre.

Le rouble russe de 2015 est attiré par l’aimant: il est en acier. Le rouble produit en 1975 pour commémorer le 30e anniversaire de la victoire (2e Guerre mondiale) ne réagit pas: il est en maillechort (un alliage de cuivre, zinc et nickel dans les proportions Cu75Zn20Ni5)

Mon taille-crayon est formé de 2 métaux.

Le cadre est en magnésium (Mg) très léger et non-magnétique.

Les lames sont en acier (alliage de fer et de carbone): elles sont magnétiques.

•

Certaines pièces de monnaie sont bimétalliques ( formées de 2 métaux).

les clous deviennent des aimants temporaires

aimant permanent

Le sablier magnétique. Gravitation et magnétisme:

2 forces universelles en concurrence.

Question: par quelle matière faut-il remplacer le sable?

le coeur est magnétique

la couronne est non-magnétique

Sonnettes réalisées au collège de Béthusy à Lausanne par des élèves de 11 ans.

Remplir un bac en plastique avec de l'eau.

Déposer à la surface une petite boîte cylindrique qui flotte comme un radeau.

Placer un aimant dans la boîte: observer.

Le radeau oscille et finit par s'orienter dans un axe nord-sud.

Marquer "N" sur l'extrémité de l'aimant qui montre le nord.

Marquer "S" sur l'extrémité de l'aimant qui montre le sud.

Recommencer l'expérience avec plusieurs aimants.

•

L'expérience est reproductible: l'alignement de l'aimant n'est pas dû au hasard.

La Terre possède des propriétés magnétiques .

Nous avons découvert un instrument qui permet de nous orienter: la boussole.

Conclusion:

Question: pourquoi l'aimant ne s'oriente-t-il pas dans l'axe nord-sud si on le pose simplement sur une table?

•

Lorsqu’on casse un aimant, chaque fragment possède ses 2 pôles nord et sud: on peut facilement les assembler.

On frotte un clou avec un aimant (toujours dans le même sens). En approchant le clou des autres on remarque qu'il a acquis les propriétés de l'aimant: il est devenu un aimant permanent.

L'aimantation est temporaire si l'aimantation disparaît lorsqu’on enlève la source qui a produit le champ magnétique. C'est le cas du fer par exemple.

L'aimantation est permanente lorsqu'elle subsiste même après la disparition de la source de champ magnétique. C'est le cas de l'acier par exemple.

Les propriétés magnétiques disparaissent quand on chauffe les substances au-delà d'une certaine température (environ 750°C): c’est la température de Curie.

Les lignes de champ sont orientées du nord au sud à l'extérieur de l'aimant.

Les lignes de champ ne se coupent jamais. Elles forment une boucle fermée.

Le pôle nord d'un aimant, c'est l'endroit où sortent les lignes de champ magnétique.

Le pôle sud d'un aimant, c'est l'endroit où entrent les lignes de champ magnétique.

On appelle champ magnétique l'espace situé autour de l'aimant dans lequel il fait sentir son influence. La poudre de fer permet de visualiser ce champ magnétique qui est invisible.

Lorsqu’on lâche de la poudre de fer au-dessus d'un aimant,on voit apparaître alors une sorte de dessin qu'on appelle le spectre de l'aimant.

Chaque grain de fer se comporte comme un petit aimant temporaire et s'oriente le long des lignes du champ magnétique.

N

S

Définitions:

•

lignes de champ

Magnétique ou non magnétique?

Détermination des pôles d’un aimant

Fabrication d’une sonnette électrique

Aimantation permanente ou temporaire ?

Fracture d’un aimant

Le spectre de l’aimant

Le sablier magnétique

Fabrication d’un micro “brico”

On pourrait trier à la main un mélange de poudres de fer et de cuivre. Mais ce serait long. Une technique plus simple consiste à approcher un aimant: seul le fer est magnétique et se fait attirer.