Voir aussi : électromagnétisme
- Le champ magnétique
terrestre -
Les aimants
Le terme de "magnétisme"
vient du nom de l'île grecque de Magnésie où
l'on trouve la magnétite, oxyde de fer (Fe3O4)
qui est une forme d'aimant naturel. Ce minerai de fer a la propriété
d'attirer les objets en fer ou en acier.
On peut réaliser facilement un aimant artificiel en frottant
un barreau en acier contre un autre aimant.
La forme habituelle des aimants est celle d'un barreau droit,
d'une aiguille de boussole ou d'un fer à cheval mais beaucoup
d'autres formes se rencontrent comme les aimants cylindriques
de haut-parleurs, par exemple.
Les deux pôles de l'aimant
Un aimant possède un pôle nord et un pôle sud.
La Terre peut être considérée comme un gigantesque
aimant dont les pôles magnétiques sont relativement
proches des pôles géographiques.
Quand on ramasse de la limaille de fer avec un aimant, celle-ci
s'agglutine principalement au niveau des pôles. On ne peut
séparer le pôle nord du pôle sud d'un aimant.
Couper un aimant en deux revient à fabriquer deux aimants
plus petits. Placée dans un champ magnétique une
aiguille de boussole s'oriente selon les lignes de force.
Le champ magnétique
Les lignes de force magnétiques
traversent l'aimant de part en part suivant l'axe des pôles
et se referment à l'extérieur de celui-ci. L'ensemble
des lignes de force constituent le champ magnétique que
l'on peut visualiser facilement à l'aide de grains de limaille
de fer. La photo ci-contre représente le spectre magnétique
d'un petit aimant placé sous une feuille de papier. Chaque
grain de limaille se comporte comme un petit aimant avec ses deux
pôles nord et sud qui attirent les pôles sud et nord
des grains voisins.
Attraction magnétique
En plus d'attirer les objets en fer, acier, nickel, cobalt un aimant attire un autre aimant. Toutefois cette attraction entre deux aimants ne s'exerce qu'entre deux pôles de noms contraires : un pôle sud attire un pôle nord et réciproquement. Deux pôles de même nom se repoussent. L'aiguille de la boussole s'oriente de façon à ce que le pôle nord de l'aiguille de la boussole se dirige vers le pôle nord de la Terre, en outre elle prend la direction des lignes de force du champ magnétique terrestre. La loi de Coulomb exprime que la force d'attraction (ou de répulsion) entre deux "masses" magnétiques m et m', écartées d'une distance d est égale à :
Le champ magnétique terrestre
La Terre peut être considéré comme un gigantesque
aimant dont le pôle nord magnétique se trouve à
1300 km environ du pôle nord géographique, lequel
se trouve sur l'axe de rotation de la Terre. Il est arrivé
dans le passé que les pôles magnétiques nord
et sud s'inversent. En outre la position des pôles magnétiques
varie dans le temps. Pour un endroit fixe sur Terre (Paris, par
exemple) la direction du nord magnétique N.M. est différente
de celle du nord géographique N.G. Cette différence,
appelée "déclinaison magnétique"
varie dans le temps et en fonction du lieu. Elle est indiquée
dans le cartouche des cartes topographiques, pour la date d'édition
de la carte, bien entendu. En 1974 à Giromagny (Territoire
de Belfort) le déclinaison magnétique était
de 0°53' et diminuait de 8' par an (carte IGN 1/25000).
Les électro-aimants
Un conducteur électrique parcouru par un courant électrique est environné d'un champ magnétique. Un bobine de fil électrique se comporte comme un électro-aimant. Ce domaine de l'électricité est celui de l'électromagnétisme.