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Électroaimant

Généralités

Un électro-aimant est un organe électrotechnique produisant un champ électromagnétique lorsqu'il est alimenté en électricité. Il est constitué d'un bobinage et souvent d'une pièce en matériau ferromagnétique doux appelé circuit magnétique (Un circuit magnétique est un circuit généralement réalisé en matériau ferromagnétique au travers duquel circule un flux de champ magnétique). Quand le bobinage est parcouru par un courant, il créé un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée...) canalisé par le circuit magnétique. Quand l'électroaimant (Un électro-aimant est un organe électrotechnique produisant un champ électromagnétique lorsqu'il est alimenté en électricité. Il est constitué d'un...) est alimenté par du courant alternatif (Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA, ou AC, pour Alternating Current en anglais, étant cependant souvent utilisé) est un courant électrique qui change de sens.), le circuit magnétique doit être constitué de fines plaques de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie...) doux assemblées en couches, afin d'éviter des pertes liées à l'apparition de courants de Foucault (On appelle courants de Foucault les courants électriques créés dans une masse conductrice, soit par la variation au cours du temps d'un champ magnétique extérieur...) en son sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui...).
La forme donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.) au circuit magnétique permet, soit de concentrer l'effet du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique, soit de le canaliser.

L'électroaimant joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir et...) le rôle d'un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne...) commandé par un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un...). Il est utilisé soit pour produire une force électromagnétique (La force électromagnétique est, avec la force de gravitation, l'interaction faible, et l'interaction forte, l'une des quatre forces fondamentales de la physique. Lorsque l'on tient compte de la mécanique...), soit pour produire un champ magnétique contrôlé en une région de l'espace.

Remarque : Quand l'électroaimant est soumis à un champ magnétique variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un...), il est le siège d'une force électromotrice (Lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension. La tension ainsi créée est orientée de façon à générer des courants s'opposant à la...).

Applications

L'électro-aimant fait souvent partie d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) électrique (moteur électrique, générateur, radio, télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont reproduites sur un poste récepteur appelé téléviseur (ou, par abus de langage, télévision),...), magnétophone, magnétoscope, disque dur (Un disque dur est une mémoire de masse magnétique utilisée principalement dans les ordinateurs, mais également dans des baladeurs numériques, des caméscopes, des lecteurs/enregistreurs de DVD de salon,...), microscope électronique machines diverses). Dans les moteurs et les générateurs, il est utilisé pour créer un champ électromagnétique (Le champ électromagnétique est le concept central de l'électromagnétisme. On le conçoit souvent comme composition des deux champs vectoriels que l'on peut mesurer...) que l'on peut contrôler, cas des inducteurs ou, un collecteur de courant électrique, cas des induits.

Applications solo

Quand il est utilisé seul l'électroaimant peut être assimilé à un aimant commandé.

  • La gâche électrique d'une porte : l'électroaimant lorsqu'il est alimenté, tire le loquet bloquant la serrure, libérant ainsi la porte qui peut être ouverte sans clé ni poignée.
  • Les injecteurs de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) (essence et gazole) des moteurs montés dans les automobiles actuelles sont des électroaimants pilotés directement par le calculateur électronique de gestion du moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...). Lorsque que le calculateur veut injecter du carburant, il fournit un courant électrique à l'injecteur (Un injecteur est un élément de moteur permettant l'apport du carburant dans la chambre de combustion.), l'aiguille bouchant le trou d'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) recule laissant ainsi entrer le carburant sous pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) dans le moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail...). L'aiguille est remise en place par un ressort à la disparition du courant.
  • Dans les enregistreurs magnétiques (magnétophone, magnétoscope, piste magnétique) l'électroaimant sert à magnétiser les particules métalliques du support de l'information. Pendant que le support magnétique (bande ou disque) défile devant une tête magnétique à une vitesse (On distingue :) contrôlée, un courant électrique (image) de la source à enregistrer passe dans la tête transférant ainsi l'information sous forme magnétique.
    Pour la lecture le support défile de nouveau devant la tête magnétique, dans laquelle les variations de champ magnétique induisent un courant électrique, qui est amplifié et adapté pour être restitué dans sa forme originale.
  • Dans le train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons...) à levitation allemand, le TransRapid (Le Transrapid est un train monorail allemand utilisant la lévitation magnétique. Sur la base d'une ébauche datant de 1934, la mise au point de l'actuel Transrapid débuta en 1969. Sa...), les électroaimants sont utilisés pour la lévitation (La lévitation est le fait, pour un être ou un objet, de se déplacer ou de rester en suspension au-dessus du sol, sous l'effet d'une force plus forte...) et la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie...).
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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