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 des propriétés particulières comme d'exercer une force d'attraction sur tout matériau ferromagnétique.
Les aimants contiennent presque systématiquement des atomes d'au moins un des éléments chimiques suivants : fer, cobalt ou nickel, ou de la famille des Lanthanides (terres rares). Les aimants naturels sont des oxydes mixtes de Fer II et de Fer III de la famille des ferrites (oxyde mixtes d'un métal divalent et de Fer III). Ce sont des matériaux magnétiques durs (à cycle d'hystérésis large).
Matériaux | Br en Tesla | Hc en kA/m | T° de Curie en °C | Remarques diverses |
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ferrites | 0,2 à 0,4 | 200 | 300 | les moins chers |
Alnico | 1,2 | 50 | 750 à 850 | se démagnétisent trop facilement |
Samarium cobalt | 0,5 | 800 | 700 à 800 | prix élevé à cause du cobalt |
Néodyme fer bore | 1,3 | 1500 | 310 | prix en baisse (brevets), sujet à l'oxydation |
Si l'on connaît l'intensité du champ magnétique (en teslas) produit par l'aimant à sa surface, on peut calculer une bonne approximation de la force nécessaire pour le décoller d'une surface en fer. On imagine que la force a décollé l'aimant d'une distance de la surface de fer. La distance est très petite de sorte que l'on puisse accepter que dans tout le volume situé entre l'aimant et le fer le champ magnétique est égal à . Le travail fait par la force est
Ce travail s'est transformé en énergie du champ magnétique dans le volume créé entre l'aimant et le fer. La densité d'énergie due au champ magnétique est :
en joules par mètre cube.
Ici est la perméabilité de l'air, presque égale à celle du vide : .
Le volume de l'espace créé entre l'aimant et le fer est égal à où est la surface de l'aimant qui était collée au fer. Le travail fait s'est transformé en énergie :
On déduit la valeur de la force de contact :
Pour un aimant de 2,54 cm (1 pouce) de diamètre et produisant un champ égal à 1 tesla dans le circuit magnétique formé avec la pièce métallique au contact de laquelle il se trouve, la force obtenue est de 202 newtons, c'est-à-dire environ égale au poids de 20 kilogrammes.