Que sont les forces magnétiques?
Les forces magnétiques agissent sur des objets magnétiques ou des particules chargées se déplaçant dans un champ magnétique. Ils sont affectés par la force du champ magnétique, la charge totale d'une particule, sa vitesse et sa direction. Les aimants permanents ont leurs structures moléculaires alignées au cours de la formation, de sorte à attirer certains types de métaux. Les forces magnétiques sont exploitées lorsque l'électricité est convertie en rotation mécanique, et inversement.
Le milieu par lequel les forces magnétiques sont transmises est le champ magnétique. Un champ magnétique est créé avec un aimant permanent ou un courant électrique. Comme un courant électrique est un flux de porteurs de charge en mouvement, tels que des électrons, il peut être analysé en considérant une seule particule. Ainsi, un seul électron se déplaçant dans l’espace créera un champ magnétique.
Une des applications les plus courantes des forces magnétiques est l'aimant du réfrigérateur, qui est un aimant permanent. Les aimants permanents sont soumis à un fort champ magnétique lors de leur fabrication. Dans ce processus, leurs structures cristallines internes sont alignées de telle sorte qu'elles restent magnétisées. Un aimant permanent attirera des matériaux ferromagnétiques tels que le fer. Le ferromagnétisme n’est qu’une source de forces magnétiques, mais c’est celui couramment associé au magnétisme dans les situations de tous les jours.
Les aimants permanents exercent également des forces magnétiques sur d'autres aimants. C'est à ce moment que les pôles des aimants deviennent importants. Contrairement aux lignes de champ électrique, les lignes de champ magnétique tournent toujours autour et forment une boucle fermée. En d'autres termes, les aimants ont toujours deux pôles distincts, appelés conventionnellement pôle nord et sud. Les mêmes pôles de deux aimants différents se repousseront, tandis que les pôles opposés attireront.
Une autre situation dans laquelle des forces magnétiques vont se produire implique deux courants électriques voisins se déplaçant perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Ces courants produiront leurs propres champs magnétiques, mais ils auront des orientations différentes, ce qui entraînera des forces entre les deux courants. Plus il y a de courant, plus les forces seront fortes.
L'interaction entre les aimants et un courant électrique est la base du générateur électrique et du moteur électrique. Pour un générateur, un mouvement mécanique produit par une centrale ou un moteur fait tourner un composant avec des aimants. Le champ magnétique changeant induira un courant électrique dans l'autre partie du générateur. Lorsque l'appareil est utilisé comme moteur, c'est le courant électrique qui est fourni. Les mêmes forces magnétiques produiront un couple mécanique pour faire tourner l'autre côté du moteur.