Perméabilité magnétique
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La perméabilité magnétique est la faculté d'un matériau à produire un champ magnétique, c'est à dire à concentrer les lignes de flux magnétique et donc à augmenter la valeur de l'induction magnétique. Cette valeur de l'induction magnétique dépend ainsi du milieu dans lequel il est produit.
La canalisation du champ magnétique dans un matériau qui est également conducteur est d'autant plus réduite, suite aux courants induits (lien vers la définition des courants induits), que la fréquence de variation des champs, la perméabilité et la conductivité sont élevées.
En fait, le champ magnétique H et le champ d'induction magnétique B sont reliés, dans un matériau donné, par la relation dite "constitutive" :
-
- B = µ * H
où µ est la perméabilité magnétique du matériau (en Henry/mètre).
La perméabilité magnétique du matériau (µ) s'exprime par le produit de la perméabilité du vide (µ0, exprimée en Henry/mètre) et de la perméabilité relative (µr, sans dimension) :
-
- µ = µ0 * µr
- µ0 est une constante universelle, la constante magnétique, qui vaut 4 π *10 -7 H/m
- µr dépend du matériau.
Dans l'air, le vide, les gaz, le cuivre, l'aluminium, la terre, et d'autres matériaux... µr est égale à 1. Ces matériaux ne conduisent donc à aucune canalisation du champ magnétique.
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[modifier] Différents types de matériaux
On distingue les matériaux diamagnétiques (argent, cuivre, eau, or, plomb, zinc...), paramagnétiques (air, aluminium, magnésium, platine...) et ferromagnétiques (cobalt, fer, mumetal, nickel ...).
En général, les matériaux diamagnétiques et paramagnétiques présentent des valeurs de perméabilité proche de 1. La perméabilité absolue µ des matériaux diamagnétiques et paramagnétiques est donc pratiquement égale à celle du vide, c'est-à-dire 4π×10-7 H/m.
La perméabilité des matériaux ferromagnétiques n'est pas constante mais dépend du champ magnétique H. Pour de faible valeur de H, la valeur de µr peut être très élevée mais elle décroît avec la valeur de H et peut redevenir unitaire au delà d'un certain seuil en raison d'une saturation (on parle de saturation magnétique). Pour cette raison, nous indiquons des valeurs maximales de perméabilité relative dans le tableau ci-dessous.
Tableau - Perméabilité magnétique relative des matériaux ferromagnétiques à une température de 20°C
| Matériaux ferromagnétiques | Perméabilité magnétique relative (µr)(valeur maximale) |
|---|---|
| Cobalt | 250 |
| Fer | 10 000 |
| Mumetal | 100 000 |
| Nickel | 600 |
[modifier] Influence de la température
Pour les matériaux ferromagnétiques, il existe une température caractéristique, dite température de Curie Tc, au-dessus de laquelle ils perdent leur propriété ferromagnétique :
- Cobalt : 1115 °C
- Fer : 770 °C
- Mumetal : 380 °C
- Nickel : 358 °C
Au-delà de la température de Curie Tc, les matériaux ferromagnétiques redeviennent paramagnétiques.
[modifier] Origine des propriétés magnétiques des matériaux
Pour bien comprendre les différences de perméabilité relative, il faut partir des caractéristiques des atomes composants les matériaux. Qu'ils soient solides, liquides ou gazeux, les matériaux sont constitués de molécules, elles-mêmes composées d'atomes.
Un atome comprend un noyau central entouré d'un nuage d'électrons. Les électrons sont en mouvement autour du noyau. De plus, on peut dire de manière imagée, qu'ils tournent également sur eux-mêmes. C'est cette rotation des électrons ou Spin qui confère aux matériaux leurs propriétés magnétiques.
[modifier] Voir aussi
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