Qu'est-ce que le champ magnétique autour d'un aimant en barre : faits exhaustifs sur divers objets

Dans cet article, nous allons voir quel est le champ magnétique autour d'un barreau aimanté et Où est le champ magnétique d'un barreau aimanté le plus fort.

Le champ magnétique provoqué par la présence du barreau aimanté est extrême aux bords des pôles et est très faible au milieu du barreau aimanté.

Qu'est-ce qu'un aimant de barre

Un aimant apparaissant comme une barre, et donc appelé barre aimantée, a deux pôles, les pôles de la barre aimantée sont protégés contre la démagnétisation de l'aimant à l'aide de plaques de fer sur les deux pôles.

Un barreau magnétique est composé d'un matériau ferromagnétique qui conserve ses propriétés magnétiques même en l'absence de champ externe et est donc un aimant permanent.

En suspendu librement dans l'air, le barreau magnétique s'aligne dans le sens nord-sud. Les dipôles magnétiques à l'intérieur de la barre aimantée subissent la force magnétique due au champ magnétique terrestre et s'alignent dans la direction du champ. Par conséquent, un barreau magnétique peut donc être utilisé pour trouver la direction de la même manière qu'une boussole.

Types de barre aimantée

Il existe deux types de barre aimantée, ils sont : -

1) Barre aimantée rectangulaire: Cet aimant a quatre faces rectangulaires peintes et deux pôles de forme carrée. Les bords de cette barre aimantée sont de forme rectangulaire et d'où le nom de barre aimantée rectangulaire.

2) Barre aimantée cylindrique: Les bords de l'aimant sont circulaires et donc appelés barreaux magnétiques cylindriques. La courbure extérieure de cet aimant est colorée.

Où est le champ magnétique d'un aimant en barre le plus fort et pourquoi

Le champ magnétique est le plus intense aux bords des pôles du barreau magnétique.

Si nous prenons un exemple simple que nous avons probablement réalisé comme première expérience dans les écoles lors de l'introduction du champ magnétique, une expérience avec un barreau magnétique et des feuilles de fer. Le bar aimant lorsqu'elles sont placées dans un plateau de feuilles de fer, les feuilles de fer sont disposées autour de la barre magnétique en cercles concentriques bien alignés sans se chevaucher.

La majorité des fers sont regroupés près des pôles Nord et Sud du barreau aimanté. Ceci est dû au fait; les lignes de champ magnétique proviennent des pôles. La force du champ s'affaiblit considérablement à mesure que la distance des pôles s'élargit.

Deuxièmement, le barreau aimanté agit en fait comme un dipôle, les particules négatives et positives spin sont alignées en fonction du champ magnétique de la Terre. Les dipôles eux-mêmes se comportent comme un petit aimant minuscule. Même si nous coupons davantage le barreau magnétique en morceaux, il présentera le même comportement en formant deux pôles de charges opposées comme un barreau magnétique.

Les dipôles magnétiques de l'aimant s'aligneront toujours selon le champ magnétique. Les spins positifs et négatifs essaieront de s'aligner vers les pôles de la barre aimantée, intensifiant ainsi la force des champs magnétiques aux pôles.

Où est le champ magnétique d'un aimant en barre le plus faible

Si nous examinons la même expérience que celle mentionnée ci-dessus ; nous verrons qu'il n'y a pratiquement pas de feuilles de fer fixées sur la partie médiane du barreau aimanté, ni de lignes de champ provenant de cette partie de l'aimant et qui sont presque parallèles à la longueur du barreau aimanté.

En outre, il a été observé que les lignes de champ magnétique qui s'étendent parallèlement à la longueur du barreau magnétique sont séparées les unes des autres, créant un espace qui élargit chaque boucle. Aux pôles, les lignes magnétiques sont plus denses sans former d'entrefer.

La force du champ magnétique de l'aimant en barre à travers les pôles intenses commencera à faiblir à mesure que la distance entre les pôles augmente.

Les minuscules dipôles à l'intérieur du barreau magnétique s'alignent toujours dans la direction du champ magnétique terrestre, les spins sont donc orientés vers chaque pôle.

Les dipôles alignés parallèlement présentent à la fois une attraction et une répulsion neutralisant ainsi l'effet de l'aimantation ; il y a une présence d'un champ magnétique mais comprend une intensité de champ plus faible. En conséquence, diminuant le champ magnétique à mi-distance des pôles du barreau aimanté.

Une barre aimantée est-elle entourée d'un champ magnétique

Les dipôles à l'intérieur du matériau ferromagnétique dont est composé le barreau magnétique possèdent les moments dipolaires magnétiques qui sont responsables de la génération d'un champ magnétique d'un barreau magnétique. Étant un aimant permanent, il attirera les matériaux ferromagnétiques vers lui, tout en montrant une certaine force d'attraction ou de répulsion sur un autre matériau magnétisant lorsqu'il est placé près de la barre aimantée et pas trop loin.

La force magnétique autour de la barre aimantée n'agira que lorsque la substance sera placée dans son champ. En dehors du champ magnétique de l'aimant en barre, la force du champ est évidemment nulle car il n'y a pas de lignes de flux magnétique circulant dans cette région.

Être aimant montrera des forces d'attraction et de répulsion dans une zone qui l'entoure, cela implique que le champ magnétique se produit autour de l'aimant, qui est représenté comme un flux magnétique orienté en cercles concentriques, au-delà de cette plage de champ magnétique ; aucun effet de l'aimant n'est observé.

Comment dessiner des lignes de champ magnétique autour d'une barre aimantée

Les lignes de champ magnétique sont représentées comme les lignes de flux. Ces lignes de flux forment des boucles fermées concentriques. Le champ magnétique produit par le barreau aimanté est représenté par des lignes de flux qui partent d'un pôle et se terminent dans un autre pôle du barreau aimanté.

Par conséquent, les lignes de champ magnétique peuvent être dessinées provenant du pôle Nord et entrant dans le pôle Sud formant des boucles étroites, et ces boucles sont séparées les unes des autres à une certaine distance tout en courant parallèlement à la longueur du barreau magnétique et cet écart s'élargit pour chaque boucle, au contraire, les lignes magnétiques sont dessinées denses aux pôles.

Aucune ligne de champ magnétique ne doit toucher la section médiane de la barre aimantée car le champ magnétique est négligeable dans cette zone et a une faible force d'attraction ou de répulsion.

Quelle est la direction des lignes de champ magnétique à l'extérieur d'une barre aimantée

Le champ magnétique du barreau aimanté est dû à la présence du dipôle. Les charges positives et négatives d'une particule séparées par une petite distance en raison d'un champ externe appliqué sont appelées un dipôle. Ces dipôles sont alignés en fonction du champ magnétique. Ainsi, en l'absence de champ magnétique, les dipôles à l'intérieur du barreau aimanté sont positionnés selon le champ magnétique terrestre. Cette orientation des dipôles à l'intérieur du barreau aimanté est alors responsable de la direction des lignes de champ magnétique générant à l'extérieur du barreau aimanté.

Les dipôles sont alignés parallèlement dans le direction du pôle Sud vers le Nord et donc la direction des lignes de champ magnétique à l'extérieur d'un barreau aimanté proviennent du pôle Nord vers le Sud.

Le champ magnétique est-il le même tout autour d'une barre aimantée

Le champ magnétique dépend de la force et de la densité des lignes de flux magnétique et varie en fonction de la distance des pôles. L'intensité de la le champ magnétique est directement proportionnel au flux magnétique densité. La densité de flux varie avec la distance.

Le champ magnétique produit par l'aimant en barre est à un pic près des bords des pôles. La faible force d'attraction et de répulsion est ressentie dans la partie médiane du barreau magnétique.

La raison pour laquelle j'envisage à la fois l'attraction et la répulsion dans la partie médiane du barreau magnétique est due au fait que les dipôles sont disposés sur toute la longueur du barreau magnétique et sont parallèles aux lignes de flux magnétique dans la région à l'extérieur de l'aimant, le le dipôle lui-même se comporte comme un petit aimant.

Les dipôles alignés parallèlement montrent la force d'attraction ainsi que la répulsion de deux extrémités différentes du dipôle en fonction de l'orientation du spin de la charge. Cela neutralise les effets de traction et de poussée et affaiblit la force du champ magnétique.

Ainsi, l'intensité du champ magnétique est la plus élevée aux bords des pôles de l'aimant. La force diminue à mesure que la distance des pôles sur la longueur de la barre magnétique augmente. Le même effet se produit autour de la barre aimantée. Comme la distance du les pôles magnétiques augmentent la force du champ diminuera aussi à mesure que l'on s'éloignera des pôles.

Force magnétique imposée par la barre aimantée sur divers objets

L'aimant en barre montrera la force d'attraction lorsque les matériaux ferromagnétiques comme les objets constitués de fer, d'acier ou d'un alliage de fers sont mis en contact plus étroit avec l'aimant.

Considérant que, il montrera des forces répulsives lorsqu'il entre en contact avec les substances ayant des caractéristiques diamagnétiques ; par exemple, le mercure, l'eau ; et connaîtra la faible force d'attraction avec des objets comme l'aluminium, le tungstène, etc. qui sont des substances paramagnétiques.

En savoir plus sur Champ magnétique contre force du champ magnétique : différents aspects et faits

Foire aux Questions

Si la barre aimantée de 10 cm de longueur conservée sur une table ressent la force magnétique à 30 cm de l'aimant, calculez la force du champ magnétique de la barre aimantée. La composante horizontale du champ terrestre est de 0.34G.

Donné:-

Composante horizontale de la Terre

B_H=0.34G=0.34*10^-4

2l= 10cms; => l=5cm=0.05m

t=30cm = 0.30m

Le point neutre est obtenu sur la ligne axiale.

B_axial=B_H

[

[0.34*10³* (0.0875)²]/(2*0.30)

=4.34hXNUMX²

Par conséquent, la force des pôles magnétiques du barreau magnétique est

m=M/2I=4.34/10=0.434Am

Quelles sont les différentes utilisations des barreaux magnétiques ?

Un barreau magnétique est utilisé à diverses fins pouvant être industrielles, électroniques, chimiques, laboratoires, etc.

Le barreau magnétique est utilisé pour séparer les substances magnétiques du tas de mélanges, pour agiter le mélange chimique afin de faciliter le mouvement de la substance magnétique, dans les appareils électroniques comme la télévision, les microphones, les téléphones portables, etc. il est utilisé comme une petite puce dans les appareils électroniques.

Pourquoi la barre magnétique a-t-elle le pôle Nord et le pôle Sud ?

Lorsque la barre aimantée est suspendue dans l'air, elle montre en permanence un mouvement harmonique jusqu'à ce qu'elle soit alignée dans la direction du champ magnétique terrestre.

En raison de la séparation des charges à l'intérieur de l'aimant, une extrémité de la barre magnétique devient plus positive et l'autre est plus négative. La les dipôles magnétiques à l'intérieur de la barre aimantée subissent la force magnétique terrestre et sont alignés par rapport au champ magnétique terrestre. L'aimant a deux pôles identiques à la Terre, et dans une position suspendue libre dans l'air, il s'alignera par rapport au champ magnétique terrestre qui est dans la direction nord-sud. Par conséquent, les noms du pôle Nord et du pôle Sud sont attribués à deux pôles différents d'un barreau magnétique.

L'aimant fonctionne-t-il dans l'espace ?

Oui. L'aimant peut être utilisé dans l'espace même en l'absence d'atmosphère.

Comme le champ dipolaire magnétisant à l'intérieur de l'aimant est permanent et qu'aucun travail n'est nécessaire pour créer le champ magnétique autour de l'aimant, il fonctionnera également dans l'espace.

Découvrez notre article sur Lignes de champ magnétique autour d'un aimant.

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