ÉLECTRO-AIMANTS
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Les applications des électro-aimants
Dans leurs différentes utilisations, le fonctionnement des électro-aimants peut être associé soit à un travail mécanique, soit à la création d'un champ magnétique de morphologie bien définie ou à celle de champs magnétiques intenses. Les considérations du chapitre précédent ont permis de préciser la constitution des électro-aimants appartenant aux deux classes définies (électro-aimants avec et sans circuit magnétique). Pour une application donnée, le choix de telle ou telle classe d'électro-aimant se fait selon des critères techniques (valeur du champ magnétique recherchée, morphologie de ce champ, poids de l'installation) ou économiques. On trouve, en fait, des électro-aimants avec ou sans circuit magnétique dans les différents types d'utilisation.
Électro-aimants associés à un travail mécanique
Ils utilisent les forces qui s'exercent sur les matériaux ferromagnétiques soumis à un champ magnétique non uniforme ou bien sur les conducteurs électriques transportant un courant et soumis à un champ magnétique (loi de Laplace).
Les machines électriques tournantes (dynamos, alternateurs, etc.) sont constituées en général d'une combinaison d'électro-aimants, en mouvement relatif les uns par rapport aux autres. Leur technologie et leur fonctionnement particuliers sortent du cadre de cet article.
Les appareils de levage, utilisés pour la manutention de matériaux ferromagnétiques, sont une des applications industrielles les plus anciennes des électro-aimants. Ces dispositifs sont constitués essentiellement d'un enroulement conducteur d'excitation, aimantant un circuit magnétique qui, en l'absence de charge, est ouvert (les lignes de flux magnétique se referment dans l'air). En présence d'une charge ferromagnétique, le flux se referme dans cette charge. Il existe alors une force de portage dont la valeur (par unité de surface de contact entre l'électro-aimant et la charge) est B2/2μ0, où B est le module de l'induction magnétique au contact et μ0 la perméabilité magnétique du vide.
Les relais électromagnétiques sont des dispositifs dont la mise [...]
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Écrit par :
- Jean-Pierre CHABRERIE : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Alain MAILFERT : professeur à l'École nationale polytechnique de Lorraine
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Autres références
« ÉLECTRO-AIMANTS » est également traité dans :
AIMANTS
Dans le chapitre « Introduction » : […] Un aimant permanent fournit à l'espace qui l'environne un certain flux magnétique ou, ce qui revient au même, il crée autour de lui un champ magnétique dont l'action peut s'exercer : – sur d'autres aimants ou corps ferro-magnétiques (forces d'attraction mécanique, forces d'orientation) ; – sur des courants électriques (transformation d'énergie électrique en énergie mécanique et réciproquement) ; – […] Lire la suite
AMPÈRE ANDRÉ-MARIE (1775-1836)
Dans le chapitre « L'inventeur » : […] Ses travaux de laboratoire amènent Ampère à imaginer et à réaliser, de ses propres mains, des montages et des dispositifs ingénieux. Leur portée pratique est immense. Certains sont à la base d'appareils de mesure électrique : l'ampèremètre, pour la mesure de l'intensité, le voltmètre, pour la mesure des différences de potentiel. Parmi les dispositifs expérimentaux on peut citer : – La boussole as […] Lire la suite
ÉLECTRICITÉ - Histoire
Dans le chapitre « D'Œrsted à Maxwell » : […] Ayant observé dès le début du xviii e siècle l'aimantation du fer par la foudre, on se préoccupa donc logiquement de savoir s'il existait des rapports entre l'électricité et le magnétisme. C'est une réponse positive qu'apporta en 1819 Hans Christian Œrsted (1777-1851), quand il observa qu'une aiguille aimantée (mobile sur un pivot), placée parallèlement à un fil métallique et en dessous, quitte […] Lire la suite
E.S.R.F. (European Synchrotron Radiation Facility)
Dans le chapitre « Anatomie de la source E.R.S.F. » : […] Pour accélérer des électrons et produire des rayons X, quelques étapes intermédiaires sont nécessaires. Les électrons sont produits dans un canon à électrons dont le principe est identique à celui qui équipe un récepteur de télévision. Ils transitent à travers un accélérateur linéaire qui leur fournit une énergie de 200 millions d'électronvolts, soit deux cent millions de fois supérieure à celle q […] Lire la suite
MAGNÉTISME (notions de base)
Dans le chapitre « Aimants et électroaimants » : […] On appelle aimant tout matériau capable d’attirer le fer en produisant un champ magnétique qui s’étend à l’extérieur de ses limites. On observe que tout aimant possède deux pôles qu’on appelle pôle nord et pôle sud, en référence aux pôles géographiques terrestres vers lesquels ils sont attirés. On ne connaît pas d’objet qui soit un monopôle magnétique ; si on divise en deux un aimant, chaque part […] Lire la suite
MÉMOIRES NUMÉRIQUES
Dans le chapitre « Accès mixte » : […] L'accès mixte ou semi-séquentiel combine les deux types précédents. C'est le cas, par exemple, du fonctionnement du disque dur (fig. 7 ). Le disque magnétique qui le compose comporte plusieurs pistes, et chaque piste contient plusieurs secteurs. Le disque magnétique est relié à un moteur d'entraînement qui le fait tourner à grande vitesse (de 5 000 à 10 000 tours par minute) sur son axe. L' électr […] Lire la suite
MICROSCOPIE
Dans le chapitre « Microscope conventionnel à transmission » : […] La colonne d'un microscope électronique est formée d'un empilement, généralement vertical, d'éléments : le canon à électrons, les lentilles au milieu desquelles est placé l'échantillon, la chambre d'observation. Ces trois parties servent respectivement à produire et à accélérer les électrons, à les dévier et à les focaliser le long de trajectoires les amenant à traverser l'échantillon dans des […] Lire la suite
MUMÉTAL
Alliage composé de 78,5 p. 100 de nickel et de 21,5 p. 100 de fer, possédant de remarquables propriétés magnétiques, notamment une perméabilité magnétique bien supérieure à celle du fer pur. Cette propriété est mise à profit dans la fabrication de certains électro-aimants qu'on désire utiliser dans des relais électromagnétiques de grande sensibilité. La présence dans ces relais d'un noyau en mumét […] Lire la suite
OPTIQUE - Optique électronique
Dans le chapitre « Prismes magnétiques » : […] En utilisant un électro-aimant à deux pôles symétriques par rapport à un plan, constituant un secteur d'ouverture angulaire θ, on peut dévier d'un angle θ un faisceau de particules chargées . Si l'induction B est homogène entre les pôles, les trajectoires, qui sont rectilignes avant et après le prisme, sont des arcs de cercle de rayon R à l'intérieur de l'entrefer, avec R = m v /e B = p/e B. Da […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Accélérateurs de particules
Dans le chapitre « Principes généraux » : […] Un accélérateur de particules présente toujours la même succession d'opérations : ionisation d'atomes pour isoler des noyaux ou des électrons ; injection dans des dispositifs magnétiques ou électriques de guidage ; accélération jusqu'à l'énergie désirée. Ensuite, les bouffées de particules chargées sont éjectées soit en vue d'une utilisation externe soit pour accroître encore l'énergie des collisi […] Lire la suite
SUPERFLUIDITÉ
Dans le chapitre « Applications de la superfluidité » : […] L'étude des superfluides relève donc principalement de la physique fondamentale. Son objectif majeur est de tester les capacités de la physique quantique à comprendre des phénomènes collectifs. La superfluidité a cependant quelques applications pratiques. La principale application de l'hélium superfluide est de refroidir les très gros électro-aimants supraconducteurs qu'on utilise dans les labora […] Lire la suite
TÉLÉCOMMUNICATIONS - Histoire
Dans le chapitre « L'apport d'Émile Baudot » : […] En 1874, le système de Hughes est perfectionné par le Français Émile Baudot (1845-1903) qui a l'idée, révolutionnaire à l'époque, de coder les caractères à transmettre avec cinq électroaimants (ce qui permet de différencier 2 5 = 32 caractères). Pour l'émission, il adopte aussi la commande par ruban perforé (inventée par Wheatstone quelques années auparavant). Le ruban comporte des codes à trous […] Lire la suite
THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE
Dans le chapitre « Les acquis et les perspectives de la fusion par confinement magnétique » : […] Depuis les premiers résultats significatifs obtenus par les Soviétiques en 1968 sur le tokamak T-3 : une trentaine d'appareils de ce type, construits dans le monde, ont permis d'avancer progressivement vers l'objectif fixé par le critère de Lawson (formule 4). Trois grands tokamaks ont été mis en service successivement entre 1982 et 1985 et ont atteint depuis lors leur performances nominales (tabl […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Jean-Pierre CHABRERIE, Alain MAILFERT, « ÉLECTRO-AIMANTS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/electro-aimants/