Des aimants sautillants et vibrants

Expériences avec des aimants et une bobine électrique
Auteur: R.L.G., France
En ligne depuis: 21.02.2012, Nombre de visites: 61380

Aimant en lévitation

Matériel :

  • une grosse bobine
  • un générateur de courant continu
  • des pinces crocodiles
  • un aimant parallélépipède Q-40-20-05-N

Instructions :

Brancher la bobine au générateur de tension en faisant attention à ne pas le court-circuiter. En effet, il se peut que votre bobine ne soit pas assez grosse, que sa résistance interne soit trop petite et donc l'intensité la parcourant sera supérieure à l'intensité limite du générateur. Dans ce cas, il faudra rajouter alors des bouts de métal plus résistif (attention toutefois à l'échauffement de ces pièces dû à l'effet Joule).
Lâcher l'aimant au-dessus du trou de la bobine après avoir allumé le générateur. Puis éteindre le générateur.

Observation / interprétation :

L'aimant est ralenti dans sa descente et remonte jusqu'à se stabiliser dans une position d'équilibre au centre de la bobine : il lévite.
Cela provient du fait que le champ magnétique est maximal au centre de la bobine, ainsi la position d'équilibre de l'aimant sera atteinte en son centre après plusieurs oscillations. On peut l'assimiler à un dipôle magnétique qui est stable dans le champ magnétique intense et lorsque son moment dipolaire est aligné avec ce dernier. C'est d'ailleurs pour cela que l'aimant se retourne spontanément quand il se retrouve dans le "mauvais sens". Lorsque l'on éteint le générateur, l'aimant retombe après un laps de temps car la bobine s'oppose aux variations d'intensité qui la traverse. Elle maintient encore pour un petit moment son champ magnétique.

L'aimant sauteur

Matériel :

Comme ci-dessus.

Instructions :

Mettre l'aimant au centre de la bobine, puis allumer le générateur.

Observation / interprétation :

L'aimant se met rapidement à sautiller de façon aléatoire et finit par sortir de la bobine. En effet, le champ magnétique variable tend à faire vibrer l'aimant, seulement cela n'est pas suffisant pour le faire sauter, car l'énergie qu'il possède est alors rotatoire. Cependant l'énergie rotatoire se transforme en énergie de translation quand l'aimant prend appui sur le support. En tournant, il se propulse vers le haut, c'est pour cela qui ne change pas de trajectoire en plein vol. Ainsi, dès qu'il retombera, il se remettra à sauter plus ou moins haut en fonction de la synchronisation de la rotation de l'aimant avec sa chute et peut-être s'échappera de la bobine. Mais ceci prendra un peu de temps car l'aimant aime les zones de fort champ magnétique et il sera donc en quelques sorte piégé au centre de la bobine jusqu'à ce qu'il reçoive l'énergie nécessaire pour s'en échapper.

Simulation d'un tremblement de terre

Matériel :

  • une grosse bobine
  • une fine planche de bois
  • une sous-tasse
  • un générateur à courant alternatif (habituellement 50 Hz)
  • des pinces crocodiles
  • quelques parallélépipèdes magnétiques Q-40-20-05-N ou quelques aimants cassés

Instructions

Mettre un aimant sur la sous-tasse, un autre en-dessous. Poser la planche sur le générateur afin de le cacher. Allumer le générateur.

Observation / interprétation:

La sous-tasse commence à vibrer. Les aimants tendent à s'aligner avec le champ magnétique variable créé par la bobine. En raison du champ magnétique variable, les aimants commencent à se tourner et à vibrer mais ils n'ont pas le temps d'effectuer une rotation complète.
Si vous avez bien caché la bobine et les aimants, les objets vont se mouvoir sans raison apparente, ce qui pourrait intriguer des personnes non prévenues. Une scène qui annonce souvent dans les films catastrophes un tremblement de terre.

Salto arrière

Matériel:

  • une grosse bobine
  • un générateur de tension à courant alternatif (habituellement 50 Hz)
  • des pinces crocodile
  • un parallélépipède magnétique Q-40-20-05-N ou un aimant cassé

Instructions :

Positionner l'aimant sur le bord de la bobine de sorte à ce qu'il dépasse de quasiment sa moitié le bord, puis allumer le générateur.

Observation/interprétation :

Si l'aimant est orienté dans le bon sens, il va sauter, se retourner, puis retomber dans le trou de la bobine - il aura effectué un salto arrière.
Dans un premier temps, il est repoussé par le champ magnétique puis il va s'aligner avec lui et enfin il sera attiré et retombera.
Vous pouvez aussi le faire avec une figurine playmobil aimantée. Il suffit alors de fixer un aimant Supermagnete sur la figurine.
Note de l'équipe de supermagnete :
  • En raison de la pression mécanique, les aimants peuvent se briser - veuillez vous reportez à notre consigne de sécurité correspondante.
  • Dans notre Q&R, nous expliquons la différence entre les électroaimants et les aimants permanents.

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