Les interactions magnétiques
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• décrire l'interaction entre deux aimants ;
• mettre en évidence expérimentalement l'interaction entre un aimant et un courant, puis entre deux courants ;
• expliquer le principe de la lévitation magnétique.
Un peu d'histoire
Les aimants naturels sont connus depuis l'Antiquité : c'est la magnétite (Fe3O4), une pierre trouvée près de la ville de Magnésie, en Asie Mineure, qui a donné son nom au magnétisme. Il y a plus de mille ans, les Chinois fabriquaient déjà des boussoles : une aiguille de magnétite posée sur un brin de paille flottant sur l'eau.
I. Interaction entre deux aimants
1. Les aimants et leurs pôles
Un aimant, naturel ou artificiel (barreau droit, aimant en U), attire la limaille de fer surtout en deux zones : ses pôles.
Expérience : on approche successivement les deux pôles d'un aimant A d'un même pôle d'un aimant B suspendu à un fil sans torsion. Avec un pôle, il y a répulsion ; avec l'autre, attraction. Les deux pôles d'un aimant sont donc différents : un pôle nord (souvent peint en rouge) et un pôle sud.
Deux pôles de même nom se repoussent ; deux pôles de noms différents s'attirent.
Une aiguille aimantée est un aimant très léger, en losange ou en flèche, libre de tourner : elle sert à détecter une action magnétique là où elle est placée.
II. Interactions entre aimants et courants
1. Interaction entre un aimant et un courant
Approchons le pôle sud d'un aimant droit d'une face d'une bobine parcourue par un courant continu : il y a attraction. L'interaction devient une répulsion si l'on inverse le sens du courant, ou si l'on présente le pôle nord de l'aimant. Sans courant, il ne se passe rien.
Une bobine parcourue par un courant continu se comporte comme un aimant droit : elle possède une face nord et une face sud, qui s'échangent quand le courant change de sens.
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