ÉLectromagnéTisme

Nous expliquons ce qu’est l’électromagnétisme et quelles sont certaines de ses applications. En outre, son histoire et des exemples.

Qu’est-ce que l’électromagnétisme ?

L’électromagnétisme est la branche de la  physique  qui  étudie les relations entre les phénomènes électriques et magnétiques , c’est-à-dire les interactions entre les particules chargées et les champs électriques et magnétiques .

En 1821, les fondements de l’électromagnétisme sont révélés  avec les travaux scientifiques du britannique Michael Faraday, qui donnent naissance à cette discipline . En 1865, l’Ecossais James Clerk Maxwell a formulé les quatre « équations de Maxwell » qui décrivent complètement les phénomènes électromagnétiques.

Voir aussi: Électrostatique

applications de l’électromagnétisme

Les phénomènes électromagnétiques ont des applications très importantes dans des disciplines telles que l’ingénierie,  l’électronique ,  la santé , l’aéronautique ou la construction civile, entre autres. Ils apparaissent dans la vie quotidienne, presque sans s’en rendre compte, dans les boussoles, les haut-parleurs, les sonnettes, les cartes magnétiques, les disques durs.

Les principales applications de l’électromagnétisme sont utilisées dans :

• L’électricité .
• Le magnétisme .
• Conductivité électrique et supraconductivité.
• rayons gamma et rayons X.
• ondes électromagnétiques . 
• Rayonnement infrarouge, visible et ultraviolet.
• Ondes radio et micro-ondes.

expériences sur l’électromagnétisme

Grâce à des expériences simples, il est possible de comprendre certains phénomènes électromagnétiques, tels que :

Le moteur électrique. Pour faire une expérience démontrant une notion de base du fonctionnement d’un moteur électrique, il nous faut :

• • un aimant
  • une pile AAA
  • Une vis
  • Un morceau de câble électrique de 20 cm de long
• Premier pas. Posez la pointe de la vis sur le pôle négatif de la batterie et posez l’aimant sur la tête de la vis. Vous pourrez voir comment les éléments s’attirent grâce au magnétisme .
• Deuxième pas. Joignez les extrémités du câble avec le pôle positif de la batterie et avec l’aimant (qui est avec la vis, sur le pôle négatif de la batterie).
• Résultat. Le circuit batterie-vis-aimant-fil est obtenu à travers lequel un courant électrique circule à travers le champ magnétique créé par l’aimant, et il tourne à grande vitesse en raison d’une force tangentielle constante appelée « force de Lorentz ». Au contraire, si vous essayez de joindre les pièces en inversant les pôles de la batterie, les éléments se repoussent.

La cage de Faraday . Ci-dessous, une expérience qui nous permet de comprendre comment les ondes électromagnétiques circulent dans les appareils électroniques. Pour cela, les éléments suivants sont nécessaires :

• • Une radio portable à piles ou un téléphone portable
  • Une grille métallique avec des trous ne dépassant pas 1 cm
  • Une paire de pinces ou de ciseaux pour couper la grille
  • Petits bouts de fil pour fixer la grille métallique
  • Feuille d’aluminium (peut ne pas être nécessaire)
• Premier pas. Coupez un morceau rectangulaire de treillis métallique de 20 cm de haut sur 80 cm de long, de manière à pouvoir assembler un cylindre.
• Deuxième pas. Coupez un autre morceau circulaire de treillis métallique d’un diamètre de 25 cm (il doit être assez grand pour couvrir le cylindre).
• Troisième étape. Joignez les extrémités du rectangle de la grille métallique de manière à ce qu’elle forme un cylindre et fixez-les avec des morceaux de fil.
• Quatrième étape. Placez la radio allumée à l’intérieur du cylindre métallique et couvrez le cylindre avec le cercle de la grille métallique.
• Résultat. La radio s’arrêtera car les ondes électromagnétiques provenant de l’extérieur ne peuvent pas traverser le métal .
  Si au lieu d’une radio allumée, un téléphone portable est inséré et que ce numéro est appelé pour le faire sonner, il arrivera qu’il ne sonne pas. Dans le cas où il sonne, une grille métallique plus épaisse avec des trous plus petits doit être utilisée, ou le téléphone portable doit être enveloppé dans du papier d’aluminium. Quelque chose de similaire se produit lorsque vous parlez au téléphone portable et entrez dans un ascenseur, ce qui provoque la coupure du signal est l’effet de la « cage de Faraday ».

A quoi sert l’électromagnétisme ?

L’électromagnétisme est très utile pour l’être humain  car il existe d’innombrables applications qui lui permettent de satisfaire ses besoins. De nombreux instruments utilisés quotidiennement fonctionnent en raison des effets électromagnétiques . Le courant électrique qui circule dans toutes les prises d’une maison, par exemple, permet de multiples usages (le four à micro-ondes, le ventilateur, le mixeur, la télévision , l’  ordinateur ) qui fonctionnent grâce à l’électromagnétisme.

magnétisme et électromagnétisme

Le magnétisme est le phénomène qui explique la force d’attraction ou de répulsion entre les matériaux magnétiques et les charges en mouvement .

L’électromagnétisme implique  des phénomènes physiques  produits par des charges électriques au repos ou en  mouvement , qui donnent naissance à des champs électriques, magnétiques ou électromagnétiques, et qui affectent la matière qui peut être à  l’état gazeux , liquide  et  solide .

exemples d’électromagnétisme

Il existe de nombreux exemples d’électromagnétisme et parmi les plus courants sont:

• La sonnette. C’est un appareil capable de générer un signal sonore lors de l’appui sur un interrupteur. Il fonctionne grâce à un électroaimant qui reçoit une  charge électrique , qui génère un champ magnétique (un effet d’aimant) qui attire un petit marteau qui frappe la surface métallique et émet un  son .
• Le train à sustentation magnétique. Contrairement au train propulsé par une locomotive électrique qui se déplace sur des rails, il s’agit d’un moyen de transport soutenu et propulsé par la force du magnétisme et par les puissants électroaimants situés dans sa partie inférieure.
• Le transformateur électrique. C’est un appareil électrique qui permet d’augmenter ou de diminuer la  tension  (ou la tension) d’un courant alternatif.
• Le moteur électrique. C’est un appareil qui convertit  l’énergie électrique  en énergie mécanique , produisant un mouvement par l’action des champs magnétiques qui sont générés à l’intérieur.
• la dynamo C’est un générateur électrique qui utilise l’énergie mécanique d’un mouvement rotatif et la transforme en énergie électrique.
• Le micro-onde. C’est un four électrique qui génère un rayonnement électromagnétique à la fréquence des micro-ondes. Ces radiations font vibrer les molécules d’ eau  dans   les aliments , ce qui produit rapidement de la chaleur, cuisant les aliments.
• IRM. Il s’agit d’un examen médical permettant d’obtenir des images de la structure et de la composition d’un organisme. Il consiste en l’interaction d’un champ magnétique créé par une machine, le résonateur magnétique (qui fonctionne comme un aimant), et des  atomes d’hydrogène  contenus dans le corps de la personne. Ces atomes sont attirés par « l’effet aimant » de l’appareil et génèrent un champ électromagnétique qui est capté et représenté en images.
• Le micro. C’est un appareil qui détecte l’énergie acoustique (son) et la transforme en énergie électrique. Il le fait à travers une membrane (ou diaphragme) qui est attirée par un aimant dans un champ magnétique et qui produit un courant électrique proportionnel au son reçu.
• La planète Terre. Notre planète fonctionne comme un aimant géant grâce au champ magnétique généré dans son noyau (formé par des métaux tels que le fer, le nickel ). Le  mouvement de rotation de la Terre  génère un courant de particules chargées (les électrons des atomes du noyau terrestre). Ce courant produit un champ magnétique qui s’étend sur plusieurs kilomètres au-dessus de la surface de la planète et repousse le rayonnement solaire nocif.

histoire de l’électromagnétisme

• 600 avant JC C. Le grec Thales de Milet a observé qu’en frottant un morceau d’ambre, il se chargeait et était capable d’attirer des morceaux de paille ou de plumes.
• 1820. Le danois Hans Christian Oersted réalise une expérience qui réunit pour la première fois les phénomènes de l’électricité et du magnétisme. Elle consistait à rapprocher une aiguille aimantée d’un conducteur parcouru par un courant électrique. L’aiguille s’est déplacée de telle manière qu’elle a montré la présence d’un champ magnétique dans le conducteur.
• 1826. Le français André-Marie Ampère développe la théorie qui explique l’interaction entre l’électricité et le magnétisme, appelée « électrodynamique ». De plus, il fut le premier à nommer le courant électrique en tant que tel et à mesurer l’intensité de son écoulement.
• 1831. Le physicien et chimiste britannique Michael Faraday découvre les lois de l’électrolyse et de l’induction électromagnétique.
• 1865. L’Ecossais James Clerk Maxwell dévoile les fondements de l’électromagnétisme en formulant les quatre « équations de Maxwell » qui décrivent les phénomènes électromagnétiques.

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