6-MAGNETIQUE
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Catégorie :Category: nCreator TI-Nspire
Auteur Author: gab_glt
Type : Classeur 3.0.1
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Mis en ligne Uploaded: 12/01/2025 - 00:40:19
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Téléchargements Downloads: 2
Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : http://ti-pla.net/a4447177
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Description
Fichier Nspire généré sur TI-Planet.org.
Compatible OS 3.0 et ultérieurs.
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Déplacement de particules électriquement chargées --> forces magnétiques (=charges électriques en mouvement) --> champ magnétique --> matériau magnétique = ensemble de dipôles magnétiques ORIGINE " Classification périodique des éléments " Couches électroniques " Electrons en mouvement sur les orbitales [mvt des e- autour du noyau (1): moment magnétique orbital & rotation des e- sur eux-mêmes (2): moment magnétique de spin] 1) moment magnétique orbital --> intensité prop. nombre quantique magnétique : ml --> direction perpendiculaire au plan de lorbite 2) moment magnétique de spin --> prop. au nombre magnétique despin : ms = +1/2 (parallèle au champ magnétique) ou -1/2 (dir opposée au champ magnétique) COMPORTEMENT MAGNETIQUE diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme (antiferromagnétisme ou ferrimagnétisme) " Couches électroniques complètes --> Les moments magnétiques des e- se complètent --> Moment magnétique nul = MATERIAU DIAMAGNETIQUE (ex: palladium) " Couche électronique incomplète --> Déséquilibre des moments magnétiques des e- --> Moment magnétique permanent au niveau atomique + Les moments ml et ms du matériau ne s'annulent pas = MATERIAU MAGNETIQUE Ò peu d'aimantation permanente (renforcment par l'application d'un champ H) = PARAMAGNETISME Ò aimantation permanente élevée (conservation de l'aimantation après éloignement de l'aimant) = FERROMAGNETISME ou MAGNETISME Matériaux diamagnétiques et paramagnétiques --> pas ou peu d'aimantation permanente --> renforcement par l'application d'un champ H --> matériaux "non" magnétiques Les lignes de force traversent complètement les substances paramagnétiques mais pas les diamagnétiques Une minorité de matériaux va conserverlaimantation après éloignement de laimant --> Interaction puissante entre les aimants issus desboucles de courants atomiques --> FERROMAGNETISME ou MAGNETISMECOOPERATIF Matériaux magnétiques: Couches électroniques incomplètes (` des e- de valence) " Dipôles magnétiques intenses " Energie entre dipôles élevée " Orientation spécifique suivant les directionscristallographiques " Aimantation spontanée de petites régions --> DOMAINES MAGNETIQUES Un domaine magnétique ou domaine de Weissest une région dun matériau dans laquelleles moments magnétiques sont uniformes .Ce sont donc des grains qui agissent commedes petits aimants et qui sont séparés entreeux par des joints de grains. " Dipôles alignés // " Aimantation spontanée depetites régions du matériau " Perméabilité magnétique très élevée --> MATERIAU FERROMAGNETIQUE (ex: Fe ±, Co, Ni) --> Cas des orbitales d et f partiellement remplies " Dipôles alignés anti// " Moments magnétiques atomiques égaux " Pas daimantation, aucun pouvoir daimant --> MATERIAU ANTIFERROMAGNETIQUE (ex: Cr, Mn, MnO, FeO, NiO, MnS, CrSb, FeCO3) " Dipôles alignés anti// " Moments magnétiques atomiques inégaux " Moment magnétique permanent pour le matériau --> MATERIAU FERRIMAGNETIQUE (ex: MFe2O4 (ferrites) , Fe3O4 (magnétite), NiO-Fe2O3,FeO-Fe2O3) EFFET TEMPERATURE para: ferro: antiferro: ferri: || | FERRO & FERRI " Orientation des dipôles magnétiquesatomiques = domaines de WEISS(< 100 ¼m) " Si pas de champ magnétiqueexterne : orientation totale nulle " Pas de magnétisationspontanée * Sous linfluence dun champ magnétique extérieur --> orientation des dipôles dans la même direction --> lorsque lensemble des dipôles est orienté dansla même direction --> MATERIAU MAGNETISE A SATURATION * Sous l action dun champ magnétique extérieur H --> développement préférentiel et progressif desdomaines de Weiss // à H --> orientation des dipôles --> mvt des parois de bloch BOUCLES D'HYSTERESIS 2 catégories de matériaux magnétiques : " MATERIAUX MAGNETIQUES DOUX(aimants non permanents) (ex : Fe, Fe-Si, alliages base Ni) ,,|'' (B = f(H)) " MATERIAUX MAGNETIQUES DURS(aimants permanents) (ex : acier trempé, acier au W, intermetalliques) ,,,,/""' Matériaux magnétiques durs: (aimants permanents) " Cycle large " Champ coercitif élevé " Déplacements limités des parois de Bloch " Réorientation difficile des moments magnétiquesdans les domaines de Weiss " Br et Hc importants Matériaux magnétiques doux: (transformateurs, électroaimants,blindage magnétique, tête de lecture&) " Cycle étroit (Hc faible, Br faible, inductionmagnétique élevée) " Pas dobstacle au déplacement des parois de Bloch " Réorientation facile des domaines magnétiques sivariation du champ " Pas déchauffement " Réaction rapide et franche Surface de la boucle dhystérésis= énergie dissipée par le matériau= pertes magnétiques= facteur de mérite [(B x H)max = dureté de laimant] ¿ Pour conserver une magnétisation permanente élevée --> Frottements internes les plus grands possibles(bloquer la mobilité des domaines de Weiss) --> Création de précipités = DURCISSEMENT MAGNETIQUE Rq : les aimants permanents sont des matériauxdurs et peu tenaces Champ magnétique H = NI/l avec H(A/m), l(m) et I(A) Induction magnétique B = ¼H a
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Déplacement de particules électriquement chargées --> forces magnétiques (=charges électriques en mouvement) --> champ magnétique --> matériau magnétique = ensemble de dipôles magnétiques ORIGINE " Classification périodique des éléments " Couches électroniques " Electrons en mouvement sur les orbitales [mvt des e- autour du noyau (1): moment magnétique orbital & rotation des e- sur eux-mêmes (2): moment magnétique de spin] 1) moment magnétique orbital --> intensité prop. nombre quantique magnétique : ml --> direction perpendiculaire au plan de lorbite 2) moment magnétique de spin --> prop. au nombre magnétique despin : ms = +1/2 (parallèle au champ magnétique) ou -1/2 (dir opposée au champ magnétique) COMPORTEMENT MAGNETIQUE diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme (antiferromagnétisme ou ferrimagnétisme) " Couches électroniques complètes --> Les moments magnétiques des e- se complètent --> Moment magnétique nul = MATERIAU DIAMAGNETIQUE (ex: palladium) " Couche électronique incomplète --> Déséquilibre des moments magnétiques des e- --> Moment magnétique permanent au niveau atomique + Les moments ml et ms du matériau ne s'annulent pas = MATERIAU MAGNETIQUE Ò peu d'aimantation permanente (renforcment par l'application d'un champ H) = PARAMAGNETISME Ò aimantation permanente élevée (conservation de l'aimantation après éloignement de l'aimant) = FERROMAGNETISME ou MAGNETISME Matériaux diamagnétiques et paramagnétiques --> pas ou peu d'aimantation permanente --> renforcement par l'application d'un champ H --> matériaux "non" magnétiques Les lignes de force traversent complètement les substances paramagnétiques mais pas les diamagnétiques Une minorité de matériaux va conserverlaimantation après éloignement de laimant --> Interaction puissante entre les aimants issus desboucles de courants atomiques --> FERROMAGNETISME ou MAGNETISMECOOPERATIF Matériaux magnétiques: Couches électroniques incomplètes (` des e- de valence) " Dipôles magnétiques intenses " Energie entre dipôles élevée " Orientation spécifique suivant les directionscristallographiques " Aimantation spontanée de petites régions --> DOMAINES MAGNETIQUES Un domaine magnétique ou domaine de Weissest une région dun matériau dans laquelleles moments magnétiques sont uniformes .Ce sont donc des grains qui agissent commedes petits aimants et qui sont séparés entreeux par des joints de grains. " Dipôles alignés // " Aimantation spontanée depetites régions du matériau " Perméabilité magnétique très élevée --> MATERIAU FERROMAGNETIQUE (ex: Fe ±, Co, Ni) --> Cas des orbitales d et f partiellement remplies " Dipôles alignés anti// " Moments magnétiques atomiques égaux " Pas daimantation, aucun pouvoir daimant --> MATERIAU ANTIFERROMAGNETIQUE (ex: Cr, Mn, MnO, FeO, NiO, MnS, CrSb, FeCO3) " Dipôles alignés anti// " Moments magnétiques atomiques inégaux " Moment magnétique permanent pour le matériau --> MATERIAU FERRIMAGNETIQUE (ex: MFe2O4 (ferrites) , Fe3O4 (magnétite), NiO-Fe2O3,FeO-Fe2O3) EFFET TEMPERATURE para: ferro: antiferro: ferri: || | FERRO & FERRI " Orientation des dipôles magnétiquesatomiques = domaines de WEISS(< 100 ¼m) " Si pas de champ magnétiqueexterne : orientation totale nulle " Pas de magnétisationspontanée * Sous linfluence dun champ magnétique extérieur --> orientation des dipôles dans la même direction --> lorsque lensemble des dipôles est orienté dansla même direction --> MATERIAU MAGNETISE A SATURATION * Sous l action dun champ magnétique extérieur H --> développement préférentiel et progressif desdomaines de Weiss // à H --> orientation des dipôles --> mvt des parois de bloch BOUCLES D'HYSTERESIS 2 catégories de matériaux magnétiques : " MATERIAUX MAGNETIQUES DOUX(aimants non permanents) (ex : Fe, Fe-Si, alliages base Ni) ,,|'' (B = f(H)) " MATERIAUX MAGNETIQUES DURS(aimants permanents) (ex : acier trempé, acier au W, intermetalliques) ,,,,/""' Matériaux magnétiques durs: (aimants permanents) " Cycle large " Champ coercitif élevé " Déplacements limités des parois de Bloch " Réorientation difficile des moments magnétiquesdans les domaines de Weiss " Br et Hc importants Matériaux magnétiques doux: (transformateurs, électroaimants,blindage magnétique, tête de lecture&) " Cycle étroit (Hc faible, Br faible, inductionmagnétique élevée) " Pas dobstacle au déplacement des parois de Bloch " Réorientation facile des domaines magnétiques sivariation du champ " Pas déchauffement " Réaction rapide et franche Surface de la boucle dhystérésis= énergie dissipée par le matériau= pertes magnétiques= facteur de mérite [(B x H)max = dureté de laimant] ¿ Pour conserver une magnétisation permanente élevée --> Frottements internes les plus grands possibles(bloquer la mobilité des domaines de Weiss) --> Création de précipités = DURCISSEMENT MAGNETIQUE Rq : les aimants permanents sont des matériauxdurs et peu tenaces Champ magnétique H = NI/l avec H(A/m), l(m) et I(A) Induction magnétique B = ¼H a
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