Quelques jolies manips sur le magnétisme

Petit résumé en images des "jolies manips" du mercredi 19 décembre 2007 :
Champ magnétique et radiateur,   Lévitation magnétique,    Ferrofluide,   Moteur,   Aimant paresseux.
merci à tous les participants !

Une manifestation amusante du champ magnétique terrestre !



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Le champ magnétique terrestre de l'ordre de 10-5 Teslas aimante les objets contenant du fer comme les radiateurs ou tout autre objet métallique...
Il suffit d'une boussole pour s'en apercevoir : le radiateur est un aimant dont le pôle sud est en bas (il attire le nord de la boussole) et le pôle nord en haut.  Cette aimantation est due à la composante verticale du champ magnétique terrestre : faites un petit schéma représentant la Terre, le champ magnétique terrestre et le radiateur pour vous en convaincre ! Attention, le nord géographique est le pôle sud magnétique.


Lévitation d'aimants permanents

Voici un système ingénieux qui permet de faire léviter un petit aimant néodyme (aimant très puissant) cubique ou cylindrique (plus difficile) :

                 
L'ensemble est composé de 2 aimants néodymes : celui du haut est astucieusement fixé sur une vis permettant d'obtenir facilement l'équilibre entre le poids de l'aimant cubique et la force magnétique qui l'attire vers le haut...  



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N'étant soumis à aucun frottement solide, si on met en rotation
    l'aimant en lévitation, il tourne sur lui-même très longtemps... 
    La toupie magnétique toujours aussi bluffante...

   

Le levitron est constitué d'une base contenant des aimants puissants (dont les lignes de champs sont visualisables avec le ferrofluide !) qui permettent la lévitation d'une toupie en rotation rapide : l'ensemble est stabilisé par effet gyroscopique.
Avec un peu d'entraînement, il est possible de faire léviter la toupie plus d'une quinzaine de minutes.
Un grand merci à François et Alexandre qui, grâce à leur patience et à leurs idées, nous ont fourni les deux magnifiques vidéos visualisables ci-contre. La seconde est réalisée en insérant une planche en bois entre la base du lévitron et la toupie pour un effet des plus magique !
       
  
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Le ferrofluide : un fluide magnétique



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Le ferrofluide est un fluide homogène composé de petites particules ferromagnétiques de l'ordre de quelques microns.

Lorsqu'on approche un aimant, ces particules s'orientent : il apparaît des "pics" permettant de visualiser les lignes de champ.

La viscosité de ce fluide dépend du champ magnétique appliqué.
 
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Un petit moteur pas si simple !

Pour fabriquer un petit moteur à courant continu, c'est très simple ! Il suffit d'une pile plate dont on coupe un peu les bornes pour placer dessus une bobine de fil de cuivre.
On dénude au papier de verre le fil de cuivre aux endroits où il est en contact avec les pôles de la pile.
Puis, on fixe un petit aimant sur la pile...et le moteur fonctionne !
L'explication physique est un peu compliquée pour ceux qui n'y connaissent rien en moteur : indiquons juste que les parties dénudées du fil de cuivre jouent le rôle des collecteurs et qu'il faut une dissymétrie pour que le moteur démarre...



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L'aimant paresseux...



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Pour cette expérience surprenante, il faut un tube de cuivre et un petit aimant puissant : on lâche l'aimant en haut du tube et...on patiente car la chute est très lente !!!

Le cuivre est un matériau conducteur non ferromagnétique : il ne s'aimante pas.
Lorsque l'aimant descend dans le tube, il créé des courants induits dans le tube de cuivre et, comme prévu par la loi de Lenz, ceux-ci créent "un champ magnétique qui s'oppose à la cause qui lui a donné naissance" : l'aimant est freiné par cette force magnétique !
 

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