Le phénomène du magnétisme est étroitement lié à celui de l'électricité. L'aimant '
en fer à cheval, et sa propriété d'attirer des objets en fer et en acier, sont universellement connus. De toutè évidence, cette attraction
est le résultat d'une perturbation dans l'espace qui· environne l'aimant ; en_ effet, un champ magnétique prend naissance, comme nous l'avons indiqué par les lignes reliant les pôles Nord ·et S:ud •. sur la figure
2-20.
La figure 2-21 représente deux aimants, le-pôle Nord ·de l'un étant placé en face du pôle Sud
de
l'autre. Les lignes du flux magné-tique vont du pôle Nord au pôle Sud ; comme ces pôles s • attirent, nous- pouvons dire, dans ce cas, que les · lignes de flux magnétique tendent à se raccourcir, comme le feraient des élastiques en caoutchouc~- Sur la figure 2-22, les deux pôles Nord
· sont é:n fa~e l'un d<? l'autre, et les ligne.s de flux magnétique doivent quitter chacun d'eux pour re,tourner en direction · des pôles Sud.
Elles s'aplatissent donc les unes contre les . autres, et comme les pôles du même riom se repoussent, nous pouvons dire, que dans ce
Fic. 2-19. - Un accumulateur au plomb a:sernblé (la coupe ,perme't de voir les détails· de réalisation). .
· cas, les lignes de flux magnétique exercent sur eux une pou~sée latérale. ·
L'expérience montre que les·fifs parcourus par un courant électrique sont le siège de phénomènes
ma-Fic. 2-10. - Chafi'!-p magnétique d'un barreau magnétisé.
. ·gnétiques. On voit~
sur la figure 2-23, un fil traversé par uri cou-rant allant- de droite à
· gauche. Le pôle Nord
• d'une boussole placée au-dessu.s du fil poin-tera hors de
l'observa-·teur et indiquera que-les ligne~ de flux ont là même erientation.
On peut énoncer la règle de 'la main droite qui rappelle, sous une forme simple, l'effet magnétique du courant électrique : si la main droite est disposée a!1tour du fil; avec l~ pouce •
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COURS FONDAMENTAL -DE RADIOÉLECTRICITÉ unité de force magn~to-motrie-e. L'ampère-tour peut être défini comme étant-fa
force magnétique produite par un courant de 1 ampère passant da~s une bobine comportant 1 spire. Ainsi, un, courant de 3 ampères circulant dans une bobine de 5 spin~s, produira· l:ine force magnétique de
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ampères-tours.Le - fer. conduct- eur de magnétisme.
Si un barreau de fer non aimanté èst placé dans une bobine· parcourue par du cou ..
rant, on observe · que
La constitution de certains contacteurs illustre bien commént on utilise, dans les·
équipemepts électriques, le fer et l' aci~r pour canaliser le fl~x magnétique. Une bobine est placée sur un assemblage de fer en U, et une amiàture, en fer également,
est suspendue de telle ·
façon, que êfans les conditions normales elle retombe, sous l'effet
de la pesanteur. Quand c:::=.,~\ 1 __.,;
la bobine est alimentée par un courant con-tinu, le flux produit attirera cette armature et le contacteur sera
fermé. Fic. 2-23. - Règle de la main droite.
Caractéristiques D,1agnétiques du fer. - Le fer et l'acier sont d'une importance essentielle dans la construction de l'appareillage électrique, et il est utile d'étudier les propriétés du fer et des autres matériaux magnétiques dans lesquels le fer rentre comme élément de base.
Lès recherches scientifiques ont montré que la propriété ·qu'a le fer, d'augmenter le magnétisme d'un électro-aimant, vient du fait que la molécule du fer est elle-même , - - - -· - - - un éle.ctro-aimant dè
très petites dimen_;
sions. Dans un fer
doux: non aimanté, les molécules ont une orientation . quelcon ...
que,
et
on n'observe aucun effet extérieur.Lorsque· le ·fer est placé dans une bobine parcourue par un cou-rant, les molécules
· tendent à s • aligner sur le champ, et leur force
· magnéto-motrice s'ajoute ·à celle de la bobine. Si on remplace le fer doux par un acier ,au carbone, l'alignement des molécules ne sera pas aussi net que dans le · cas du fer doux, parce· que. les · tensions : intermoléculaires . sont ici beaucoup plu~ fortes. Par contre, une· fois retiré de la bobine, l'acier dur conservera presque tout .son magné-tisme, et pourra être appelé aimant per~anent. La résistance int~rne à l'alignement . magnétique des molécules porte le nom d'hystérésis, .et on peut tracer la courbe
indi-quant ·la variation du flux magnétique en fonction du -champ . magnétisant. Ce~e
· courbe· a la forme d'une boucle.
Fic. 2-24. - Champ magnétique d'une bobine parcourue · par un courant.
Différentes courbes d'hystérésis sont représentées . sur la figure 2-25. Celle ~~
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COURS ·FONDAMENTAL DE RADIOÉLECTRICITÉ· gauche est caractéristique des aciers utilisés dans les moteurs, les gériératrièes et les transformateurs. La courbe. du milieu est celle des aimants permanents, et celle de droite des bobines et des transformateurs des circuits téléphoniques (avec des courants faibles). On détermine· la courbe d•hystérésis en faisant croître la force magnéto-motrice, et en mesurant le flux magnétique jusqu'à ce que le maximum soit atteint (en a sur la courbe du milieu de la fig. 2-25). On diminue ensuitela force_magnéto-motrice, · et le flux tombe jusqu'en b, àprès quoi il_ est nécessaire, .pour qu'il continue à tomber, d'inverser le sens de la force magnétisante et de la faire croître jusqu'à cet d. Le point·
d représente le maximum dans la direction opposée. La force magnétisante est ensuite · ramenée à zéro, inversée et amenée à nouveau jusqu•~ la valeur représentée par le point a. On peut noter qu'une force magnéto-motrice plus grande est nécessaire pour
1 1 1
obtenir le même effet quand le flux magné'tique croît, que quand il décroît. La distance
·· horizontale entre· les deux côtés-de· la boucle d'hystérésis fournit donc la mesure de
courbe joignant les points des différentes courbes d",i1ystérésis. Une tellç courbe, connue sous le nom de courbe d'aimantation, sert à déterminer l'effet d'un noyau
de fer dans un transformateür. ·
Plusieurs courbes d'aimantation sont représentées sur la figure 2-26.
Aciers pour dynamos et transformateurs; - ttant do~né que les . pertes d'énergie sont proportionnelles à la surface de la boucle, il est nécessaire que-les aciers utilisés dans les machines à courant alternatif aient des boucles d'hystérésis étroites. On a constaté que les caractéristiques électriques et magnétiques sont · meil--leures en ajoutant à l'acier une certaine proportion de silicium. La plupart des aciers . pour clynam~s et transformateurs ~ont utilisés sous la forme d'assemblages de feuilles découpées de façon
à
donner le trajet magnétique désiré.6'JO.OOO
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FIG. 2-26. - Courbes d'hystérésis.
Aciers pour aunants permanents. - Nous avons déjà inclîqué comment. l'acier au carbone peut être magnétisé et former des aimants permanents. Cela explique : la magnétisation des lames de couteaux, des toume--vis et autres outils. On a déco'4vert que les aUiages où _le fer est additionné d'aluminium, de nickel et de cobalt, donnent, après un traitement thermique approprié, des aimants permanents de haute qualité.
D'autres alliages, r~nfermant des combinaisons de-tUngstène, de chrome et de.
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COURS FONDAMENTAL DE RADIOÉLECTRICITÉcobalt sont également très employés ; une rétention et une force coercitive élevées les caractérisent.
Permalloy. - Une autre substance magnétique, connue sous le nom de permalloy, est constituée par un alliage de fer et de nickel, et donne, après un traitement thermique convenable, un flux très élevé avec une forcé magnétisante faible ; sa boucle d'hystérésis est très étroite. Le permalloy est employé dans les bobines et transfor-mateurs des circuits téléphoniques, quand les courants qui les parcourent sont faibles.