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Concept
Magnétostriction
Résumé
La magnétostriction désigne la propriété que possèdent les matériaux ferromagnétiques de se déformer en fonction de l'orientation de leur aimantation, par exemple sous l'influence d'un champ magnétique.
Les matériaux ferromagnétiques présentent aussi un effet magnétostrictif inverse, appelé effet magnéto-mécanique, qui se caractérise par la modification de la susceptibilité magnétique, voire de l'aimantation, en présence de contraintes mécaniques dans le matériau.
James Prescott Joule démontra son existence en 1847 en mesurant l'allongement d'un échantillon de fer soumis à un champ magnétique.
La magnétostriction contribue au ronronnement qu'on peut entendre près des transformateurs et des appareils électriques fonctionnant sous haute tension, d'une fréquence fondamentale égale à deux fois celle du courant, c'est-à-dire 2× = en Europe. La force électromécanique I×B, produit du courant I par le champ B, participe aussi à ce bruit en agissant sur les conducteurs baignant dans le champ magnétique qu'ils génèrent.
La déformation d'origine magnétostrictive que subit un élément ferromagnétique se fait à volume constant. Lorsque le matériau est magnétisé jusqu'à saturation, la déformation maximale produite par magnétostriction est généralement de l'ordre de 10, soit un micromètre par centimètre de matériau. Ainsi, le fer présente une faible déformation relative d'au plus 2×10 alors que des alliages de fer et de terres rares comme le terbium ou le dysprosium peuvent atteindre des déformations relatives de plus de 15×10 sous un champ magnétique de .
Le coefficient de magnétostriction peut être positif, auquel cas le matériau s'allonge sous l'influence du champ magnétique, ou négatif, auquel cas le matériau se raccourcit sous l'influence du champ magnétique.
L'effet de magnétostriction dépend de la magnétisation du matériau, et ne peut exister qu'en dessous de la température de Curie, qui se trouve être, pour certains matériaux à fort coefficient de magnétostriction, cryogénique.
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