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Concept
Perméabilité magnétique
Résumé
La perméabilité magnétique, en électrodynamique des milieux continus en régime linéaire, caractérise la faculté d'un matériau à modifier un champ magnétique , c’est-à-dire à modifier les lignes de flux magnétique. Cette valeur dépend ainsi du milieu dans lequel il est produit, où le champ magnétique varie linéairement avec l'excitation magnétique .
Inversement, en réponse à un champ magnétique de valeur imposée, le matériau répond par une excitation magnétique d'autant plus intense que la perméabilité magnétique est faible. Le principe de moindre action veut alors que les lignes de champ suivent préférentiellement les trajectoires passant par des zones de perméabilité magnétique forte.
La canalisation du champ magnétique dans un matériau qui est également conducteur est d'autant plus réduite que la fréquence de variation des champs, la perméabilité et la conductivité sont élevées, du fait des courants induits.
Si un champ magnétique traverse un matériau linéaire, il est relié au champ d'excitation magnétique par la relation dite « constitutive » :
où μ est la perméabilité magnétique du matériau. La perméabilité magnétique se mesure en henrys par mètre (H·m ou H/m).
Cette relation de constitution pratique n'est pas universelle. Y échappent notamment les cycles d'hystérèse, les phénomènes de saturation, les milieux biréfringents, les milieux chiraux et les milieux optiques non linéaires.
La perméabilité magnétique du matériau s'exprime par le produit de la perméabilité du vide (qui s'exprime également en H/m) et de la perméabilité relative du matériau (sans dimension) :
où
est une constante universelle, la constante magnétique (ou perméabilité magnétique du vide), qui vaut ;
dépend du matériau.
Dans l'air, le vide, les gaz, le cuivre, l'aluminium, la terre et d'autres matériaux, est approximativement égal à 1, ces matériaux ne pouvant alors canaliser le champ magnétique.
On distingue les matériaux diamagnétiques (argent, cuivre, eau, or, plomb, zinc...), paramagnétiques (air, aluminium, magnésium, platine...
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Concepts associés (31)
Susceptibilité magnétique
La susceptibilité magnétique désigne une propriété d'un matériau qui caractérise la faculté de celui-ci à s'aimanter sous l'effet d'une excitation magnétique émise par un champ. C'est une grandeur sans dimension qu'on note en général par le symbole , ou simplement s'il n'y a pas d'ambiguïté avec la susceptibilité électrique dans le texte. Tout matériau est composé au niveau microscopique d'atomes liés ensemble, chacun de ces atomes pouvant être vu comme un aimant élémentaire si l'on ne s'intéresse qu'aux propriétés magnétiques.
Aimantation
Dans la langue courante, l'aimantation d'un objet est le fait qu'il soit aimanté ou bien le processus par lequel il le devient. En physique, l'aimantation est de plus, et surtout, une grandeur vectorielle qui caractérise à l'échelle macroscopique l'orientation et l'intensité de son aimantation au premier des deux sens précédents. Elle a comme origine les courants microscopiques résultant du mouvement des électrons dans l'atome (moment magnétique orbital des électrons), ainsi que le moment magnétique de spin des électrons ou des noyaux atomiques.
Électroaimant
thumb|upright|Un simple électroaimant constitué d'un noyau en ferrite et d'un fil électrique enroulé autour. La force mécanique d'attraction de l'électroaimant est proportionnelle au carré du produit du courant par le nombre de spires. Un électro-aimant produit un champ magnétique lorsqu'il est alimenté par un courant électrique : il convertit de l’énergie électrique en énergie magnétique. Il est constitué d’un bobinage et d’une pièce polaire en matériau ferromagnétique doux appelé cœur magnétique qui canalise les lignes de champ magnétique.