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grandeur vectorielle qui caractérise le comportement magnétique d'un échantillon de matière à l'échelle macroscopique De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Dans la langue courante, l'aimantation d'un objet est le fait qu'il soit aimanté — qu'il se comporte comme un aimant — ou bien le processus par lequel il le devient.
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| Unités SI | ampère par mètre |
|---|---|
| Base SI | A·m-1 |
| Nature | Grandeur vectorielle intensive |
| Symbole usuel | M |
| Lien à d'autres grandeurs | Moment magnétique / volume |
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. Elle se mesure en ampères par mètre ou, parfois, en teslas par µ0.
L'aimantation, habituellement désignée par le symbole M (en majuscule), est définie comme la densité volumique de moment magnétique. Autrement dit,
où dm est le moment magnétique contenu dans le volume élémentaire dV.
L'aimantation peut aussi se déduire d'une description microscopique : si on modélise le matériau comme une assemblée de dipôles magnétiques discrets ayant chacun un moment magnétique m, l'aimantation est donnée par
où n désigne la densité numérique des dipôles et ⟨m⟩ la valeur moyenne de leur moment magnétique[1].
La matière est caractérisée d'un point de vue magnétique par le champ magnétique qu'elle produit et par la façon dont elle répond à un champ magnétique extérieur.
La matière aimantée est, avec le courant électrique, l'une des deux façons de produire un champ magnétique statique. L'induction B et le champ H produits par l'aimantation M sont solution des équations
Un aimant permanent produit, à l'extérieur de celui-ci, des lignes de champ magnétique qui sont orientées du pôle nord vers le pôle sud[2].
Un champ magnétique extérieur est susceptible d'exercer un couple sur l'aimantation. S'il est suffisamment fort, ce couple peut changer l'orientation de l'aimantation, voire conduire à un renversement d'aimantation. Il peut aussi produire une rotation mécanique de l'objet aimanté si celui-ci est libre de tourner. Cet effet est mis à profit dans les boussoles.
Le champ magnétique crée aussi une force sur les objets aimantés. Ainsi, les objets qui s'aimantent sous l'effet d'un champ sont attirés par les aimants, et les aimants s'attirent entre eux ou se repoussent suivant l'orientation de leurs pôles.
Les matériaux sont généralement caractérisés du point de vue magnétique par la façon dont leur aimantation dépend du champ magnétique qui leur est appliqué. On distingue ainsi :
L'aimantation rémanente (c.-à-d. celle qui reste en absence de champ appliqué) est, avec le champ coercitif, l'un des principaux paramètres qui caractérisent les aimants permanents.
Dans le cas des matériaux non ferromagnétiques, la désaimantation se produit naturellement quand le champ magnétique externe est annulé. Dans ces cas, la courbe de désaimantation suit le même chemin que la courbe d'aimantation et la valeur de l'aimantation devient nulle en même temps que le champ magnétique. Dans le cas des matériaux ferromagnétiques cependant, la courbe de désaimantation ne suit pas le même chemin que la courbe d'aimantation (elle suit un cycle d'hystérésis). Ainsi, lorsque la valeur du champ magnétique devient nulle, il reste une aimantation rémanente non nulle. Il existe alors plusieurs méthodes pour désaimanter ces matériaux. La première consiste à le chauffer : il existe en effet une valeur seuil de la température, la température de Curie, pour laquelle les fluctuations thermiques sont suffisantes pour annuler l'aimantation rémanente. Une autre méthode consiste à effectuer plusieurs cycles d'aimantation/désaimantation avec des intensités de plus en plus faibles, jusqu'à annuler l'aimantation[6].
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