TPE: Le train à lévitation magnétique Principe de l'électromagnétisme

A) Le magnétisme

La première application notable du magnétisme est la boussole inventée par les chinois au 10ème siècle avant J.C.
Définition: L'oxyde de fer magnétique: la magnétite Fe3O4 à la faculté d'attirer des éléments contenant du fer.
Un morceau de fer mis en contact avec cette magnétite en prend ses propriétés magnétiques. Un aimant permanant possède deux pôles distincts. Deux aimants présentant face à face le même pôle se repoussent. A l'inverse deux aimants présentant face à face deux pôles différents s'attirent.
3 types de magnétismes sont connus:
- le diamagnétisme : la plupart des corps sont diamagnétiques ils sont repoussés par les aimants. C’est en général d’une puissance très faible.
- le paramagnétisme : certains corps contenant des métaux comme Fe Ni de façon diluée sont paramagnétique. Ils sont attirés par les aimants.
- le ferromagnétisme (ferrimagnétisme) : certain métaux (Fe, Ni, Co, terres rare…et leurs alliages) sont très fortement attirés par les aimants (clous en Fe épingle…). Il reste aimanter en absence de champs extérieurs. Ce sont des aimants permanents.

Un champ magnétique est produit par un aimant ou corps magnétiques. Ce champ magnétique est invisible mais il est cependant possible de le faire apparaitre ou de le modéliser virtuellement. Le champ magnétique est constitué d une multitude de lignes appelés lignes de champs magnétiques (ou spectre magnétique).

Les aimants sont ce qu'on appelle des dipôles : ils ont deux pôles (pôle nord et sud). Lorsque l'on place deux aimants cote à cote, on s'aperçoit que leurs pôles de types différents s'attirent alors que les pôles de même type se repoussent. C’est le champ magnétique qui crée cet effet.

Le champ magnétique en un point de l’espace a une direction tangente à la ligne du spectre qui passe en ce point. Elle est dirigée du nord vers le sud, elle est d’autant plus grande que les lignes