Séance de cours

Magnétostatique : forces magnétiques et lévitation

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Dans cours

PHYS-201(c): Physique générale : électromagnétisme

Introduction à la mécanique des fluides, à l'électromagnétisme et aux phénomènes ondulatoires. ...

Description

Cette séance de cours couvre le calcul des forces magnétiques et des couples sur des objets dans des champs magnétiques non uniformes, y compris la lévitation magnétique de divers matériaux. Il explore également les principes derrière les actionneurs électromagnétiques et magnétostatiques, ainsi que l'utilisation de supraconducteurs pour la lévitation. L'instructeur discute de la lévitation des objets diamagnétiques et ferromagnétiques, en soulignant le rôle de différents matériaux dans la stabilisation de la lévitation. La séance de cours se termine par un résumé des forces et des couples impliqués, tous dérivés de la force de Lorentz.

Enseignant·e

Giovanni Boero

Expertise Nuclear magnetic resonance (NMR), Electron spin resonance (ESR), Ferromagnetic resonance (FMR), RF/MW discrete and integrated electronics, Magnetic sensors, Noise phenomena. Born in Genova (Italy). Married with two children. Speaks italian, english, french.Workplaces:1996-present: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland.1994-1996: Organization Europeenne pour la Recherche Nucleaire (CERN),Geneva,Switzerland.1993-1995: Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Bat

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique de la matière condensée: Transition de phase

Concepts associés (23)

Sustentation électromagnétique

La sustentation électromagnétique est une méthode permettant de faire léviter un objet en le faisant reposer sur un champ magnétique. Les forces magnétiques appliquées à cet objet s'opposent ainsi à l'action de son propre poids, empêchant sa chute. Il existe deux concepts fondamentaux concernant la physique et les propriétés de lévitation de la matière : le concept électromagnétique (EML) : la lévitation est générée par des électroaimants régulés.

Lévitation (physique)

La lévitation est le fait, pour un être ou un objet, de se déplacer ou de rester en suspension au-dessus du sol, sous l'effet d'une force qui compense la gravitation, sans contacts physiques solides. Le vol (animal, aéronautique), par : La portance aérostatique (poussée d'Archimède) fait flotter dans l'air des objets qui sont moins denses que celui-ci, comme par exemple les ballons d'hélium, et les aérostats (montgolfière, zeppelin), La portance aérodynamique maintient des objets en mouvement tels que les animaux volants ou les aérodynes (avions, hélicoptères) au dessus du sol.

Diamagnétisme

vignette|Démonstration de la lévitation du carbone pyrolytique au-dessus d'aimants permanents. Le carbone pyrolithique étant un matériau similaire au graphite, est donc un des matériaux possédant l'une des plus grandes susceptibilités diamagnétiques connues. vignette|Lévitation d'une grenouille vivante dans un champ magnétique de 16 teslas. Le diamagnétisme est un comportement des matériaux qui les conduit, lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique, à créer une très faible aimantation opposée au champ extérieur, et donc à engendrer un champ magnétique opposé au champ extérieur.

Magnétisme

Le magnétisme représente un ensemble de phénomènes physiques dans lesquels les objets exercent des forces attractives ou répulsives sur d'autres matériaux. Les courants électriques et les moments magnétiques des particules élémentaires fondamentales sont à l’origine du champ magnétique qui engendre ces forces. Tous les matériaux sont influencés, de manière plus ou moins complexe, par la présence d'un champ magnétique, et l’état magnétique d'un matériau dépend de sa température (et d'autres variables telles que la pression et le champ magnétique extérieur) de sorte qu'un matériau peut présenter différentes formes de magnétisme selon sa température.

Supraconductivité

La supraconductivité, ou supraconduction, est un phénomène physique caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique — l'effet Meissner — à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. La supraconductivité découverte historiquement en premier, et que l'on nomme communément supraconductivité conventionnelle, se manifeste à des températures très basses, proches du zéro absolu (). La supraconductivité permet notamment de transporter de l'électricité sans perte d'énergie.

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