Pourquoi les aimants fonctionnent mieux quand ils sont froids?

Accroître l'efficacité des aimants, si elles sont des aimants ou des morceaux de fer supraconducteurs artificiels, qui peut être accompli en modifiant la température du matériau ou dispositif. Comprendre les mécanismes de flux d'électrons et de l'interaction électromagnétique permet aux scientifiques et aux ingénieurs de créer ces puissants aimants. Sans la capacité d'améliorer les champs magnétiques par abaissement de la température, des aimants de forte puissance bénéfiques, tels que ceux utilisés dans les appareils d'IRM, seraient hors de portée.

Courant

  • Le paramètre qui décrit une charge en mouvement est appelé courant. Un champ magnétique est généré lorsqu'un courant se déplace à travers un matériau. L'augmentation du courant produit un champ magnétique plus puissant. Pour la plupart des matériaux, la particule chargée en mouvement est l'électron. Dans le cas de certains des aimants, tels que des aimants permanents, ces mouvements sont très petites et se produisent à l'intérieur des atomes du matériau. En électro, le mouvement se produit lorsque les électrons se déplacent à travers une bobine de fil.

L'augmentation de courant




  • L'augmentation de la charge, soit de la particule ou la vitesse à laquelle il se déplace augmente le courant. Pas beaucoup peut être fait pour augmenter ou diminuer la charge de l'électron - sa valeur est constante. Ce qui peut être fait, toutefois, augmente la vitesse à laquelle l'électron se déplace, et qui peut être accompli par l'abaissement de la résistance.

Résistance



  • Résistance, tout comme le mot l'indique, empêche le passage du courant. Chaque matériau a sa propre valeur de résistance. Par exemple, le cuivre est utilisé pour le câblage électrique, car il a une résistance très faible, alors qu'un bloc de bois a une très haute résistance et fait un mauvais conducteur. La meilleure façon de changer la résistance d'un matériau est de changer sa température.

Température



  • Résistance dépend directement de la température - plus la température de la matière, plus la résistance. Cet effet augmente le courant et par conséquent la force du champ magnétique. L'abaissement de la température de matériaux conducteurs est le moyen le plus simple et le plus efficace de faire les aimants puissants utilisés aujourd'hui.

Supraconducteurs

  • Certains matériaux ont des températures auxquelles la résistance chute presque à zéro. Cela rend actuelle presque exactement proportionnelle à la tension et crée des champs magnétiques très intenses. Ces matériaux sont connus en tant que supraconducteurs. Selon Physique pour scientifiques et ingénieurs, la liste connue de ces numéros de matériaux dans les milliers. Partant de ce principe, le Laboratoire des Champs Magnétiques Intenses à l'Université Radboud à Nimègue, Pays-Bas, exploite un aimant qui est si puissant que les objets normalement non magnétiques, comme une grenouille, peuvent être en lévitation dans un champ magnétique.

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