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Q&R - Questions et réponses

Comment puis-je produire un champ magnétique qui sera le plus homogène possible ?

Des universités et des écoles nous posent de temps en temps la question comment créer un champ magnétique le plus homogène possible afin de faire des expériences. A l'intérieur d'un champ magnétique homogène, les lignes de champ sont parallèles et l'intensité est la même en tout point du champ.
Afin d'obtenir un champ magnétique le plus homogène possible, il faut placer deux gros aimants l'un près de l'autre et les lier à l'aide d'un joug en fer au niveau de leur face arrière. Dans l'espace entre les aimants, il y aura un champ plus ou moins homogène. Plus l'espace entre les aimants est petit et plus les aimants sont gros, plus le champ magnétique sera homogène.
Dans l'exemple illustré ci-dessus, nous avons utilisé deux COLOSSES d'une arête de 40 mm et d'une hauteur de 20 mm. Nous avons commandé le joug en acier auprès du forgeron local. Les aimants sont éloignés de 10 mm l'un de l'autre et la densité du flux magnétique entre les aimants s'élève à environ 0.95 Tesla (= 9'500 Gauss).
Champ magnétique homogène au niveau de l'entrefer entre les deux gros aimants
Avertissement : Si vous souhaitez construire un tel "aimant fer à cheval" vous-même, soyez extrêmement prudent lorsque vous mettez les aimants en place ! Car ceux-ci préfèrent plutôt adhérer l'un contre l'autre que sur le joug en acier. Il est très difficile de mettre les aimants dans la position souhaitée à l'aide de planches en bois ou de serre-joints sans se blesser.
Construction alternative
Ci-après une construction alternative et moins dangereuse :
Légende :
1 : Deux morceaux de fer
2: Un bloc en aluminium pour maintenir la distance entre ces deux pièces. Cela pourrait également être un autre matériau non ferromagnétique comme du laiton, du bois ou de l'inox,...
3 : Un ou plusieurs aimants parallélépipédiques
4 : Le champ magnétique plus ou moins homogène se formera dans l'entrefer entre les deux morceaux de fer
Une variante avec une densité de flux plus élevée et un espace réduit
Avec cette variante, les surfaces des deux pôles concourent ensemble de façon pyramidale ce qui augmente la densité magnétique dans l'entrefer. De cette manière, des densités magnétiques sensiblement plus importantes que celles des aimants utilisés peuvent être produites.