Il existe un très fort lien de parenté entre l'électricité et le magnétisme. Déjà en 1820, le Danois Hans Christian Oersted a montré que le passage d'un courant électrique dans un fil conducteur engendre un champ magnétique qui se déploie tout autour de ce fil.
En effet, un courant électrique peut générer un champ magnétique. L'inverse est aussi vrai: un champ magnétique peut, dans certains cas, générer un courant électrique. Ils ont donc conclu que l'électricité et le magnétisme sont deux aspects de la même force: l'électromagnétisme.
Plus l'intensité du courant électrique est grande dans le fil électrique, plus son champ magnétique sera puissant. Un solénoïde possédant une intensité de courant cinq fois plus grande aura un champ magnétique environ cinq fois plus intense, par exemple.
On appelle ce processus l'induction électromagnétique. Pour pouvoir produire un champ électrique à partir d'un champ magnétique, on peut procéder de 2 façons: en déplaçant un conducteur à l'intérieur d'un champ magnétique; en déplaçant un aimant autour d'un conducteur.
La découverte du magnétisme
L'observation du magnétisme repose sur la découverte de pierres qui pouvaient attirer le fer. Ces pierres ont été découvertes dans la région de Magnésie en Asie mineure, cette région a donc donné le nom de magnétisme au phénomène.
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.
Le champ électrique est lié à la tension; il est présent dès que l'on branche un appareil, même si le courant ne passe pas. Il se mesure en volt par mètre (V/m). Le champ magnétique est lié au courant et n'apparaît que si un courant est consommé, autrement dit si l'appareil électrique est allumé.
Il est possible de produire son électricité grâce aux ressources naturelles que ce soit avec une éolienne, une hydro-turbine ou des panneaux photovoltaïques. Mais, si on regarde la rentabilité de ces trois projets, le plus rentable est l'installation de modules solaires.
Un conducteur, parcouru par un courant électrique selon une direction, soumis à un champ magnétique dirigé dans une seconde direction, présente une différence de potentiel selon la troisième direction. Ce phénomène est connu sous le nom d'effet Hall, en l'honneur du physicien américain Edwin Herbert Hall.
Les travaux de Biot et Savart et de leurs successeurs ont montré que la circulation d'un courant dans un circuit générale autour du circuit un état "d'excitation magnétique" qui peut se traduire par la définition d'un vecteur "Champ d'excitation magnétique et cette excitation magnétique fait régner un champ d'induction ...
A l'intérieur, des aimants disposés en demi-lune font alterner les phénomènes d'attraction et de répulsion jusqu'à entrainer le cylindre dans un mouvement rotatif. Il ne reste plus dès lors qu'à connecter cette machine tournante à un générateur, genre grosse dynamo, pour produire de l'électricité.
Chaque champ magnétique contient de l'énergie, également appelée énergie magnétique. Elle est une constante en physique. Parce qu'un champ magnétique est généré par des courants électriques, l'énergie magnétique est une forme d'énergie de porteurs de charge en mouvement (électrons).
Elle est devenue indispensable à tout ce qui fait notre vie quotidienne : se nourrir, se chauffer, s'éclairer, se laver, soigner, communiquer, se déplacer, fabriquer...
Une onde électromagnétique est une catégorie d'ondes qui peut se déplacer dans un milieu de propagation comme le vide ou l'air, avec une vitesse avoisinant celle de la lumière, soit près de 300 000 kilomètres par seconde. Ces ondes sont par exemple produites par des charges électriques en mouvement.
Divers appareils électriques (p. ex., plafonniers, lampes, téléviseur, four micro-ondes, grille-pain, radio, séchoir à cheveux, ordinateur, téléphone mobile, tablette, ventilateur, etc.)
Qu'est-ce que le moteur quantique ? Le moteur quantique est un moteur qui fonctionne sans carburant. Aucune forme de combustion n'est donc nécessaire pour créer de l'énergie et engendrer un mouvement au sein du mécanisme motorisé.
Produire de l'électricité statique avec un ballon. Gonflez un ballon et nouez-le. Prenez l'embout du ballon entre deux doigts et appliquez votre bouche contre cet embout. Prenez une respiration profonde et soufflez dans le ballon, puis pincez l'embout pour empêcher l'air de ressortir.
Un champ magnétique peut être produit grâce un aimant ou une matière aimantée possédant des caractéristiques physiques particulières. Il existe des aimants naturels composés de magnétite (un oxyde de fer).
Le champ magnétique autour d'un aimant droit
Leur espacement révèle l'intensité relative du champ magnétique : plus un objet est rapproché de l'aimant, plus le champ magnétique est fort. De plus, ce sont des lignes qui s'orientent toujours du pôle nord vers le pôle sud.
Le champ magnétique est défini par la relation F → m = q v → ∧ B → qui fait intervenir un produit vectoriel.
Seuls le fer, le nickel, le cobalt et le gadolinium réagissent à l'aimant. Tous les autres métaux sont donc non magnétiques.
Les lois de l'induction magnétique écrites en 1831 par le physicien anglais Michael Faraday (1791-1867) explicitent les relations entre les champs magnétiques et les courants électriques variables.
Nos aimants appartiennent à la catégorie « matériaux ferromagnétiques ». Cette catégorie est la forme la plus courante du magnétisme, tel qu'il est présent dans le fer, le cobalt et le nickel. Un matériau est appelé « ferromagnétique » lorsqu'il présente lui-même une aimantation dans un champ magnétique extérieur.