Ce dont vous aurez besoin :

1. Une pile électrique (celles dont les bornes ressortent sont plus faciles à manipuler, par exemple la pile 4.5 V 3R12).
2. Du fil électrique (le plus fin sera le mieux, pour avoir un grand nombre de spires)
3. Une vis en fer (assurez-vous qu'elle soit attirée par un aimant, mais qu'elle ne reste pas magnétisée).
4. Du ruban adhésif pour installations électriques
5. Des trombones

N'oubliez pas d'ouvrir le circuit une fois que vous avez fini vos expériences. Si vous ne le faites pas, la pile se déchargera rapidement et fera chauffer le fil électrique, ce qui pourrait causer un incendie.

Pour aller plus loin :

Peut-être avez-vous un jour construit un électroaimant en enroulant un fil électrique sur lui-même et en le connectant à une pile électrique. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi la force de votre électroaimant dépend du matériau au centre de la bobine ? Le principe de base d'un électroaimant est le suivant : le courant électrique qui passe dans le fil crée un champ magnétique, d'autant plus puissant que l'intensité du courant est grande ou que le nombre de spires est important – voir notre vidéo explicative pour plus d'informations. [1]

Et c'est tout, en tout cas quand le fil est simplement enroulé sur lui-même, ou alors autour d'un objet en plastique, en bois... donc pour la plupart des matériaux ! Mais quelque chose de particulier se passe si le noyau de la bobine est un matériau comme le fer. Pour en savoir plus sur le ferromagnétisme et les aimants permanents, voir cette autre vidéo explicative ! [2]

À l'échelle microscopique, le fer est divisé en domaines ferromagnétiques, dont chacun a un moment magnétique orienté dans une direction aléatoire. Ces moments magnétiques désordonnés se compensent, et à notre échelle, le fer ne génère pas son propre champ magnétique. Mais en présence du champ magnétique généré par le fil électrique, les moments magnétiques s'alignent et s'additionnent pour donner un champ perceptible à notre échelle. Plus le courant est intense, plus le champ magnétique généré par le fil est puissant, plus les domaines ferromagnétiques s'alignent et donc plus le champ magnétique généré par le noyau en fer est fort. Ainsi, le champ magnétique total d'un électroaimant a souvent deux origines : le courant électrique dans la bobine et l'alignement des domaines magnétiques du noyau en fer. Un noyau en fer permet donc d'obtenir un électroaimant plus puissant, en faisant intervenir un tout autre mécanisme ! Au CERN, il y a une grande quantité de fer dans tous nos électroaimants, et en particulier dans ceux qui ne sont pas supraconducteurs. [3]

Liens supplémentaires :

• [1] CERN-Solvay Education Programme, Electromagnetic Adventures #2: Currents 🔁 Magnets, YouTube (2023).
• [2] CERN-Solvay Education Programme, Electromagnetic Adventures #3: Permanent magnets... in space!, YouTube (2023).
• [3] Gijs de Rijk, Warm magnets, Proceedings of the CERN Accelerator School (2021). University-level course on non-superconducting magnets and the role iron plays in them.