Au cours de votre routine quotidienne, vous rencontrez et utilisez probablement des technologies qui intègrent des aimants sous une forme ou une autre. Les aimants jouent un rôle essentiel dans de nombreux appareils et appareils sur lesquels vous comptez chaque jour. Les applications des aimants dans la vie quotidienne sont nombreuses et marquantes. Les aimants sont des composants essentiels dans tout, depuis le maintien de la porte de votre réfrigérateur fermée jusqu'à l'alimentation des haut-parleurs qui diffusent votre musique préférée. Ils sont tout aussi essentiels pour alimenter les technologies devenues omniprésentes, comme le smartphone que vous consultez constamment et l’ordinateur portable que vous utilisez à la fois pour le travail et les loisirs. Les aimants fonctionnent peut-être en coulisses, mais leurs contributions à la vie quotidienne sont significatives et méritent d’être reconnues. Cet article explore certaines des nombreuses applications pratiques des aimants que vous rencontrez régulièrement.
Aimants dans les réfrigérateurs et les congélateurs
Les aimants jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des réfrigérateurs et des congélateurs. Les aimants sont utilisés pour sceller les portes du réfrigérateur et du congélateur, créant ainsi un joint hermétique qui aide à garder l'air froid à l'intérieur et l'air chaud à l'extérieur.Les types d’aimants les plus couramment utilisés dans les réfrigérateurs sont les aimants flexibles en caoutchouc et les bandes magnétiques. Les aimants en caoutchouc sont placés autour du bord de la porte du réfrigérateur, où ils maintiennent fermement la porte contre le corps du réfrigérateur. Des bandes magnétiques peuvent également être utilisées, avec une bande sur la porte et une sur le cadre du réfrigérateur pour maintenir la porte fermée par attraction magnétique.Certains réfrigérateurs utilisent également des électro-aimants ou des aimants qui peuvent être allumés et éteints grâce à l’électricité. Ceux-ci sont souvent utilisés en combinaison avec des joints de porte magnétiques. Lorsque la porte du réfrigérateur est fermée, l'électro-aimant est activé pour assurer une forte étanchéité. Lorsque la porte est ouverte, l'électro-aimant est désactivé afin que la porte puisse être ouverte facilement. Les électro-aimants permettent une fermeture hermétique sans nécessiter un aimant puissant qui rendrait la porte difficile à ouvrir.En plus de sceller les portes, certains réfrigérateurs utilisent également des aimants dans leurs compresseurs et pompes. Les aimants sont essentiels à la bonne circulation des réfrigérants comme le fréon qui servent à refroidir le réfrigérateur. En contrôlant le flux de réfrigérant via des champs magnétiques, le réfrigérateur peut refroidir efficacement son contenu.
Aimants dans les haut-parleurs et les écouteurs
Les aimants sont des composants essentiels des haut-parleurs et des casques. Ils sont chargés de convertir le signal électrique en énergie mécanique nécessaire pour produire le son.Dans les haut-parleurs et les écouteurs, les aimants sont utilisés en combinaison avec des bobines de fil pour créer un électro-aimant. Lorsqu'un courant électrique traverse la bobine, il crée un champ magnétique qui interagit avec le champ magnétique statique de l'aimant permanent. Cette interaction se traduit par une force qui déplace la bobine et le diaphragme qui y est attaché, qui à son tour fait vibrer l'air pour créer des ondes sonores.
La force de l’aimant permanent a un impact direct sur l’efficacité et les performances du haut-parleur ou du casque. Des aimants plus puissants permettent des champs magnétiques plus forts, des forces plus élevées sur la bobine et une plus grande excursion du diaphragme. Il en résulte un son plus fort et plus clair avec une plage de fréquences plus large. De nombreuses conceptions de haut-parleurs et de casques haute fidélité utilisent des aimants de terres rares, comme les aimants en néodyme fer bore (NdFeB), pour obtenir les meilleures performances possibles.
Dans certaines conceptions, l'aimant permanent est stationnaire tandis que la bobine se déplace. Dans d'autres conceptions, la bobine reste fixe tandis que l'aimant et le diaphragme attaché se déplacent. Le principe de fonctionnement spécifique dépend de la construction et de l'utilisation prévue du haut-parleur ou du casque. Certains utilisent une bobine acoustique en surplomb dans un entrefer magnétique fixe, certains utilisent un diaphragme avec une bobine acoustique attachée qui déplace un aimant, tandis que d'autres utilisent une conception à armature en fer mobile. Cependant, ils reposent tous sur l’interaction des champs magnétiques pour produire les forces nécessaires à la création et à la fidélité du son.
Aimants dans les disques durs et les périphériques de stockage
Les aimants jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des disques durs et autres périphériques de stockage. Les périphériques de stockage tels que les disques durs (HDD), les disques SSD (SSD) et les lecteurs flash reposent tous sur des aimants pour stocker et lire les données numériques.Les disques durs contiennent des plateaux magnétiques rotatifs qui contiennent des données. Lorsque les plateaux tournent, une tête de lecture/écriture magnétique se déplace sur la surface pour accéder aux données. Les champs magnétiques des plateaux et des têtes de lecture/écriture permettent le stockage et la récupération des données. Plus précisément, les polarités magnétiques de la surface du plateau représentent les 1 et les 0 - le code binaire qui compose toutes les données numériques. En changeant les polarités, les données peuvent être écrites sur le disque dur. La lecture des polarités permet d'accéder et de récupérer les données.Les disques SSD et les lecteurs flash utilisent un stockage magnétique sous la forme de transistors à grille flottante. Ces transistors ont une couche de polysilicium qui contient une charge électrique, qui représente les données. La charge est piégée sur place par une couche d’oxyde de silicium et de nitrure de silicium. Pour modifier ou accéder aux données, des champs magnétiques sont utilisés pour faire passer les électrons à travers ces couches. Cela permet aux données d'être réécrites ou lues selon les besoins.
À mesure que les technologies de stockage ont progressé, les aimants ont permis de plus grandes densités de stockage, des vitesses de lecture/écriture plus rapides et une plus grande fiabilité. Cependant, tous les dispositifs de stockage sont encore limités par la force et la stabilité des champs magnétiques, ainsi que par la précision avec laquelle ces champs peuvent être manipulés. Les améliorations continues du stockage magnétique des données entraîneront de nouveaux progrès dans l’informatique, les smartphones et de nombreuses autres technologies profondément ancrées dans la vie quotidienne. Dans l’ensemble, les aimants jouent un rôle déterminant, souvent méconnu, en permettant le stockage numérique moderne et l’accès à l’information.
Aimants en imagerie par résonance magnétique (IRM)
Comment fonctionnent les aimants IRM
Les aimants des scanners IRM sont des électro-aimants surfondus qui génèrent un champ magnétique puissant et uniforme autour du patient. La plupart des aimants IRM utilisent des bobines de fil supraconducteur à travers lesquelles circule un courant électrique. Les bobines sont immergées dans de l'hélium liquide pour les refroidir à près de {{0}} degrés, température à laquelle elles deviennent hautement conductrices et génèrent un champ magnétique intense. La force du champ magnétique est mesurée en tesla – la plupart des scanners IRM fonctionnent entre 1,5 et 3,0 tesla. Plus la note Tesla est élevée, plus les images peuvent être détaillées.
Le champ magnétique amène les protons du corps du patient à s’aligner dans la même direction. De courtes impulsions d'ondes radiofréquences sont ensuite dirigées vers le patient pour modifier systématiquement l'alignement des protons. Lorsque les impulsions radiofréquence sont désactivées, les protons se réalignent avec le champ magnétique et libèrent des signaux électromagnétiques qui sont mesurés par le scanner IRM. Ces signaux sont utilisés pour construire des images numériques pouvant révéler des détails infimes sur les tissus et les structures à l’intérieur du corps. En modifiant le timing et l'intensité des impulsions radiofréquence, les scanners IRM peuvent scanner différentes « tranches » du corps et dans différentes orientations pour créer une vue 3D complète.
La technologie IRM a révolutionné l’imagerie médicale et le diagnostic. Les images détaillées qu'il produit permettent aux médecins d'identifier des anomalies, de diagnostiquer des problèmes médicaux et de surveiller la progression des maladies. Les IRM sont souvent utilisées pour examiner le cerveau, la moelle épinière, le cœur et d'autres tissus mous du corps.
Aimants dans les moteurs et les gènesrateurs
Les aimants sont des composants essentiels des moteurs et générateurs électriques. Leur capacité à produire des champs magnétiques qui interagissent avec les courants électriques et les matériaux magnétiques leur permet de convertir l’énergie électrique en énergie mécanique et vice versa.
Les moteurs contiennent des aimants qui font tourner un arbre lorsqu’un courant électrique est appliqué, alimentant ainsi d’innombrables appareils et machines. Lorsque le champ magnétique généré par les aimants du moteur interagit avec le courant électrique, il crée une force qui fait tourner l'arbre. La force et la polarité des aimants, ainsi que la quantité de courant électrique, déterminent la vitesse et la puissance du moteur.
Les générateurs emploient l’effet inverse, en utilisant l’énergie mécanique pour faire tourner des aimants dans une bobine de fil et produire de l’électricité. Le champ magnétique en mouvement induit un courant électrique dans le fil. Plus les aimants tournent vite, plus le courant électrique est généré. Presque toute l’électricité produite commercialement provient de grands générateurs contenant de puissants aimants et bobines.
À plus petite échelle, les aimants se trouvent dans les capteurs, les interrupteurs et les actionneurs d'une large gamme d'équipements. Leurs champs magnétiques détectent et déplacent les métaux ferreux avec précision et efficacité. Par exemple, les aimants des interrupteurs ouvrent et ferment les circuits, tandis que ceux des capteurs détectent la position et le mouvement des composants. Les actionneurs magnétiques déplacent et contrôlent directement les mécanismes de dispositifs tels que les disques durs, les vannes et les serrures.
Aimants dans les outils magnétiques
Les aimants sont des composants essentiels dans de nombreux outils que nous utilisons quotidiennement. Leur capacité à attirer et à repousser les métaux permet des conceptions et des fonctions innovantes impossibles avec d'autres matériaux.
Outils de ramassage magnétique
● Avez-vous déjà laissé tomber un petit objet métallique comme une vis, un clou ou une clé dans un espace difficile ? Les outils de ramassage magnétique, comme les baguettes magnétiques ou les bâtons de ramassage, aident à récupérer ces objets. Au bout d'un bâton extensible se trouve un puissant aimant qui peut saisir et soulever l'objet métallique. Pour les espaces restreints où les doigts ne peuvent pas atteindre, ces outils de ramassage sont extrêmement utiles.
Chercheurs de goujons
● Accrocher un décor lourd ou installer des étagères nécessite souvent de localiser les montants muraux. Les détecteurs de montants utilisent des aimants pour détecter la présence de clous ou de vis dans les montants derrière le mur. Lorsque vous faites glisser le détecteur de montants sur le mur, ses aimants détectent le champ magnétique des attaches métalliques, indiquant la présence d'un montant. Les détecteurs de montants localisent le centre et les bords du montant pour vous assurer d'installer les fixations en toute sécurité.
Bracelets magnétiques
● Pour ceux qui effectuent des travaux mécaniques ou de construction, la chute de clous, de vis, d'écrous ou de rondelles peut être gênante. Les bracelets magnétiques offrent une solution simple. Le bracelet contient des aimants qui maintiennent les objets métalliques attachés jusqu'à ce que vous en ayez besoin. Déposez simplement l'article sur le bracelet et il restera en place. Lorsque vous êtes prêt à l'utiliser, retirez-le du bracelet. Plus besoin de courir après les pièces qui tombent ou roulent.
Niveaux magnétiques
● Les niveaux à bandes magnétiques vous permettent de les fixer temporairement sur des surfaces métalliques. Les aimants maintiennent le niveau en place afin que vous ayez les deux mains libres pour installer des étagères, des œuvres d'art ou d'autres objets nécessitant de la précision. Une fois de niveau, il vous suffit de soulever le niveau de la surface pour le retirer, ne laissant aucun dommage ni résidu. Pour les tâches où un jeu de mains supplémentaire serait utile, les niveaux magnétiques constituent une solution pratique.
Aimants dans les trains à lévitation magnétique et Maglev
Comment fonctionnent les trains Maglev
Les trains Maglev utilisent des aimants supraconducteurs pour faire léviter le train au-dessus de la voie. Lorsque le train avance, les champs magnétiques le propulsent à grande vitesse. L’absence de friction signifie que les trains maglev peuvent atteindre des vitesses allant jusqu’à 375 miles par heure.
Lévitation magnétique
● De puissants électroaimants supraconducteurs installés sous le train le soulèvent et le font léviter à environ un pouce au-dessus de la voie de guidage. Les champs magnétiques repoussent le train de la voie de guidage, provoquant une lévitation due à l'effet Meissner. Le train est maintenu stabilisé latéralement à l'intérieur des murs de la voie de guidage.
Propulsion linéaire
● Une fois en lévitation, le train avance grâce à un moteur linéaire. Le moteur utilise des champs magnétiques changeants pour propulser le train le long de la voie de guidage. Lorsque les champs magnétiques alternent en polarité, ils poussent et tirent le train vers l’avant dans un mouvement de glissement fluide. Le moteur linéaire ne nécessite aucune pièce mobile et crée une propulsion grâce aux forces électromagnétiques.
Avantages de la technologie Maglev
Certains avantages de la technologie maglev incluent :
● Respectueux de l'environnement- Pas d'émissions, peu de nuisances sonores.
● Vitesses élevées- Peut atteindre plus de 300 miles par heure en raison du manque de friction.
● Faible entretien -Aucune pièce mobile signifie moins de besoins de réparations ou d’entretien.
● Conduite en douceur- Les passagers bénéficient d'une conduite douce et sans vibrations grâce à la lévitation et à la propulsion magnétiques.
● Coûts réduits- Coûts d'infrastructure et d'exploitation inférieurs à ceux du train à grande vitesse.
Aimants dans les processus de séparation magnétique
Les aimants jouent un rôle important dans les processus de séparation magnétique, utilisés pour trier et purifier les matériaux. Lorsque les matériaux passent devant l'aimant, les composants magnétiques sont attirés par l'aimant, tandis que les matériaux non magnétiques restent inchangés.
Séparation magnétique des métaux
● Les métaux contenant du fer, du nickel et du cobalt sont magnétiques, tandis que la plupart des autres métaux sont non magnétiques. Lorsqu'un mélange de métaux magnétiques et non magnétiques traverse un séparateur magnétique, les métaux magnétiques s'accrochent à l'aimant, laissant derrière eux les métaux non magnétiques. Les centres de recyclage utilisent cette méthode pour trier les métaux ferreux comme le fer et l'acier des métaux non ferreux comme l'aluminium.
Purification des minéraux et des composés
● La séparation magnétique est également utile pour extraire des minéraux précieux à partir de minerais et de composés. Certains minéraux, comme l'hématite (oxyde de fer), sont magnétiques, alors que la plupart des minéraux sont non magnétiques. Lorsque le minerai concassé passe dans un séparateur magnétique, l’hématite adhère à l’aimant et se sépare des minéraux non magnétiques. Cela permet à l'hématite d'être collectée pour une transformation ultérieure en fer et en acier. Des processus similaires séparent d’autres minéraux magnétiques comme la magnétite.
Élimination des contaminants métalliques
● Une autre utilisation clé de la séparation magnétique consiste à éliminer les contaminants métalliques de divers matériaux. Le plastique, le bois, les céréales et d'autres matériaux peuvent contenir de petits morceaux de fer ou d'acier pendant le traitement et la manipulation. Le passage de ces matériaux sur un tambour ou une plaque magnétique élimine ces contaminants, laissant les matériaux propres et adaptés aux utilisations prévues.
Applications des aimants dans la construction
Les aimants ont de nombreuses applications utiles dans l'industrie de la construction. Leur capacité à soulever et à déplacer des objets lourds sans contact direct les rend idéaux pour manipuler des poutres en acier, des poutres et d'autres matériaux de construction métalliques.
Système de coffrage magnétique de coffrage Aimants en béton préfabriqué
Également connu sous le nom d'aimants de coffrage,Aimants en béton préfabriquésont un moyen pratique et high-tech de fixer le coffrage au lit de coulée. Étant donné que les aimants en néodyme aux terres rares ont une force de traction plus forte que les autres éléments magnétiques, ils sont utilisés dans leur construction. Le composant magnétique des aimants de volet est recouvert d'acier pour répartir le flux magnétique et améliorer la zone de contact.
Les boîtiers entourés d'un aimant en néodyme peuvent les protéger des dommages, et l'acier peut être utilisé pour fixer un boîtier à l'aimant.
Aimants à chanfrein
Créez un bord biseauté de 45- degrés, appeléchanfreiner, le long des bords des panneaux préfabriqués en béton. Ils sont placés le long des bords du coffrage avant le coulage du béton. Une fois le béton durci, les aimants chanfreinés sont retirés, laissant derrière eux le bord angulaire caractéristique. Les aimants chanfreinés produisent un joint de panneau plus esthétique qu’un simple joint bout à bout. Ils coûtent un peu plus cher, mais de nombreux entrepreneurs estiment que l’investissement en vaut la peine.
Chanfrein en béton pour préfabriqué
Les chanfreins magnétiques sont l'un des accessoires les plus pratiques et les plus appréciés dans le secteur du béton préfabriqué. Nous fournissons actuellement des bandes de chanfrein magnétique en acier, des bandes de chanfrein magnétique en caoutchouc, des bandes de chanfrein en polyuréthane et des bandes de chanfrein en PVC, entre autres variétés de bandes de chanfreinage. Pour produire rapidement et avec précision des chanfreins, des bords biseautés, des larmiers, des faux joints, des encoches et des expositions sur les coins et les faces des panneaux muraux en béton ainsi que sur les coins de divers gabarits, les chanfreins magnétiques sont fréquemment utilisés pour sécuriser les surfaces de coffrage en acier et l'acier. établis. Empêchez le béton de déborder de l'ouverture entre le coffrage latéral et la plate-forme de coulage du béton préfabriqué.
Levage et déplacement de matériaux métalliques
● De puissants aimants de grue sont utilisés sur les chantiers de construction pour soulever des poutres, des tuyaux et des tôles en acier. Les aimants saisissent solidement les objets métalliques afin qu'ils puissent être transportés sur le site et mis en place pour l'assemblage. Des aimants permanents ainsi que des électro-aimants sont utilisés à cet effet. Les électroaimants offrent l'avantage de pouvoir activer et désactiver le champ magnétique, libérant ainsi les objets en cas de besoin.
Séparer les métaux
● Les aimants sont également utilisés pour séparer les objets métalliques des flux de déchets et de recyclage. Lorsque les bandes transporteuses déplacent les déchets mélangés devant de puissants aimants, les métaux ferromagnétiques comme l'acier, le fer et le nickel sont retirés du flux, les séparant pour être recyclés. Les métaux non ferreux comme l’aluminium et le cuivre continuent de descendre sur le tapis pour un tri ultérieur. Cette séparation des métaux permet un recyclage plus efficace.
Inspection
● Certains chantiers de construction utilisent l'inspection magnétique pour vérifier les défauts ou les imperfections des structures en acier comme les poutres. Le flux magnétique émis par les aimants interagit avec l'acier et tout changement dans le champ magnétique peut indiquer des problèmes tels que des fissures, des vides ou d'autres défauts dans le métal. L'inspection par magnétoscopie est une méthode utilisant de fines particules ferromagnétiques qui se rassemblent autour des défauts en présence d'un champ magnétique. Toutes les zones où les particules se regroupent indiquent des problèmes qui doivent être résolus.
Sécuriser les structures
● Des aimants permanents sont parfois intégrés dans des fondations et des poutres en béton pour maintenir les structures en acier en place. La force magnétique entre les aimants et la structure en acier crée un lien solide, aidant à stabiliser et à ancrer la structure. Cette application est souvent utilisée lorsqu’il n’est pas possible de souder l’acier directement sur le béton. Les aimants constituent un moyen simple et sans produits chimiques de fixer fermement les deux matériaux.
FAQ sur les applications des aimants dans la vie quotidienne
Les aimants sont utilisés dans de nombreux appareils et technologies courants que vous rencontrez probablement quotidiennement. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des questions les plus fréquemment posées sur la manière dont les aimants sont utilisés dans la vie quotidienne.
Comment les aimants sont-ils utilisés dans les réfrigérateurs et les congélateurs ?
● Les aimants sont un élément clé des réfrigérateurs et des congélateurs. Les portes de ces appareils contiennent des joints magnétiques et des joints qui créent un joint étanche à l'air lorsque la porte est fermée. Les aimants intégrés dans les cadres de porte attirent le métal dans les joints et les joints, maintenant les portes fermées en toute sécurité. Cela permet une régulation efficace de la température et empêche l’air froid de s’échapper.
Comment fonctionnent les aimants dans les moteurs et les générateurs ?
● De nombreux moteurs et générateurs dépendent d'aimants pour fonctionner. Les aimants fournissent les champs magnétiques nécessaires pour faire tourner les rotors du moteur et générer des courants électriques. Lorsque les aimants tournent autour de bobines conductrices, ils induisent une force magnétique qui pousse et attire les électrons dans le métal, créant ainsi un courant électrique. C’est ainsi que les aimants sont essentiels pour produire de l’énergie dans les générateurs et permettre le fonctionnement des équipements motorisés.
Comment les aimants sont-ils utilisés dans les technologies médicales ?
● Les aimants ont des applications importantes dans le domaine médical. Les appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM) utilisent de puissants aimants pour scanner le corps et générer des images détaillées des organes et tissus internes. Les scanners de magnétoencéphalographie (MEG) utilisent des magnétomètres pour cartographier l'activité cérébrale en détectant d'infimes champs magnétiques produits par l'activité électrique dans le cerveau. La magnétothérapie ou thérapie par champ magnétique utilise des champs magnétiques pour traiter la douleur et améliorer la santé, bien qu'il existe peu de preuves pour étayer de nombreuses allégations de santé.
Comment fonctionnent les aimants dans les téléviseurs, les écrans d’ordinateur et les appareils électroniques ?
● De nombreuses technologies telles que les téléviseurs, les écrans d'ordinateur, les disques durs et les haut-parleurs contiennent des aimants. Dans les téléviseurs et les moniteurs, des aimants sont utilisés pour guider les faisceaux d’électrons afin d’éclairer les pixels de l’écran et de produire des images. Les disques durs sont dotés d'aimants qui génèrent des champs magnétiques pour lire et écrire des données sur le disque. Les haut-parleurs contiennent des aimants qui fonctionnent avec des bobines électriques pour convertir les signaux électroniques en énergie mécanique, créant ainsi des ondes sonores. Les aimants sont véritablement essentiels pour alimenter de nombreux appareils électroniques dont nous dépendons quotidiennement.
FAQ
Les aimants peuvent-ils jouer un rôle dans l’adoucissement de l’eau ?
● Oui, des aimants sont parfois utilisés danssystèmes d'adoucissement de l'eau domestiquecar ils peuvent aider à réduire l’accumulation d’ions calcium et magnésium dans les tuyaux et les appareils électroménagers. Bien que l’efficacité de l’adoucissement magnétique de l’eau soit encore débattue, cette technologie a retenu l’attention en raison de son potentiel à réduire la formation de tartre, en particulier dans les systèmes d’eau résidentiels. En minimisant les dépôts minéraux, les adoucisseurs d’eau magnétiques peuvent aider à maintenir l’efficacité de la plomberie et à prolonger la durée de vie des appareils utilisant de l’eau.