Qualité

La qualité d'un aimant correspond à ce que l'on appelle le produit énergétique. Le produit énergétique est le produit de la densité de flux magnétique B et de l'intensité de champ magnétique H. Il s'agit d'une mesure physique de l'énergie magnétique stockée par unité de volume. Les aimants ont un effet de force proportionnel à leur produit énergétique lorsque l'on compare des aimants de même taille. Si deux aimants ont la même taille et la même forme, un aimant avec un produit énergétique double a également un effet de force double par rapport à un autre aimant.

L'unité de mesure Gauss-Oersted pour le produit énergétique

Le produit énergétique peut être mesuré en Gauss-Oersted. 1 Gauss-Oersted est le produit de l'unité Gauss pour la densité de flux magnétique (on pourrait également utiliser l'unité Tesla ) et de l'unité Oersted pour l'intensité de champ magnétique. En raison du facteur de conversion inhabituel 1 Oersted = 79,577 A/m, le produit énergétique dans les unités standard de densité d'énergie J/m³ a en principe une valeur numérique différente de celle dans les unités Gauss-Oersted. En effet, 1 000 GaußOersted = 7,9577 J/m³.

En général, de bons aimants permanents stockent quelques centaines de kJ/m³ d'énergie magnétique. Cela représente quelques dizaines de Méga-Gauss-Oersted (MGOe).

Indication de la qualité par des valeurs numériques et des lettres

La qualité d'un aimant est maintenant indiquée par un nombre. La valeur numérique correspond au produit énergétique exprimé en MGOe.

En plus de la valeur numérique du produit énergétique, la qualité d'un aimant est souvent accompagnée d'une lettre indiquant la température maximale d'utilisation. La température maximale d'utilisation des aimants permanents est limitée, car un aimant permanent est créé par rémanence après la magnétisation d'un matériau ferromagnétique. La rémanence disparaît complètement au plus tard lorsque la température de Curie spécifique au matériau est dépassée.

Cependant, même à des températures plus basses, une démagnétisation partielle peut se produire. C'est pourquoi la température maximale d'utilisation ne doit pas être dépassée. Par convention, les aimants portant la lettre N peuvent être utilisés jusqu'à 80°C, M jusqu'à 100°C, H jusqu'à 120°C, SH jusqu'à 150°C, UH jusqu'à 180°C et EH jusqu'à 200°C.

Exemples de désignations de qualité

La désignation de qualité N45 caractérise un aimant avec un produit énergétique de 45 MGOe (358 kJ/m³) qui peut être utilisé jusqu'à 80 °C. Un tel aimant aurait une force d'adhérence au fer doux de plus de 1 000 N pour une épaisseur de quelques cm et une surface polaire du pôle nord ou du pôle sud d'environ 20 cm². On pourrait donc soulever un bloc de fer de 100 kg avec un tel aimant. La lettre N indique toutefois que les forces magnétiques peuvent être perdues au-delà de 80 °C. L'aimant n'adhérerait pas non plus à nouveau s'il était refroidi. Il faudrait le magnétiser à nouveau.
Un aimant de qualité M50 au lieu de N45 pourrait être utilisé jusqu'à 100 °C et aurait environ 10 % d'énergie magnétique en plus pour la même taille.

Comme les forces magnétiques dépendent de l'énergie magnétique, les aimants de qualité supérieure ont également des effets de force plus importants que les aimants de qualité inférieure. Ainsi, contrairement à l'aimant N45, l'aimant M50 est non seulement plus résistant à la chaleur, mais il aurait également une force d'adhérence environ 10 % plus élevée à taille égale (il a 50/45 = 1,11 fois le produit énergétique et donc 1,11 fois la force magnétique).

Cependant, la force d'adhérence indiquée dépend fortement de la forme de l'aimant, de la nature des surfaces et de la pureté du fer attiré. Il s'agit de valeurs idéalisées et calculées. Si la surface du bloc de fer est rugueuse, que le matériau est revêtu ou que l'aimant n'a pas de surface polaire plane, la force d'adhérence sera réduite en conséquence.