magnétisme

Technoramastrasse 1 Tel. [phone] Internet: www.technorama.ch
CH-8404 Winterthur Fax [phone] E-mail: [email protected]
Prix: Fr. 2.00 (taxes incluses)
Feuilles de travail
MAGNÉTISME
Table des matières Page
Conseils pour une visite dans le cadre scolaire 1
Aimants permanents 2
Couplages magnétiques 2
Laboratoire du magnétisme* 3
Point de Curie 3
Domaines de Weiss* 3
Effet de Barkhausen* 3
Lignes de champ magnétique 4
Jouer avec les aimants permanents 5
Électromagnétisme 6
Cercles du champ magnétique 6
Induction et courants induits 7
Principe du générateur 7
Principe du moteur 7
Courants induits (ou de Foucault) 8
Aimant volant 8
Courants de Foucault I et II 8
Le plus lent, le meilleur conducteur 8
Définitions (lexique) 9
Réponses 11
* ces stations d'expérimentation se trouvent au
laboratoire "Les jeunes et les sciences"
(voir page 1 pour heures d'ouverture/information)

Feuilles de travail
MAGNÉTISME
page 1
Conseils pour une visite dans le cadre scolaire
Remarques générales pour une visite
du TECHNORAMA
• Pour les phénomènes préférés des
élèves, vous devez prendre du temps.
Il vous est impossible de faire toutes
les expérimentations en une seule
visite.
• Pour toutes ces expérimentations, il
s'agit avant tout de chercher des
explications personnelles et de les
vérifier par l'expérience.
• Laboratoire "Les jeunes et les
sciences" (tél. [phone])
Heures d'ouverture:
Du mardi au samedi de 14 à 17 heures
Dimanche de 12 à 17 heures
Le matin réservé aux groupes scolaires
annoncés. Réservez le plus tôt possible.
Aussi…
• S'il vous plaît, partagez vos élèves en
petits groupes de deux ou trois.
• Dirigez-vous vers le secteur
MAGNÉTISME et montrez-leur tout
rapidement, une première fois.
• Puis, laissez-les manipuler, essayer
de comprendre, tester et jouer le jeu.
• Et surtout, prenez votre temps: il est
impossible de faire toutes les
manipulations en une seule visite.
• Il s'agit avant tout d'amener les
élèves à se poser des questions, à
formuler des hypothèses et de les
vérifier par l'expérience.
• Pour tout problème particulier ou
renseignement, n'hésitez pas à vous
adresser à un des animateurs.
Remarques sur les questions des
documents de travail comme guide
pour une visite
• L'objectif essentiel de ces documents
d'accompagnement est d'orienter les
élèves dans leurs recherches. Dans
ce but, il faut prendre au sérieux toute
explication ou opinion. L'important, ce
n'est pas qu'une réponse soit juste ou
fausse, mais que l'élève se pose des
questions.
• La difficulté des questions est
graduée. Ces questions supposent un
certain choix parmi les expériences
proposées.
• Les réponses aux questions ne sont
qu'une approche aux problèmes
posés. Des ouvrages de vulgarisation
peuvent donner des informations plus
approfondies.
Nous remercions la Jacobs Foundation pour le soutien
généreux de notre service scolaire.
En plus aussi la VTW (Association pour la technique et
l'économie) supporte le Technorama dans ses services
et activités parascolaires.

Feuilles de travail
MAGNÉTISME
page 2
Aimants permanents
Vous avez certainement déjà eu des aimants
entre les mains. Vous rappelez-vous leurs
formes? Dessinez ici celles que vous connaissez.
Couplages magnétiques
Quand vous approchez deux aimants, ceux-ci
peuvent réagir de deux manières différentes.
Essayez de décrire les deux manières:
1. ___________________________
2. ___________________________
Ces deux types de réactions prouvent que chaque
aimant possède deux types de pôles. Ces pôles
sont appelés pôle Nord et pôle Sud.
Dans quelle situation étiez-vous? (1 ou 2)
Etaient-ce des pôles différents ou identiques?
Pôles de même nature: ____________
Pôles de nature différente: ____________
La plupart des aimants que vous avez déjà eu
entre les mains, étaient probablement des
aimants permanents.
Les punaises magnétiques avec lesquelles vous
fixez de petites notes sur la porte du réfrigérateur
sont de tels aimants permanents.
Pouvez-vous donner d'autres exemples?
_______________________________
_______________________________
_______________________________
_______________________________
Comment s'alignent les pôles les uns par rapport
aux autres, si vous disposez plusieurs aimants les
uns à la suite des autres?
_______________________________
_______________________________

Feuilles de travail
MAGNÉTISME
page 3
Aimants permanents (suite)
Laboratoire du magnétisme*
Dans cette expérience, vous „pouvez“ vous
fabriquer vos propres aimants. Vous pouvez
découvrir quels matériaux peuvent être
magnétisés d'une manière durable. Dressez une
liste des matériaux et classez-les du moins bon
au meilleur selon leur aptitude à être magnétisés.
1. ___________________________
2. ___________________________
3. ___________________________
4. ___________________________
5. ___________________________
6. ___________________________
Comment pouvez-vous démagnétiser des
aimants?
Le truc: avec les expériences du Laboratoire du
magnétisme et
Point de Curie
vous découvrirez différentes méthodes.
_______________________________
_______________________________
_______________________________
On peut désaimanter certains aimants (par
exemple des aiguilles aimantées) par des chocs
violents (par exemple des coups de marteau).
Pour mieux comprendre la magnétisation de la
matière, regardez les expériences des
Domaines de Weiss*
(domaines magnétiques) et
Effet de Barkhausen*
Les matériaux pouvant être magnétisés
contiennent à l'échelle atomique des „ petits
aimants “ ou aimants élémentaires . A l'état non
magnétisé, ces aimants élémentaires sont
majoritairement disposés au hasard dans la
matière.
Aucune magnétisation
Magnétisation croissante
Magnétisation achevée
Ils forment alors de petits groupes dans lesquels
ces aimants élémentaires ont la même direction.
Ce sont les domaines de Weiss.
Si vous approchez un tel matériau d'un champ
magnétique, les groupes s'alignent alors tous
dans la même direction. Maintenant, le matériau
est lui-même magnétique. Dans un matériau
magnétisé d'une manière permanente comme le
fer en alliage dans l'acier, le nickel, cette
propriété peut subsister très longtemps.
* ces stations d'expérimentation se trouvent au
laboratoire "Les jeunes et les sciences"
(voir page 1 pour heures d'ouverture/informations)

Feuilles de travail
MAGNÉTISME
page 4
Aimants permanents (suite "Laboratoire du magnétisme")
Vous pouvez très bien voir les changements des
domaines de Weiss sous l'influence d'un champ
magnétique dans la manipulation Domaines de
Weiss.
Le microscope vous permet de visualiser les
diverses orientations des domaines de Weiss
dans une mince couche de cristal comme des
surfaces claires ou sombres. Qu'observez-vous,
si vous approchez un aimant?
_______________________________
_______________________________
_______________________________
Essayez de représenter une petite partie de ce
que vous voyez!
Sans aimant Avec un aimant
Pour les spécialistes: maintenant que vous
connaissez la structure des aimants, à votre avis,
que se passe-t-il si vous cassez une aiguille
aimantée?
Marquez d'une croix la réponse correcte!
 Vous obtenez d'une part un pôle Nord, de
l'autre un pôle Sud.
 Vous obtenez deux aimants complets avec
un pôle et un pôle Sud.
On peut rendre l'alignement des aimants
élémentaires non seulement visible, mais encore
audible ! À chaque réalignement, une petite
tension est créée et transformée en un signal
perceptible dans un haut-parleur. Avec quel
matériau n'avez-vous perçu aucun bruit ?
_______________________________
Pouvez-vous expliquer pourquoi cela n'a pas
fonctionné ?
_______________________________
_______________________________
Lignes de champ magnétique
Vous avez certainement remarqué qu'un aimant
peut agir sur un autre ou sur un morceau de fer,
même s'ils ne sont pas en contact. On appelle
cette zone d'influence autour des aimants le
champ magnétique.
On peut en savoir plus sur le champ magnétique
dans les expériences suivantes et même le
visualiser.
Observez de plus près les petits barreaux d'acier
dans le boîtier d'acrylique quand vous l'amenez
entre les deux pôles de l'aimant. Les petits
barreaux d'acier se disposent en rangées, ce qui
donnent des lignes, appelées lignes de champ.
Quelle est l'allure de ces lignes de champ?
_______________________________
_______________________________