L'un des moyens les plus efficaces de détecter et de séparer des métaux comme le cuivre et l'aluminium du fer est d'utiliser un aimant. Cependant, il existe une curieuse interaction qui se manifeste lorsqu'une quantité importante de cuivre entre en contact avec un aimant très puissant, disons un aimant au néodyme. D'un certain point de vue, l'aimant semble «piégé» dans un matériau visqueux s'il est placé sur la surface du cuivre, et avec l'aide d'un autre aimant, il peut flotter temporairement.
Il y a quelque temps, nous avons découvert plusieurs projets impliquant des aimants, parmi lesquels leur réaction avec le fer dans le sang, et la possibilité de voir leur champ magnétique à l'aide de ferrofluides. Les aimants au néodyme sont relativement bon marché et occupent une place de choix parmi les expériences maison et le monde du DIY, mais il ne faut pas oublier qu'ils exigent du respect.
Les aimants les plus puissants peuvent causer de graves blessures, et nous ne voulons pas que quiconque finisse à l'hôpital. Cela dit, si vous avez un aimant au néodyme à proximité et une plaque de cuivre épaisse (l'aluminium fonctionne aussi), vous remarquerez un comportement plutôt curieux…
Aimants au néodyme et cuivre
Oui, c'est comme si la surface du cuivre était recouverte d'une couche visqueuse transparente qui ralentit l'aimant. Même si on le jette directement, l'aimant ne subit pas un impact complet, mais il freine au dernier moment.
Lorsqu'un champ magnétique puissant se déplace à travers le cuivre, il provoque une réorganisation des électrons qui tournent selon un motif circulaire, perpendiculaire à la direction du champ magnétique qui approche. Le fait est que les électrons résistent à ce changement brusque en générant leur propre champ magnétique.
Maintenant, ici il n'y a ni attraction ni répulsion (seulement de la résistance), et ce n'est pas non plus une propriété du cuivre. Cela se vérifie en faisant passer un aimant au néodyme au centre d'une bobine de cuivre ouverte. Si le cuivre était responsable de ce «retard», l'aimant réagirait dans tous les cas, mais avec la bobine ouverte, il tombe comme une pierre.
En fermant la bobine, le moment de l'aimant est converti en courant électrique, et une excellente façon de visualiser le processus est d'utiliser une simple LED comme pont. En même temps, la résistance causée par l'inductance électrique dans le cuivre permet à un aimant de léviter lorsqu'on place un second aimant de l'autre côté de la plaque.
Toute l'énergie est dissipée par le cuivre sous forme de chaleur, une perte qui n'est généralement pas souhaitée, mais qui a des applications dans le monde réel, par exemple les freins utilisés dans les trains à grande vitesse.
