Est ce qu'un aimant perd sa force d'attraction quand on l'utilise ?

[LeMulet]

Cela coute autant d'énergie à s'échapper de l'attraction d'un aimant qu'on en a gagné à s'en rapprocher.

Exact.

C'est bien ce que l'on constate avec la vidéo donnée par phupus
http://www.metacafe.com/watch/854568...nteur_2012_m6/
la bille est attirée par le rail magnétique, elle n'en sort pas car cela coute autant d'énergie à en sortir que l'on en a gagné à y entrer.
Comme il y a eu quelques frottements entre l'entrée et la sortie, la bille n'a plus assez d'énergie cinétique pour vaincre l'attraction du rail en sortie. (qui est de même intensité qu'à l'entrée mais en sens inverse )
Elle reste piégée dans le rail.
En bouclant le rail, il n'y a plus l'attraction d'entrée qui parait magique...
En admettant que l'attraction d'entrée soit présente, elle ne serait valable qu'une fois pour toute, à la première entrée.

Exact, et on peut dire que le système du rail qui a été proposé à l'éducation du public ne présente aucun intérêt.

On peut faire le parallèle avec la gravité et avec une masse qui a chu.
Une fois au sol, il faut autant d'énergie pour remonter la masse d'où elle vient, qu'elle n'en a fournit en chutant.

Exact, et d'ailleurs le problème qui se pose c'est qu'un champ gravitationnel ne présente pas de pôle, qu'on ne maitrise pas sa production et bien entendu qu'on n'est pas capable de l'inverser.
.
On a donc affaire, dans le cas de la "force" de gravité à une force toute autre, comparée à celle du magnétisme, qui présente deux pôles, dont on maitrise la production de manière statique (aimant permanent) et dynamique (électromagnétisme).
De plus, on est capable, il me semble, d'inverser la polarité d'un aimant permanent, par retournement dans l'espace et ceci alors qu'il est engagé dans l'interaction avec un autre aimant permanent.
Si vous "neutralisez" le champ magnétique de l'aimant permanent à l'aide d'un électroaimant (c'est possible il me semble), alors il est possible de retourner l'aimant permanent (et plus vite il sera retourné...et moins d'énergie il sera nécessaire d'employer pour ce faire).

L'aimantation ne s'use pas plus que la gravité terrestre, en fonction des objets qui s'en rapprochent ou s'en éloignent.

On est d'accord.

La nature conspire contre nous !

Dominer la nature, cela consiste à prédire ses effets, et c'est d'ailleurs très simple, puisque contrairement à nous, êtres intelligents, elle ne peut pas "conspirer" contre nous, alors que nous, nous pouvons "conspirer" contre elle...
C'est de cette manière qu'on "force" des atomes à se dissocier, ou à fusionner, et qu'on se met en situation pour obtenir des effets dominos.

Maintenant, si on a affaire à un système qui parait "produire" de l'énergie à partir de "rien", il est évident (du moins c'est la base sur laquelle tous les physiciens s'appuient) qu'il convient de mieux étudier ce ... "rien".
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[Deedee81]

Salut,

Maintenant, si on a affaire à un système qui parait "produire" de l'énergie à partir de "rien", il est évident (du moins c'est la base sur laquelle tous les physiciens s'appuient) qu'il convient de mieux étudier ce ... "rien".

D'ailleurs je rappelle que :
- l'énergie est définie exprès et volontairement pour être une quantité conservée. (les physiciens aiment bien les quantités invariantes et/ou conservées, ça simplifie les calculs)
- l'énergie est la quantité conservée associée à la symétrie par translation dans le temps qui n'est rien d'autre que la liberté de choix pour la coordonnée du temps (je peux régler ma montre pour qu'elle indique 0 quand je veux). Au moins localement (pour éviter les complications de la RG). Voir le théorème de Noether pour le lien entre symétries et lois de conservation.

Par conséquent, l'énergie ne peut qu'être conservée. C'est inévitable.
Et donc, en effet, comme Lemulet le signale ci-dessus, si on trouve quelque chose qui viole ce fait, on va plutôt chercher ce qui nous a échappé plutôt que de crier "au secours, la physique est devenue folle" ou plutôt que d'acheter des actions dans "Free Energy Company, Escrocs and Cie"
(le second principe est plus délicat, c'est pour la société "Escrocs plus malins and Cie" )

[jacknicklaus]

expérience de pensée :

imaginons un aimant, fixe, accroché en hauteur.
en dessous, disons 10 cm sous l'aimant, on amène une bille d'acier.
attirée, elle monte se coller à l'aimant. La bille a donc augmenté son énergie potentielle dans le champ de pesanteur.
question 1 : Au détriment de l'aimant ? Quelle est la nature de l'énergie dépensée par l'aimant ?

puis on amène un 2ème bille, puis etc... une n-ème bille.
On se doute qu'à un moment ca va finir pas s'arrêter.
question2 : Pourquoi ? L'aimant s'est il "usé" Quelle serait la nature de cette usure ?


même expérience mais avec une seule bille, en la retirant à chaque fois pour la remettre en position 10 cm sous l'aimant.
Il faut exercer un certain travail pour décoller la bille.
question3 : Ce travail "recharge" t-il l'aimant ? Ce petit jeu "bille attirée - bille replacée" peut il durer infiniment ?

[Deedee81]

Salut,

Peux-tu préciser pour qui tu poses ces questions ? Pour Amator ? Pour Bergman ? Pour tous ?

[Dynamix]

question 1 : Au détriment de l'aimant ?

Non .

Quelle est la nature de l'énergie dépensée par l'aimant ?

L' aimant ne dépense pas d' énergie .

question3 : Ce travail "recharge" t-il l'aimant ?

L' aimant ne s' étant pas déchargé , il n' a pas besoin d' être rechargé .

[Deedee81]

On peut tout au plus avoir une légère perte d'aimantation et d'énergie à cause des phénomènes d'hystérésis.

[jacknicklaus]

@Deedee8 : questions pour tous

@Dynamix:
merci de tes réponses.
dans ce cas :
(question 1) : qui a fourni l'énergie potentielle gagnée par la bille ?

(question 2) : le processus peut-il se poursuivre infiniment ?

(question3) : qui a consommé le travail fourni pour décoller la bille ?
et : le processus peut-il se poursuivre infiniment ?

[Deedee81]

(question 1) : qui a fourni l'énergie potentielle gagnée par la bille ?

Le système ayant servi à magnétiser l'aimant (et éventuellement à le placer là où il est, ça peut jouer).

Hors les pertes par hystérésis et les frottements, oui, ça peut continuer indéfiniment. Comme un ressort qui vibrerait indéfiniment (ou un pendule) s'il n'y avait pas de perte.

[jacknicklaus]

Le système ayant servi à magnétiser l'aimant (et éventuellement à le placer là où il est, ça peut jouer).

comprends pas. ce système a magnétisé l'aimant ok, mais ce n'est pas lui qui au moment de l'expérience, fourni l'Ep à la bille qui monte. C'est bien l'aiment.

exactement comme un ressort : on a fourni une énergie pour le compresser. Le ressort a acquis une énergie potentielle. Et s'il est relié à une bille massive, et que le ressort se détend, c'est bien le ressort qui fournit une énergie à la bille qu'il déplace. Non ?

Je vois pas bien la différence entre un aimant et le ressort, tous deux réservoir d'Ep fournie au préalable. Je me trompe ??

[Deedee81]

comprends pas. ce système a magnétisé l'aimant ok, mais ce n'est pas lui qui au moment de l'expérience, fourni l'Ep à la bille qui monte. C'est bien l'aiment.

Il y a deux étapes :
- le système ayant servi à magnétiser l'aimant fournit une énergie magnétique à l'aimant qui se traduit par une énergie potentielle dans son voisinage
- cette énergie potentielle est ensuite transférée à la bille par le champ magnétique, elle se retrouve sous forme d'énergie cinétique ou d'énergie potentielle de gravitation (ou les deux).
- puis restituée quand la bille fait demi-tour
- l'aimant est peu affecté par ce phénomène (c'est essentiellement un jeu entre la bille et le champ magnétique) mais une partie va se dissiper par hystérésis (un peu dans l'aimant qui est légèrement affecté par le champ magnétique induit par la bille) et surtout dans la bille : la conversion se fait en énergie thermique.

Ton analogie avec le ressort est ok sauf que le ressort agit par contact tandis qu'ici la bille interagit avec le champ magnétique environnant et non par contact avec l'aimant (même si à nouveau il y a un effet en retour, par exemple la force appliquée à la bille se retrouve dans l'autre sens appliqué à l'aimant. Mais on peut imaginer qu'il est solidement arrimé et cet effet en retour importe surtout dans la conservation de la quantité de mouvement).

[Dynamix]

(question 1) : qui a fourni l'énergie potentielle gagnée par la bille ?

On en sait rien et on s' en fout .
On sait qu' a l' instant "t" le système est dans un certain état énergétique . Comment il était un siècle ou une seconde avant n' a aucune importance .
Par quel cheminement il est arrivé à nous dans cet état n' a aucun effet sur l' expérience .

[Deedee81]

On en sait rien et on s' en fout .

Ca c'est une explication plus radicale
(ceci dit, c'est vrai, mais ma foi il a le droit de se poser la question )

[phuphus]

Bonjour,

comprends pas. ce système a magnétisé l'aimant ok, mais ce n'est pas lui qui au moment de l'expérience, fourni l'Ep à la bille qui monte. C'est bien l'aiment.

exactement comme un ressort : on a fourni une énergie pour le compresser. Le ressort a acquis une énergie potentielle. Et s'il est relié à une bille massive, et que le ressort se détend, c'est bien le ressort qui fournit une énergie à la bille qu'il déplace. Non ?

Je vois pas bien la différence entre un aimant et le ressort, tous deux réservoir d'Ep fournie au préalable. Je me trompe ??

Oui, on peut interpréter cela comme de l'énergie fournie par l'aimant.

Dans le lien que j'ai donné plus haut vers le document de David Meeker, on peut voir deux notions : énergie et co-énergie (attention : ce sont des grandeurs volumiques dans le document de David Meeker).

L'énergie est celle contenue dans le champ magnétique au sein de l'aimant (volumique).
La co-énergie est l'énergie contenue dans le champ magnétique en dehors de l'aimant (volumique : mais à calculer avec le volume de l'aimant).

En situation initiale, le point de fonctionnement de l'aimant est bas et son énergie est maximum, la co-énergie est minimum.
Si l'on approche une bille le point de fonctionnement remonte (on a diminué la réluctance de l'environnement), l'énergie du champ magnétique dans l'aimant va donc diminuer et celle du champ magnétique en dehors de l'aimant va augmenter. En retirant la bille on effectue le chemin inverse : augmentation de l'énergie et diminution de la co-énergie.

Au passage l'aimantation de l'aimant n'a quasiment pas bougé. Seuls B et H ont varié significativement.

La limite en attraction avec des billes est liée à la fois à l'énergie potentielle limitée que peut fournir l'aimant et à l'éloignement des billes. Chaque bille ne devient pas l'équivalent de l'aimant lui-même.

Deux choses à noter :
. L'augmentation de la co-énergie n'est pas égale à la diminution de l'énergie
. La bille représente un volume dans lequel l'énergie magnétique est nulle (perméabilité élevée) : cela influence la répartition de l'énergie en dehors de l'aimant

Je laisse le dernier mot à Mr Meeker :

When the load reluctance, Rl, is zero, the magnetic field energy is zero. The load reluctance is zero (or close to it) when the magnet is clamped to the iron wall, eliminating the air gaps. This result is somewhat intuitively satisfying, since when the magnet is stuck to the iron wall, it can do no more work, because there is no further motion possible.
When work is done on the magnet (e.g. moving it away from the wall), the stored energy increases. Again, this result is somewhat intuitively satisfying, because the mechanical work done on the magnet becomes stored energy in the magnetic field. This result is analogous to the weight*height potential energy that is gained by doing work against gravity, e.g. by lifting a mass off of the ground.

[phuphus]

Bonjour,

On en sait rien

Qui est ce "on" ?

P.S. : merci à ma modération pour le ménage dans le fil et sa non fermeture. Le manque de culture globale sur les aspects énergétiques des aimants laisse malheureusement un boulevard aux gourous de l'énergie libre.

[phuphus]

Bonjour,

On peut tout au plus avoir une légère perte d'aimantation et d'énergie à cause des phénomènes d'hystérésis.

Merci pour ton explication en #32, je me suis juste permis de la compléter en m'appuyant sur le document de David Meeker.

Les pertes ne vont pas affecter l'aimant mais juste le système d'excitation du "circuit magnétique" (ici la bille) et le circuit. Tant que le point de fonctionnement de l'aimant ne passe pas le coude de désaimantation il ne se passe rien pour l'aimant. Actuellement, tout aimant NdFeB à température ambiante ne peut pas se désaimanter avec une telle manip (bille qui s'approche et s'éloigne).

[Deedee81]

Salut,

Oui, tu as raison. Il faut déjà une sacrée perturbation pour quitter la branche de saturation et entrer dans l'hystérésis de l'aimant lui-même.