Attractivité ou répulsion des aimant neodyme en fonction de leur puissance magnétique

[justfree]

Bonjour étant néophyte et nouveau sur le forum, je te trouve très intéressant de m’adresser à cette communauté scientifique pour avoir des réponses à mes questions.
Voici la question :
L’attraction ou la répulsion des aimants neodyme est elle proportionnelle en fonction de leur puissance.
Quelle est la forme de l’aimant Neodyme que je dois utiliser À fin de réaliser une lévitation.
J’ai vu sur certains sites, que le graphite, pouvait léviter, mais cette distance de levitation est minime malgré la puissance des aimants 🧲 utilisés.
J’aimerais obtenir une puissance de lévitation suffisante pour qu’un objet 100 g puisse décoller à une hauteur minimale de 5 cm.
Aussi cette hauteur de lévitation est-elle proportionnel à la puissance des aimants utilisés.

Désolé si mes questions semble confuse, mais j’avoue que le sujet est complexe et que sans votre aide je me retrouve un peu coincé.
Merci à tous
Au plaisir de vous lire
-----

[Deedee81]

Salut,

Bienvenue sur Futura.

Quelques tentatives de réponses. Attend d'avoir aussi d'autres réponses

L’attraction ou la répulsion des aimants neodyme est elle proportionnelle en fonction de leur puissance.

La "puissance" d'un aimant n'est pas vraiment un concept qui a du sens (la puissance est énergie par unité de temps) on quantifie plutôt les aimants par la valeur du champ magnétique en Tesla (par exemple ceux du LHC sont de l'ordre de 8 Tesla mais c'est énorme et c'est électroaimants supraconducteurs) ou en quantifiant la force d'attraction/répulsion => et donc là au mieux on peut répondre "oui" à ta question, forcément.

lévitation.

Pas facile ça. Pour avoir lévitation il faut répulsion, donc soit un autre aimant (en l'empêchant de basculer) soit un diamagnétique. Le carbone au moins sous certaine forme est un assez bon diamagnétique.

J’aimerais obtenir une puissance de lévitation suffisante pour qu’un objet 100 g puisse décoller à une hauteur minimale de 5 cm.

C'est beaucoup (tant la distance que le poids) ! Pour la lévitation on utilise :
- soit des électroaimants extrêmement puissants et la répulsion étant instable il faut soit une configuration de type champ toroïdal soit une régulation pour garder l'équilibre.
EDIT j'ai trouvé quelques exemples sur le net mais avec des aimants permanents de grosse taille et une lévitation qui ne dépasse guère quelques mm.
- soit des diamagnétiques très forts qui n'existent que sous forme de supraconducteurs, le mieux étant les supra de type II (qui se verrouillent sur le champ). Mais faut quand même des températures extrêmement basse (hélium liquide, peut-être l'air liquide avec certaines céramiques mais faut encore en trouver, leur structure cristalline et composition est très inhabituelle !)

Donc là seule solution : soulever un objet qui est lui-même un aimant (et en le maintenant latéralement pour éviter qu'il ne bascule).

Mais comme j'ai dit, attend d'autres réponses.

[justfree]

Merci pour l’info, imaginons : si sur une potence je mets un aimant Neodyum et en pied de potence j’en mets un autre.
Entre les deux je mets un bâton avec en tête un aimant pour l’opposé et en pieds à notre niveau des pôles opposés, l’attraction et la répulsion de ces quatre aimants,provoquera-t-elle une pseudo lévitation.?? Et meilleur ??
Merci beaucoup

[Gwinver]

Bonjour.

Voici quelques exemples de gadgets basés sur la lévitation magnétique à base d'aimants ou électroaimants:

https://www.amazon.fr/Magnétique-Lév...579117&sr=8-54

https://www.amazon.fr/Ardermu-Globe-...579117&sr=8-40

Beaucoup d'autres sur les sites de e-commerce avec les mots clefs : Magnetic levitation

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Merci pour l’info, imaginons : si sur une potence je mets un aimant Neodyum et en pied de potence j’en mets un autre.
Entre les deux je mets un bâton avec en tête un aimant pour l’opposé et en pieds à notre niveau des pôles opposés, l’attraction et la répulsion de ces quatre aimants, provoquera-t-elle une pseudo lévitation ?

,
Cela a toutes les chances d'être instable.

[Deedee81]

J4ai du mal à voir la configuration en question mais la stabilité est en effet un gros problème (je l'avais évoqué plus haut).
De toute façon, je ne peux que conseiller d'obtenir quelques aimants pas chers et d'essayer différentes idées.

C'est en expérimentant qu'on peut le mieux progresser.

Puis une fois au point, hop, on passe à un truc plus costaud (et plus chers).

[f6bes]

Bjr, Juste comme ça:les aimants ne sont pas tous néodyne.
Donc néodyne ou pas....meme combat !

En répulsion, va falloir un guide, sinon l'aimant en lévitation, soit...va se retourner ou sortir du champ de l'autre...et se casser la figure.
Bonne journée

[Gwinver]

Bonjour.

Pas besoin de guide en répulsion, voir le premier lien que j'ai mis plus haut.
Il s'agit d'organiser les aimants de telle sorte qu'il y ait un minimum en un certain endroit.
Ici, c'est quatre aimants aux 4 coins d'un rectangle et le "lévitant" au dessus du milieu.

[Deedee81]

Salut,

Bjr, Juste comme ça:les aimants ne sont pas tous néodyne.

Si j'ai bien compris, le choix des aimants en néodyme c'est surtout pour avoir des aimants permanents relativement fort. Sinon, tu as raison. Même avec des électroaimants ça revient au même.

La remarque de Gwinver est bonne, avec quatre aimants on va avoir une configuration stable. Mais avec un diamagnétique banal, avoir 100 g sur 5 cm va falloir des aimants maousses costauds. Là des électroaimants seraient sans doute préférables.

Mais laissons notre ami expérimenter (avec des aimants bon marchés), c'est encore le meilleur moyen pour lui d'obtenir la configuration qu'il souhaite selon son application (dont on ne connait pas le but). Après, ma foi, c'est plus qu'une question d'échelle et mettre des trucs plus forts.

[f6bes]

Bonjour.

Pas besoin de guide en répulsion, voir le premier lien que j'ai mis plus haut.
Il s'agit d'organiser les aimants de telle sorte qu'il y ait un minimum en un certain endroit.
Ici, c'est quatre aimants aux 4 coins d'un rectangle et le "lévitant" au dessus du milieu.

Bjr à toi, Le premier lien nous montre 2 aimants "emprisonnés" (façon de parler!) dans deux "guides" semi sphériques. ( donc ..guides)
Le deuxiéme lien nous montre une lévitation ( bien connue) à base.... (je suppose) l'éléctro aimant ( c'est pas un aimant...tout béte)
L'électro aimant a la possibilité de voir son "aimantation" pouvant edtre variable et COMMANDEE par une électronique.
Si on met deux AIMANTS verticalement (objet de la demande) soit ils s'attirent...soit ça foire ! (si pas de guidage)
Bonne journée

[Deedee81]

Si on met deux AIMANTS verticalement (objet de la demande) soit ils s'attirent...soit ça foire ! (si pas de guidage)

Gwinver n'a pas dit DEUX aimants VERTICALEMENT.
Mais QUATRE aimants HORIZONTALEMENT (aux quatre coins d'un rectangle).
(plus précisément les aimants sont verticaux mais leur disposition est horizontale)

Et là en effet pour un diamagnétique (pas pour un autre aimant) il y a une zone de stabilité.

[f6bes]

Bst Deedee81,
Oui j'ai bien vu qu'il avait pris une option avec 4 aimants, mais je m'en tenais à l'option de départ de deux aimants (me semble t il !)
Cordialment

[Deedee81]

Salut,

Oui j'ai bien vu qu'il avait pris une option avec 4 aimants, mais je m'en tenais à l'option de départ de deux aimants (me semble t il !)

D'accord (tiens manque l'émoticon pouce levé )

[Kondelec]

Le lien en question est un dispositif équipé d'une régulation. Ce système est facile à bricoler, par contre il est absolument impossible d'obtenir une lévitation stable uniquement avec des aimants, et ceci quel que soit le nombre utilisé. Je ne parle bien sur pas des matériaux fortement diamagnétiques, qui entrent dans un autre cas de figure.

[ArchoZaure]

Ce système est facile à bricoler, par contre il est absolument impossible d'obtenir une lévitation stable uniquement avec des aimants, et ceci quel que soit le nombre utilisé. Je ne parle bien sur pas des matériaux fortement diamagnétiques, qui entrent dans un autre cas de figure.

En fait c'est possible même avec seulement 2 aimants sous certaines conditions (sinon ça bascule on est d'accord).
Voir par exemple la toupie magnétique :
https://www.supermagnete.fr/Utilisat...n-d-une-toupie

[Deedee81]

Salut,

Voir par exemple la toupie magnétique :

Ah, ça c'est une méthode astucieuse pour la stabilisation

Si ça convient à justfree (qui n'est pas repassé malheureusement).

[stefjm]

Stabilité dynamique contre stabilité statique.
Le magnétisme et l'effet gyroscopique font tous les deux intervenir le produit vectoriel.
Intéressant.

[Kondelec]

La toupie n'est pas une configuration stable, puisqu'elle est en mouvement, et que ce n'est que temporaire.
Encore une fois il n'existe pas de configuration stable possible permettant la lévitation.

[ArchoZaure]

La toupie n'est pas une configuration stable, puisqu'elle est en mouvement, et que ce n'est que temporaire.
Encore une fois il n'existe pas de configuration stable possible permettant la lévitation.

Vous dites ça comme ça ou vous déduisez ça d'une loi de la physique ?

[Garion]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...e_d%27Earnshaw

[Garion]

Dans l'article de Wikipedia, voici le passage interessant :

Le théorème établit par ailleurs qu'il n'existe aucune configuration statique d'aimants qui permettrait la lévitation stable d'un objet contre la gravité, même si les forces magnétiques surpassent de beaucoup la force d'attraction gravitationnelle. La lévitation magnétique est cependant possible, si on peut faire varier le champ magnétique dans le temps.

[ArchoZaure]

Dans l'article de Wikipedia, voici le passage interessant :

Le théorème établit par ailleurs qu'il n'existe aucune configuration statique d'aimants qui permettrait la lévitation stable d'un objet contre la gravité, même si les forces magnétiques surpassent de beaucoup la force d'attraction gravitationnelle. La lévitation magnétique est cependant possible, si on peut faire varier le champ magnétique dans le temps.

Oui je sais bien, mais dans ce cas la toupie vous la classez où ? Dans la SF ?
Moi tout ce que je vois c'est qu'on arrive a avoir une configuration stable avec une toupie.
Du coup je me demande : Comment est-ce possible ? (pourquoi une toupie reste debout, même sans champ magnétique...)
Et ensuite je me demande : Peut-on obtenir le même effet autrement ?

Presque tout le poids du bonhomme est au bout de ses bras, au-dessous
de lui. C'est pour ça qu'il tient debout ! Avec les bras en l'air, il tombe. En
plus, quand tu le bouges à droite, son bras gauche le ramène à sa place. Et inversement. Toi, tu
écartes les bras pour garder l'équilibre ? Au cirque, le funambule a mieux : un grand bâton arrondi,
qui descend en dessous de lui. Comme les bras du bouchon !

https://blogacabdx.ac-bordeaux.fr/sc...-funambule.pdf

Bon c'est pour les enfants, mais ça permet de comprendre facilement le problème de l'équilibre et le principe du polygone de sustentation.

J'ai pas testé, mais ça me parait prometteur pour reproduire l'effet de la toupie.
(Mais ça marchera peut-être mieux sur Jupiter )

[Garion]

C'est la même chose qu'une toupie avec le champ gravitationnel terrestre, c'est une instable, et ça tombe si ça ne tourne pas.
Le fait de tourner, permet de rééquilibrer puisque la partie plus lourde se retrouve de l'autre coté régulièrement.
Dans le cas d'une toupie magnétisée, c'est le même principe. L'infime différence magnétique tourne et équilibre. On n'est pas dans un contexte statique.

[jiherve]

bonsoir
c'est une belle expérience, le champ magnétique présente un minimum au centre de l'aimant torique et la toupie s'y maintient grâce a son couple gyroscopique.
JR

[ArchoZaure]

C'est la même chose qu'une toupie avec le champ gravitationnel terrestre, c'est une instable, et ça tombe si ça ne tourne pas.
Le fait de tourner, permet de rééquilibrer puisque la partie plus lourde se retrouve de l'autre coté régulièrement.
Dans le cas d'une toupie magnétisée, c'est le même principe. L'infime différence magnétique tourne et équilibre. On n'est pas dans un contexte statique.

Non mais vous avez vu l'exemple avec le bouchon et le système de "funambule". Trés simple.
Ça marche et pas besoin de faire tourner le bouchon.

Si le bouchon penche, l'équilibre est rétabli, comme avec la toupie.
Vous ne pensez pas qu'en mettant 4 bras (non magnétisable évidemment) à la toupie de la vidéo précedénte, et sans la faire tourner, vous pourriez obtenir un équilibre statique sans renversement de la toupie ?

[Deedee81]

Salut,

Attention, plus haut il y a eut une confusion :
- faire léviter un aimant de manière stable (sans régulation évidemment) est impossible, c'est toujours instable
- faire léviter un diamagnétique de manière stable, c'est tout à fait possible