Dans la série 30 de Kiss, les relais de puissance bistables de la série 30 de Kissling, la dernière position reste inchangée grâce au magnétisme rémanent. Pour pouvoir utiliser ce magnétisme rémanent, il est nécessaire de travailler avec ce qu’on appelle un matériau ferromagnétique.
Qu’est-ce qu’un matériau ferromagnétique?
Les matériaux ferromagnétiques se caractérisent par leur capacité à conduire ou à retenir un champ magnétique puissant. En principe, il n’existe que quatre éléments ferromagnétiques (le fer, le nickel, le cobalt et le gadolinium), mais il existe également un grand nombre d’alliages ferromagnétiques. D’autres matériaux possèdent également des propriétés magnétiques, mais les forces qui s’exercent sont beaucoup plus faibles et ne relèvent donc pas du ferromagnétisme, mais du paramagnétisme.
Magnétiser
Il est possible de rendre des matériaux ferromagnétiques magnétiques en appliquant un champ magnétique. Dans certains cas, cela se produit inconsciemment et la magnétisation n’est pas souhaitable. Ainsi, les matériaux ferromagnétiques peuvent eux-mêmes devenir des aimants lorsqu’ils absorbent le magnétisme de sources magnétiques telles que des aimants de levage, des tables de serrage, des haut-parleurs ou des systèmes de transport. Le magnétisme peut également provenir des champs magnétiques autour des transformateurs, des câbles de soudage ou résulter d’opérations telles que le perçage, le meulage, le ponçage et le sciage.
Dans d’autres cas, la propriété des matériaux ferromagnétiques à devenir (et à rester) magnétiques est justement avantageuse. C’est le cas, par exemple, dans les relais mentionnés précédemment.
Le magnétisme résiduel (magnétisme rémanent) est représenté graphiquement dans le graphique ci-dessus. La force du champ magnétique est représentée sur l’axe des x et le degré de magnétisation sur l’axe des y. La ligne bleue indique comment un matériau pur, vierge, est magnétisé par l’application d’un champ magnétique. Il est clair qu’à un certain moment, une saturation se produit ; en d’autres termes, même si l’intensité du champ est augmentée, le magnétisme ne continue pas à augmenter (Hs).
Lorsque l’intensité du champ diminue, le magnétisme diminue à nouveau (ligne verte supérieure), ce qui entraîne un effet d’hystérésis. Le magnétisme diminue donc moins fortement qu’il n’a augmenté à l’aller. Il en résulte qu’à une intensité de champ de 0 (zéro), il subsiste un magnétisme résiduel appelé magnétisme rémanent (BR). Ce n’est que lorsque le champ magnétique devient négatif que le magnétisme finit par diminuer jusqu’à zéro (-Hc), puis se reconstitue, mais dans le sens opposé.
Lorsque le champ est reconstruit à partir de ce point, l’intensité du champ doit à nouveau être largement supérieure à zéro pour obtenir un matériau neutre. La surface de cette boucle d’hystérésis est d’une part une mesure des pertes et doit dans certains cas être aussi petite que possible. Lorsque le magnétisme rémanent doit être utilisé, une surface plus grande est souhaitable car le magnétisme rémanent persiste alors plus longtemps.
Température de Curie
Le magnétisme d’un matériau ferromagnétique peut être réduit non seulement en diminuant le champ magnétique, mais également en augmentant la température. La température à laquelle les matériaux ferromagnétiques cessent d’avoir un champ magnétique permanent autour d’eux est appelée température de Curie. Au-dessus de cette température, le matériau se comporte de manière paramagnétique (faiblement magnétique). La température de Curie est difficile à mesurer avec précision, car le champ magnétique permanent autour du matériau ne disparaît que partiellement. De plus, cette température dépend fortement des petites impuretés présentes dans le matériau.
