Comment fabriquer un électroaimant

Un électroaimant est composé d'un noyau en fer doux, autour duquel circule un courant électrique. Pour en fabriquer un, il vous faut un noyau de fer (clou), un bobinage de cuivre et une alimentation électrique (pile). Vous devez créer un bobinage, c'est-à-dire un enroulé de fil de cuivre autour d'un élément en fer (clou, boulon). Le fil sera ensuite relié à une pile ou une batterie, ce qui transformera votre bobinage en un électroaimant capable d'attirer de petits objets métalliques. Même si les courants des dispositifs évoqués dans cet article sont faibles, il n'en reste pas moins que c'est de l'électricité et qu'il faut donc faire attention.

Partie 1

Partie 1 sur 3:

Préparer un bobinage de cuivre

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L'idéal est du fer doux, mais n'importe quel objet en fer (un clou, un boulon ou une vis) peut faire l'affaire. Vous devriez avoir un tel objet chez vous. Prenez un objet d'une dizaine à une quinzaine de centimètres de long (votre électroaimant n'en marchera que mieux), car il faut que le bobinage soit assez long ^{[1]XSource de recherche}.
Vous avez besoin d'une vingtaine de centimètres de fil de cuivre ayant une section un peu importante (pour supporter un courant de l’ordre de 0,5 A), mais encore assez flexible pour pouvoir réaliser le bobinage voulu.
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Laissez 7 à 8 cm de fil libre à chaque extrémité. Cela signifie que vous bobinerez toute la partie intermédiaire en laissant de chaque côté cette réserve de fil qui va servir au branchement sur la pile ^{[2]XSource de recherche}.
- Commencez l'enroulement du fil sur le clou ou la vis en commençant à un bout, le bobinage se faisant sur le périmètre de l'objet en fer.
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Bobinez toujours dans le même sens. Vous commencez à une extrémité du clou et vous progresserez dans une seule direction de façon à créer une spirale de cuivre. Les spires doivent se toucher et être bien serrées autour du noyau. Le courant circule bien et crée un champ magnétique ^{[3]XSource de recherche}.
- Si vous enroulez n'importe comment, en croisant les passes par exemple, le courant fera de même et il y aura des interactions électriques qui perturberont ou annuleront le champ magnétique.
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Tirez bien sur le fil et poussez les spires les unes contre les autres. Votre bobinage doit épouser au plus près l'âme de votre futur électroaimant et les spires doivent se toucher le plus possible. C'est la raison pour laquelle il faut un fil flexible. À chaque tour, tirez bien sur le fil et poussez la nouvelle spire contre la précédente ^{[4]XSource de recherche}.
- Plus le fil enroulé sera long, plus puissant sera le champ magnétique créé. Cependant, avec une pile, le champ reste quand même modeste et sans danger.
Si vous avez un clou de 10 cm, bobinez-le au maximum. Difficile de dire à l'avance le nombre de tours que vous allez faire, lequel dépend des diamètres du clou et du fil. Le travail terminé, vous avez un bobinage avec une extrémité libre au départ et une autre à l'arrivée.
Vous allez brancher ces dernières sur une pile et manipuler l'électroaimant. C'est à vous de voir, après un premier essai, s'il est nécessaire de couper ou de dénuder plus ces extrémités pour que le branchement et la manipulation soient plus faciles ^{[5]XSource de recherche}.
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Partie 2

Partie 2 sur 3:

Brancher un électroaimant sur une pile

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Dénudez les deux extrémités du fil sur environ 5 cm. Servez-vous d'une pince à dénuder ou d'un cutteur. Dans ce dernier cas, veillez à ne pas entamer le cuivre. Le courant de la pile ne peut pas passer sans contact de métal à métal ^{[6]XSource de recherche}.
- Prenez un fil monobrin (un seul brin) pas trop épais. Ceux en contenant plusieurs, plus fins donc, sont difficiles à dénuder sans les abimer.
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Courbez les deux extrémités du fil. À l'aide des doigts ou d'une pince à bec plat, à chacune des extrémités, faites une boucle d'un diamètre équivalent à celui d'un crayon à papier, le but étant d'avoir une meilleure surface de contact sur la pile ^{[7]XSource de recherche}.
- De surcroit, ces deux cercles appuieront mieux sur les deux pôles de la batterie et la fixation en sera facilitée.
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Branchez le fil à la pile. Prenez une grosse pile ronde (neuve) de 1,5 V, fixez à l'aide d'un adhésif isolant une des boucles du fil sur un des pôles (par exemple, dessus), puis faites la même chose avec l'autre boucle, mais sur l'autre pôle (dessous donc). Vérifiez que les boucles sont bien fixées ^{[8]XSource de recherche}.
- Peu importe le sens de montage : ce qui compte, c'est qu'une extrémité soit fixée au pôle positif et l'autre extrémité, au pôle négatif.
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Testez votre électroaimant. Vous avez bien enroulé le fil de cuivre, lequel est bien branché sur la pile : votre électroaimant est prêt. Vous pouvez le prendre avec la main (le courant n'est pas très fort, vous ne ressentirez rien) et l'approcher de petits objets en fer (trombones, punaises, épingles de sureté…). Le miracle va s'opérer : les objets vont venir se coller à l'aimant ^{[9]XSource de recherche}.
- Si votre électroaimant chauffait (vous ne risquez pas de vous bruler), il suffirait de le tenir avec un petit chiffon.
- Quand vous en aurez terminé avec votre aimant, il vous suffit de débrancher les fils de la pile.
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Partie 3

Partie 3 sur 3:

Augmenter la puissance d'un électroaimant

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Utilisez une batterie de remplacement. Il s'agit de petites batteries qui délivrent, par exemple, un courant en 12 V sous 7 Ah. Ces batteries vont pouvoir générer un champ magnétique plus intense que celui d'une simple pile. Elles ont deux pôles qui se présentent sous la forme de languettes, un positif et un négatif. Vous en trouverez en vente sur Internet et parfois dans les magasins de matériel informatique.
- Il est inutile dans le cadre de cette expérience de prendre une batterie couteuse, mais veillez quand même à ce qu'elle soit produite par un fabricant connu pour son sérieux.
- Comme avec la pile, les fils seront attachés sur les deux bornes de la batterie et la fixation se fera, par exemple, avec du ruban adhésif isolant.
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Prenez un noyau de fer plus important. Au lieu d'un simple clou, prenez un axe en fer d'une longueur d'au moins 30 cm et d'un diamètre minimal de 4 mm. C'est à cette condition que vous aurez un électroaimant plus puissant, à la condition également de le brancher sur une source électrique plus puissante (petite batterie). Quant au bobinage, il va nécessiter une plus grande longueur de fil, aussi ne faut-il pas couper à l'avance une longueur qui pourrait s'avérer trop courte ^{[10]XSource de recherche}.
- Faites un bobinage serré et continu tout le long de votre axe, les spires doivent se toucher afin de créer le meilleur champ magnétique.
- Pour des raisons de sécurité, il est souvent nécessaire de faire un second bobinage sur le premier, sauf si votre noyau est large, un seul tour suffit.
- Fixez les deux extrémités du fil sur les deux pôles (+ et -) de la batterie en utilisant de l'adhésif isolant.
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Densifiez le bobinage. Si vous voulez un aimant puissant, vous devez avoir un fil très serré et augmenter l'épaisseur du bobinage. Plus vous aurez de couches superposées, plus puissante sera l'attraction. C'est pour cette raison que nous vous avions averti de ne pas couper le fil trop tôt ^{[11]XSource de recherche}.
- Au lieu d'un axe cylindrique, vous pouvez très bien prendre une petite plaque de fer autour de laquelle vous ferez votre bobinage : la surface d'attraction sera plus large.
- Un bobinage ne créera un champ magnétique que s'il a été fait dans une seule direction, peu importe laquelle.
- Pour que le courant passe bien de la batterie à l'aimant, veillez à ce que le fil soit bien en contact avec les bornes de la batterie.
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Avertissements

Ne dépassez jamais les 12 V de tension pour cette expérience, sans quoi vous risquez une électrocution.
N'allez pas enfoncer vos deux fils directement dans une prise électrique, ce serait l'électrocution assurée, car le courant est sous une tension de 220 V.