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Réussite Haïti – Physique NS4

Fiche 16 – Perméabilité magnétique µ₀ & µᵣ

Réponse des matériaux au champ magnétique – intensité, comportement, applications.

Objectif : comprendre ce qu’est la perméabilité magnétique, distinguer µ₀ et µᵣ, et identifier le comportement magnétique des matériaux.

1. Qu’est-ce que la perméabilité magnétique ?

La perméabilité magnétique caractérise la capacité d’un matériau à laisser passer les lignes de champ magnétique.

Plus la perméabilité est grande, plus le matériau “renforce” le champ interne.

2. Perméabilité du vide µ₀

µ₀ est la perméabilité magnétique du vide :

µ₀ = 4π × 10⁻⁷ H·m⁻¹

C’est une constante fondamentale.

3. Perméabilité relative µᵣ

µᵣ compare la perméabilité d’un matériau à celle du vide :

µ = µ₀ · µᵣ

µᵣ indique donc dans quelle mesure le matériau amplifie le champ magnétique.

4. Classes de matériaux selon µᵣ

a) Diamagnétiques (µᵣ < 1)

• Réduisent légèrement le champ magnétique.
• Exemples : cuivre, argent, graphite.
• Faible influence.

b) Paramagnétiques (µᵣ ≳ 1)

• Amplification très faible.
• Exemples : aluminium, sodium, wolfram.
• Effet perceptible seulement dans des champs intenses.

c) Ferromagnétiques (µᵣ ≫ 1)

• Forte amplification du champ magnétique.
• Exemples : fer, acier doux, nickel, cobalt.
• Utilisés pour fabriquer des noyaux d’électro-aimants.

Les matériaux ferromagnétiques sont indispensables dans les bobines : ils concentrent et amplifient considérablement les lignes de champ.

5. Influence de µ sur le champ magnétique

Dans une bobine de n spires par mètre parcourue par un courant I :

B = µ₀ · µᵣ · n · I

Un matériau avec µᵣ élevé → champ beaucoup plus intense.

6. Applications de la perméabilité magnétique

• électro-aimants (µᵣ élevé → champ amplifié),
• transformateurs,
• inductances,
• circuits magnétiques,
• équipements électromécaniques.

7. À retenir absolument

• La perméabilité mesure la capacité d’un matériau à conduire le champ B.
• µ = µ₀ µᵣ.
• µ₀ est une constante universelle (4π×10⁻⁷ H·m⁻¹).
• Trois classes : diamagnétiques, paramagnétiques, ferromagnétiques.
• Les ferromagnétiques (µᵣ très grand) amplifient fortement le champ.
• Applications : électro-aimants, bobines, transformateurs.