Moment magnétique

Le moment magnétique est un vecteur perpendiculaire à la surface entourée par le courant et dont la flèche est orientée à l'opposé du pôle nord. Par conséquent, les lignes de champ s'étendent de manière fermée du pôle nord au pôle sud puis, dans la boucle conductrice, de manière parallèle au moment magnétique, à nouveau vers le pôle nord (voir illustration).

Comme il n'existe pas de champ magnétique avec un seul pôle (monopôles), le moment magnétique le plus simple est ce qu'on appelle un moment dipolaire. Il possède toujours deux pôles opposés. Les champs électriques peuvent également posséder un moment monopolaire. Il s'agit du champ qui émane d'une seule charge ponctuelle. En revanche, deux charges situées à une distance fixe forment un moment dipolaire électrique, de manière analogue au magnétisme. (Voir illustration)

L'effet magnétique est également expliqué pour les aimants permanents par des courants circulaires dans le matériau. On suppose que les électrons possèdent un spin électronique, duquel émane un moment magnétique. Lors de la magnétisation, tous ces moments magnétiques sont orientés parallèlement. On parle alors de polarisation magnétique. Dans les matériaux ferromagnétiques, cela conduit à une magnétisation permanente si l'orientation est suffisamment forte. La polarisation magnétique ne disparaît donc pas lorsque le champ magnétique extérieur est désactivé. La polarisation magnétique restante est également appelée rémanence. Les moments magnétiques de tous les spins d'électrons ont alors été alignés parallèlement et donnent une magnétisation macroscopique, qui résulte de la somme de tous les moments magnétiques des spins d'électrons.

La raison de cet alignement permanent est la interaction d'échange entre tous les moments magnétiques des spins d'électrons. Cette interaction d'échange stabilise les spins des électrons alignés entre eux et il en résulte une rémanence. L'alignement des moments magnétiques peut être perturbé par un apport de chaleur qui favorise le mouvement des électrons et donc le brassage des moments magnétiques des spins d'électrons. Des coups violents sur un aimant permanent détruisent également l'aimantation. Enfin, l'aimantation est détruite par un champ opposé de la force du champ coercitif, car en raison du champ opposé, une force agit sur les moments magnétiques des spins des électrons alignés et tente de faire tourner les moments magnétiques dans la direction opposée.