La boussole et autres innovations magnétiques

Une boussole est l'un des instruments de navigation les plus couramment utilisés. Nous savons qu'il pointe toujours vers le nord, mais comment? Il contient un élément magnétique librement suspendu qui affiche la direction de la composante horizontale du champ magnétique terrestre au point d'observation.

La boussole a été utilisée pour aider les gens à naviguer pendant de nombreux siècles. Bien que situé dans la même partie de l'imagination du public que les sextants et les télescopes, il est en fait utilisé depuis beaucoup plus longtemps que les voyages en mer qui ont découvert l'Amérique du Nord. Cependant, l'utilisation du magnétisme dans les inventions ne s'arrête pas là; on le trouve dans tout, des équipements de télécommunications et des moteurs à la chaîne alimentaire.

Découvrir le magnétisme

Il y a des milliers d'années, de grands dépôts d'oxydes magnétiques ont été découverts dans le district de Magnésie en Asie Mineure; leur emplacement a conduit le minéral à recevoir le nom de magnétite (Fe₃O₄), surnommée «pierre angulaire». En 1600, William Gilbert a publié "De Magnete", un article sur le magnétisme qui détaille l'utilisation et les propriétés de la magnétite.

Un autre élément naturel important pour les aimants est les ferrites, ou oxydes magnétiques, qui sont des pierres qui attirent le fer et d'autres métaux.

Bien que les machines que nous fabriquons avec des aimants soient clairement des inventions, ce sont des aimants naturels et ne doivent pas être considérés comme tels.

Le premier compas

La boussole magnétique est en fait une ancienne invention chinoise, probablement fabriquée pour la première fois en Chine pendant la dynastie Qin (221-206 avant notre ère). À l'époque, les Chinois utilisaient des pierres angulaires (qui s'alignent dans une direction nord-sud) pour construire des planches de bonne aventure. Finalement, quelqu'un a remarqué que les pierres angulaires étaient mieux à même d'indiquer les directions réelles, ce qui a conduit à la création des premiers compas.

Les premiers compas ont été conçus sur une dalle carrée qui avait des marques pour les points cardinaux et les constellations. L'aiguille de pointage était un appareil en forme de cuillère en forme de cuillère avec une poignée qui pointait toujours vers le sud. Plus tard, des aiguilles aimantées ont été utilisées comme pointeurs de direction au lieu des pavillons en forme de cuillère. Ceux-ci sont apparus au VIIIe siècle de notre ère - à nouveau en Chine - et de 850 à 1050.

Boussoles comme aides à la navigation

Au 11e siècle, l'utilisation des boussoles comme dispositifs de navigation sur les navires est devenue courante. Les compas à aiguille aimantée peuvent être utilisés lorsqu'ils sont humides (dans l'eau), secs (sur un arbre pointu) ou suspendus (sur du fil de soie), ce qui en fait des outils précieux. Ils étaient principalement employés par des voyageurs, tels que les commerçants qui ont voyagé au Moyen-Orient et les premiers navigateurs cherchant à localiser le pôle Nord magnétique ou l'étoile polaire.

Le compas mène à l'électromagnétisme

En 1819, Hans Christian Oersted a rapporté que lorsqu'un courant électrique dans un fil était appliqué à une aiguille de boussole magnétique, l'aimant était affecté. C'est ce qu'on appelle l'électromagnétisme. En 1825, l'inventeur britannique William Sturgeon a montré la puissance de l'électro-aimant en soulevant neuf livres avec un morceau de fer de sept onces enveloppé de fils à travers lequel le courant d'une batterie monocellulaire a été envoyé.

Cet appareil a jeté les bases des communications électroniques à grande échelle, car il a conduit à l'invention du télégraphe. Il a également abouti à l'invention du moteur électrique.

Aimants de vache

L'utilisation d'aimants a continué d'évoluer au-delà de la première boussole. Le brevet américain n ° 3 005 458, délivré à Louis Paul Longo, est le premier brevet délivré pour ce qu'on appelle un "aimant à vache". Son objectif était la prévention des maladies du matériel chez les vaches. Si les vaches consomment des morceaux de ferraille, comme des clous, lors de leur alimentation, les corps étrangers peuvent endommager leur tube digestif. Les aimants de vache gardent les pièces métalliques confinées au premier estomac de la vache, plutôt que de voyager vers les derniers estomacs ou intestins, où les fragments peuvent causer le plus de dommages.