Calculateur de la loi de Curie

Calculez la susceptibilité magnétique et l'aimantation d'un paramagnétique idéal à une température donnée.

Calculateur de susceptibilité magnétique
Saisissez la température absolue, la constante de Curie et le champ magnétique dans des unités SI cohérentes.

À propos de la loi de Curie

La loi de Curie décrit la réponse magnétique d'un matériau paramagnétique idéal. Elle énonce que la susceptibilité magnétique est égale à la constante de Curie du matériau divisée par la température absolue. Le modèle traduit une tendance physique essentielle : lorsque la température augmente, l'agitation thermique désordonne davantage les moments magnétiques et la susceptibilité diminue. À plus basse température, les moments s'alignent plus facilement avec le champ appliqué et la réponse augmente, à condition que le matériau reste dans le régime paramagnétique. Ce calculateur évalue d'abord la susceptibilité par C divisé par T. Il la multiplie ensuite par le champ magnétique H pour estimer l'aimantation M. Avec une susceptibilité volumique SI sans dimension et un champ en ampères par mètre, l'aimantation est donnée en ampères par mètre. La température doit être saisie en kelvins, car la relation inverse utilise une échelle thermodynamique absolue. Les valeurs en Celsius ne peuvent pas être substituées directement : convertissez-les en ajoutant 273.15. La constante de Curie regroupe des informations microscopiques, notamment la densité numérique et le moment magnétique effectif des particules magnétiques. Sa valeur et ses unités dépendent de l'expression de la susceptibilité par volume, masse ou mole, ainsi que du système d'unités électromagnétiques. Le calculateur adopte la convention simple de susceptibilité volumique SI sans dimension. Une constante provenant d'une source en unités cgs ou en susceptibilité molaire doit être convertie avant d'être utilisée de façon cohérente avec les champs affichés. La loi de Curie suppose des moments localisés indépendants et un champ assez faible pour une réponse linéaire. De nombreux matériaux réels présentent des interactions entre moments. La loi de Curie-Weiss les prend approximativement en compte en remplaçant la température par la température moins une température de Curie-Weiss ajustée. Près des transitions d'ordre magnétique, à très basse température ou dans des champs intenses proches de la saturation, la loi inverse simple peut être inexacte. Il peut aussi être nécessaire de retirer des mesures le fond diamagnétique et le paramagnétisme indépendant de la température. Utilisez le résultat pour explorer des tendances, vérifier des exercices ou estimer une réponse paramagnétique en champ faible. Pour une analyse en laboratoire, documentez la convention de susceptibilité, la définition du champ, la géométrie de l'échantillon, la correction démagnétisante et les conversions d'unités. Comparez calculs et mesures sur une plage de températures plutôt qu'en un seul point. Le calculateur indique à la fois la susceptibilité et l'aimantation afin de distinguer clairement la propriété du matériau de sa réponse prévue au champ saisi.

Exemples de la loi de Curie

Les exemples utilisent la convention idéale de susceptibilité volumique SI.

EntréesRésultatsInterprétation
T = 300 K, C = 1.5 K, H = 2,000 A/mχ = 0.005; M = 10 A/mUne faible réponse paramagnétique à température ambiante.
T = 100 K, C = 2.5 K, H = 400 A/mχ = 0.025; M = 10 A/mUne température plus basse augmente la susceptibilité.
T = 500 K, C = 1 K, H = 5,000 A/mχ = 0.002; M = 10 A/mUne température plus élevée réduit l'alignement par unité de champ.

Comment utiliser la loi de Curie

  1. Convertissez la température de l'échantillon en kelvins et saisissez-la.
  2. Saisissez une constante de Curie utilisant la même convention de susceptibilité.
  3. Saisissez le champ magnétique appliqué en ampères par mètre.
  4. Sélectionnez Appliquer la loi de Curie pour obtenir la susceptibilité et l'aimantation.

Questions fréquentes

Quelle est la formule de la loi de Curie ?

La susceptibilité magnétique est égale à la constante de Curie divisée par la température absolue. Dans un matériau linéaire, l'aimantation est ensuite la susceptibilité multipliée par le champ magnétique.

Pourquoi faut-il une température en kelvins ?

La loi de Curie dépend de la température absolue mesurée depuis le zéro thermodynamique. Utiliser directement les degrés Celsius donne un rapport inverse de température incorrect.

La loi s'applique-t-elle aux ferromagnétiques ?

La loi simple décrit les paramagnétiques idéaux et peut approcher certains matériaux bien au-dessus d'une transition d'ordre. Les moments en interaction sont souvent mieux décrits par la loi de Curie-Weiss.

La susceptibilité est-elle toujours sans dimension ?

La susceptibilité volumique SI est sans dimension, comme supposé ici. Les susceptibilités massique et molaire ont des unités et exigent une forme correspondante de la constante de Curie.

L'aimantation peut-elle rester linéaire quel que soit le champ ?

Non, la relation linéaire est une approximation de champ faible. Des champs intenses peuvent aligner de nombreux moments et conduire le matériau vers la saturation magnétique.