Bewegende elektrische Ladung ist die Grundlage vieler Phänomene, die in der Natur vorkommen. Beispielsweise "bombardieren" viele hochenergetisch aufgeladene Teilchen ständig unsere Erde.
Zwischen der Erde und dem Universum
Die meisten von ihnen stammen ausserhalb des Sonnensystems in Form von Protonen und etwa 14% in Form von Teilchen. Höchstwahrscheinlich werden die Ladungen innerhalb der Galaxie gebildet und werden daher als galaktische Strahlen bezeichnet. Wir kennen auch die Sonnenstrahlen, die aus Protonen bestehen. Die Auswirkungen sind besonders stark, wenn Störungen auf der Sonnenoberfläche auftreten.
Wenn sie sich der Erde nähern, treten die Ladungen in ihr Magnetfeld ein. Wenn die bewegte elektrische Ladung wenig Energie hat, wird das Teilchen abgelenkt und erreicht die Erde nicht. Aber hochenergetisch aufgeladene Teilchen können die Oberfläche erreichen. Gleichzeitig scheinen sie sich um die magnetischen Kraftlinien zu winden.
Es gibt erdnahe Zonen, in denen sich geladene Teilchen besonders stark ansammeln. Sie werden Strahlungsgürtel genannt und sindeine Art "Fallen", in denen die Ladungen vom Feld eingefangen werden.
Das Erdmagnetfeld hält die meisten Elektronen und Protonen fest, da sie in der Atmosphäre mit den Atomkernen atmosphärischer Gase kollidieren. Kernreaktionen finden statt und Neutronen werden emittiert, die keine Ladung haben. Daher wirkt das Magnetfeld nicht auf sie.
Neutronen bewegen sich in eine Zone geringerer Intensität und zerfallen dann in Elektronen, Protonen und Neutrinos, die (mit Ausnahme von Neutrinos) wieder vom Magnetfeld eingefangen werden. Schließlich bilden sich Strahlungsgürtel. Das Neutrino fliegt weg, da es keine bewegte elektrische Ladung hat.
Naturphänomene
Jeder hat von einem Naturphänomen wie dem Nordlicht gehört und einige haben es gesehen. Am häufigsten kann es in den hohen Breiten des Nordens beobachtet werden. Seltener erscheint es im Süden. Das Licht wird hier durch Sonnenprotonen erzeugt, die das Magnetfeld durchdringen.
Die Atmosphäre auf der Höhe ihres Clusters ist sehr verdünnt. Aber auch hier gibt es Sauerstoff und Stickstoff, mit denen ein Glühen kollidiert. Diese Phänomene treten kontinuierlich auf, sind aber bei weitem nicht immer für das menschliche Auge wahrnehmbar. Wenn die Sonne jedoch Störungen erfährt, ermöglicht die erhöhte Anzahl von Protonen den Menschen, einen äußerst schönen Anblick am Himmel zu beobachten.
Ein weiteres bekanntes Naturphänomen, das eine sich bewegende elektrische Ladung enthält, ist der Blitz. In ihnen treten gew altige elektrische Entladungen in Form von Funken auf. Blitze treten zwischen Wolken in der Atmosphäre oder zwischen Wolken und dem Boden auf. Ihre Länge erreicht manchmal mehrere Kilometer, während der Durchmesser nur wenige zehn Zentimeter beträgt und die Dauer nicht einmal eine Sekunde erreicht. Blitze erscheinen fast immer mit Donner. Meistens haben sie eine lineare Form, aber manchmal haben sie die Form von Kugeln. Letztere sind besonders von mystischen Geschichten umgeben.
Aktuell
Sich bewegende elektrische Ladung wird als elektrischer Strom bezeichnet, der für das praktische Leben der Menschen von Interesse ist. Mit seiner Hilfe funktionieren Elektromotoren, Fernseher, Radio, Computer und viele andere Geräte. Welcher Bereich menschlicher Aktivität auch immer berührt wird, die durch elektrische Ladungen verursachten Auswirkungen sind überall.
Die Entstehung von Strom und seine Beziehung zu magnetischen und elektrischen Feldern ist mit dem Namen Faraday verbunden, der die Theorie formulierte, dass elektrische Ladungen nicht direkt aufeinander einwirken. Jeder von ihnen erzeugt um sich herum ein elektrisches Feld. Mit ihrer Hilfe findet Interaktion statt.
Elektrisches Feld einer bewegten Ladung
Die Hauptgröße, die in einem elektrischen Feld wirkt, ist die Kraft, die auf eine positive Ladung ausgeübt wird. Sie wird als Stärke des elektrischen Feldes bezeichnet.
Der Einfachheit halber wird jedes Feld im Raum als Kraftlinie dargestellt, deren Tangenten ihre Richtung anzeigen. Sie können in jeder viskosen Flüssigkeit gesehen werden, wenn sie mit einem länglichen Dielektrikum gemischt werden. In der Nähe eines Körpers mit einer Ladung reihen sich Stücke des Dielektrikums in einer Reihe entlang der KraftZeilen.
Elektrisches Feld kann potentiell sein. Darin hängt die Kraftarbeit nicht von der Form des Pfades ab, wenn die Ladung an verschiedene Punkte bewegt wird. Somit bestimmt die Position zweier Punkte in diesem Feld die Arbeit der Ladung zwischen ihnen (was die Spannung ist).
Einige weitere interessante Funktionen
Elektrischer Strom kann nur in Gegenwart eines elektrischen Feldes entstehen. Alle Stoffe sind, abhängig von ihrer Fähigkeit, in sich einen Strom aufrechtzuerh alten, Leiter und Isolatoren. Erstere haben viele kostenlose Gebühren, sodass sie sich leicht bewegen können. Isolatoren haben sie nicht.
In Magnetfeldern haben Kraftlinien im Gegensatz zu elektrischen Feldern weder Anfang noch Ende. Bei einem geraden Leiter sind sie beispielsweise ein Kreis.
Interessant ist außerdem, dass die elektrische Ladung, die sich in einem stationären Zustand befindet, in einem Magnetfeld keine Wirkung hat. Es tritt nur bei bewegter Ladung auf.
