Pokretni električni naboj je osnova mnogih fenomena koji se javljaju u prirodi. Na primjer, mnoge čestice nabijene visokom energijom neprestano "bombardiraju" našu Zemlju.
Između Zemlje i Univerzuma
Većina njih potiče izvan Sunčevog sistema u obliku protona, a negdje oko 14% - u obliku čestica. Najvjerovatnije se naelektrisanja formiraju unutar Galaksije i stoga se nazivaju galaktičkim zracima. Dobro poznajemo i sunčeve zrake, koje se sastoje od protona. Udar je posebno jak kada se pojave poremećaji na površini Sunca.
Kako se približavaju Zemlji, naboji ulaze u njeno magnetno polje. Ako pokretni električni naboj ima malu energiju, čestica se odbija i ne stiže do Zemlje. Ali čestice nabijene velikom energijom mogu doći do površine. U isto vrijeme, čini se da se vijugaju oko magnetnih linija sile.
Postoje zone u blizini Zemlje u kojima se nabijene čestice akumuliraju u posebno velikim količinama. Zovu se radijacijski pojasevi i jesuvrsta "zamki" gdje se naboji hvataju u polje.
Geomagnetno polje drži većinu elektrona i protona zbog činjenice da se u atmosferi sudaraju sa atomskim jezgrima atmosferskih gasova. Dolaze do nuklearnih reakcija i emituju se neutroni koji nemaju naboj. Stoga magnetno polje ne djeluje na njih.
Neutroni se kreću u zonu nižeg intenziteta, a zatim se raspadaju na elektrone, protone i neutrine, koje (sa izuzetkom neutrina) ponovo hvata magnetno polje. Na kraju se formiraju radijacijski pojasevi. Neutrino odleti, pošto nema pokretni električni naboj.
Prirodni fenomeni
Svi su čuli, a neki su i vidjeli takav prirodni fenomen kao što je aurora borealis. Najčešće se može primijetiti na visokim geografskim širinama sjevera. Rjeđe se pojavljuje na jugu. Svjetlost ovdje generiraju solarni protoni koji prodiru u magnetsko polje.
Atmosfera na visini njihovog klastera je veoma razrijeđena. Ali čak i ovdje postoje kisik i dušik, sudarajući se s kojima se dobiva sjaj. Ove pojave se javljaju kontinuirano, ali daleko od toga da su uvijek vidljive ljudskom vidu. Međutim, kada Sunce doživi smetnje, povećani broj protona će omogućiti ljudima da posmatraju izuzetno lep prizor na nebu.
Još jedan dobro poznati prirodni fenomen koji sadrži pokretni električni naboj je munja. U njima se javljaju ogromna električna pražnjenja u obliku varnica. Munje se javljaju između oblaka u atmosferi ili između oblaka i tla. Njihova dužina ponekad doseže nekoliko kilometara, dok je promjer samo nekoliko desetina centimetara, a trajanje ne doseže ni sekundu. Munja se skoro uvek pojavljuje sa grmljavinom. Najčešće su linearnog oblika, ali ponekad su u obliku loptica. Potonji su posebno okruženi mističnim pričama.
Trenutno
Pokretni električni naboj naziva se električna struja, koja je od interesa za praktični život ljudi. Uz njegovu pomoć rade elektromotori, televizija, radio, kompjuteri i mnogi drugi uređaji. Koje god područje ljudske aktivnosti se dotakne, efekti uzrokovani električnim nabojem su posvuda.
Pojava struje i njen odnos sa magnetnim i električnim poljima povezuje se sa imenom Faradaya, koji je formulisao teoriju da električni naboji ne deluju direktno jedno na drugo. Svaki od njih stvara električno polje oko sebe. Uz pomoć njega dolazi do interakcije.
Električno polje pokretnog naboja
Glavna veličina koja djeluje u električnom polju je sila koja se primjenjuje na pozitivan naboj. Zove se jačina električnog polja.
Radi praktičnosti, svako polje u prostoru je prikazano kao linije sile, čije tangente pokazuju njegov smjer. Mogu se vidjeti u bilo kojoj viskoznoj tekućini kada se pomiješaju s izduženim dielektrikom. U blizini tijela sa nabojem, komadi dielektrika se nižu u nizu duž silelinije.
Električno polje može biti potencijalno. U njemu rad sila ne ovisi o obliku putanje pri pomicanju naboja u različite točke. Dakle, položaj dve tačke u ovom polju određuje rad naelektrisanja između njih (a to je napon).
Još neke zanimljive karakteristike
Električna struja se može pojaviti samo u prisustvu električnog polja. Sve tvari, ovisno o njihovoj sposobnosti da održavaju struju u sebi, su provodnici i izolatori. Prvi imaju mnogo besplatnih punjenja, tako da se lako kreću. Izolatori ih nemaju.
U magnetnim poljima, za razliku od električnih, linije sile nemaju ni početak ni kraj. Na primjer, u ravnom provodniku oni su krug.
Osim toga, zanimljivo je da električni naboj, koji je u stacionarnom stanju, u magnetnom polju nema efekta. Javlja se samo sa pokretnim nabojem.
