Liikkuva sähkövaraus on perusta monille luonnossa tapahtuville ilmiöille. Esimerkiksi monet suurella energialla ladatut hiukkaset "pommittavat" maapalloamme jatkuvasti.
Maan ja universumin välissä
Suurin osa niistä on peräisin aurinkokunnan ulkopuolelta protoneina ja noin 14 % - hiukkasina. Todennäköisimmin varaukset muodostuvat galaksissa, ja siksi niitä kutsutaan galaktisiksi säteiksi. Tunnemme hyvin myös auringon säteet, jotka koostuvat protoneista. Vaikutus on erityisen voimakas, kun Auringon pinnalla esiintyy häiriöitä.
Kun he lähestyvät Maata, varaukset tulevat sen magneettikenttään. Jos liikkuvassa sähkövarauksessa on vähän energiaa, hiukkanen taipuu eikä saavuta Maata. Mutta suurella energialla ladatut hiukkaset voivat saavuttaa pinnan. Samaan aikaan ne näyttävät kiertävän magneettisia voimalinjoja.
Maan lähellä on vyöhykkeitä, joille varautuneita hiukkasia kerääntyy erityisen suuria määriä. Niitä kutsutaan säteilyvyöksi ja ovateräänlaisia "ansaa", joissa kenttä vangitsee panokset.
Geomagneettikentässä on suurin osa elektroneista ja protoneista, koska ne törmäävät ilmakehässä ilmakehän kaasujen atomiytimiin. Ydinreaktioita tapahtuu ja vapautuu neutroneja, joilla ei ole varausta. Siksi magneettikenttä ei vaikuta niihin.
Neutronit siirtyvät alhaisemman intensiteetin vyöhykkeelle ja hajoavat sitten elektroneiksi, protoneiksi ja neutriinoiksi, jotka (neutriinoja lukuun ottamatta) taas vangitaan magneettikentällä. Lopulta muodostuu säteilyvöitä. Neutriino lentää pois, koska sillä ei ole liikkuvaa sähkövarausta.
Luonnonilmiöt
Kaikki ovat kuulleet ja jotkut ovat nähneet sellaisen luonnonilmiön kuin aurora borealis. Useimmiten sitä voidaan havaita pohjoisen korkeilla leveysasteilla. Harvemmin se näkyy etelässä. Valo syntyy tässä magneettikentässä tunkeutuvista auringon protoneista.
Heidän klusterin huipulla ilmapiiri on hyvin harvinainen. Mutta jopa täällä on happea ja typpeä, joiden kanssa törmäävät hehku. Näitä ilmiöitä esiintyy jatkuvasti, mutta ne eivät ole läheskään aina havaittavissa ihmisen näkökyvylle. Kuitenkin, kun aurinko kokee häiriöitä, lisääntynyt protonien määrä antaa ihmisille mahdollisuuden nähdä erittäin kaunis näky taivaalla.
Toinen tunnettu luonnonilmiö, joka sisältää liikkuvan sähkövarauksen, on salama. Niissä tapahtuu v altavia sähköpurkauksia kipinöiden muodossa. Salama tapahtuu ilmakehän pilvien välissä tai pilvien ja maan välissä. Niiden pituus on joskus useita kilometrejä, kun taas halkaisija on vain muutama kymmenen senttimetriä, eikä kesto yletä sekuntiakaan. Salama esiintyy lähes aina ukkosen kanssa. Useimmiten niillä on lineaarinen muoto, mutta joskus ne ovat pallojen muodossa. Viimeksi mainitut ovat erityisen mystisten tarinoiden ympäröimiä.
Nykyinen
Liikkuvaa sähkövarausta kutsutaan sähkövirraksi, joka kiinnostaa ihmisten käytännön elämää. Sen avulla toimivat sähkömoottorit, televisio, radio, tietokoneet ja monet muut laitteet. Mitä tahansa ihmisen toiminnan aluetta kosketetaankin, sähkövarausten aiheuttamat vaikutukset ovat kaikkialla.
Virran syntyminen ja sen suhde magneetti- ja sähkökenttiin liittyy Faradayn nimeen, joka muotoili teorian, jonka mukaan sähkövaraukset eivät vaikuta toisiinsa suoraan. Jokainen niistä luo sähkökentän ympärilleen. Sen avulla tapahtuu vuorovaikutusta.
Liikkuvan varauksen sähkökenttä
Sähkökentässä vaikuttava pääsuure on voima, joka kohdistuu positiiviseen varaukseen. Sitä kutsutaan sähkökentän vahvuudeksi.
Mukavuussyistä mikä tahansa kenttä avaruudessa on kuvattu voimalinjoina, joiden tangentit osoittavat sen suunnan. Ne voidaan nähdä missä tahansa viskoosissa nesteessä, kun niitä sekoitetaan pitkänomaisen dielektrisen aineen kanssa. Varauksen sisältävän kappaleen lähellä eristekappaleet asettuvat riviin voimaa pitkinriviä.
Sähkökenttä voi olla potentiaalinen. Siinä voimien työ ei riipu polun muodosta siirrettäessä varausta eri pisteisiin. Siten kahden pisteen sijainti tässä kentässä määrää niiden välisen varauksen työn (joka on jännite).
Joitakin mielenkiintoisempia ominaisuuksia
Sähkövirta voi ilmaantua vain sähkökentän läsnä ollessa. Kaikki aineet, riippuen niiden kyvystä ylläpitää virtaa itsessään, ovat johtimia ja eristeitä. Edellisessä on paljon ilmaisia maksuja, joten ne liikkuvat helposti. Eristeillä ei ole niitä.
Magneettisissa kentissä, toisin kuin sähkökentissä, voimalinjoilla ei ole alkua eikä loppua. Esimerkiksi suorassa johtimessa ne ovat ympyrä.
Lisäksi on mielenkiintoista, että sähkövarauksella, joka on paikallaan, magneettikentässä, ei ole vaikutusta. Se tapahtuu vain liikkuvalla varauksella.
