הנעת מטען חשמלי הוא הבסיס לתופעות רבות המתרחשות בטבע. לדוגמה, חלקיקים רבים הטעונים באנרגיה גבוהה "מפציצים" ללא הרף את כדור הארץ שלנו.
בין כדור הארץ ליקום
רובם מקורם מחוץ למערכת השמש בצורה של פרוטונים, ואיפשהו בסביבות 14% - בצורה של חלקיקים. ככל הנראה, המטענים נוצרים בתוך הגלקסיה ולכן נקראים קרניים גלקטיות. אנחנו גם מכירים היטב את קרני השמש, המורכבות מפרוטונים. הפגיעה חזקה במיוחד כאשר מתרחשות הפרעות על פני השמש.
כשהם מתקרבים לכדור הארץ, המטענים נכנסים לשדה המגנטי שלו. אם למטען החשמלי הנע יש מעט אנרגיה, החלקיק מוסט ואינו מגיע לכדור הארץ. אבל חלקיקים טעונים באנרגיה גבוהה מסוגלים להגיע לפני השטח. במקביל, נראה שהם מתפתלים סביב קווי הכוח המגנטיים.
ישנם אזורים ליד כדור הארץ שבהם מצטברים חלקיקים טעונים בכמויות גדולות במיוחד. הם נקראים חגורות קרינה והםסוג של "מלכודות" שבהן המטענים נתפסים על ידי השדה.
השדה הגאומגנטי מכיל את רוב האלקטרונים והפרוטונים בשל העובדה שבאטמוספירה הם מתנגשים עם גרעיני האטום של גזים אטמוספריים. מתרחשות תגובות גרעיניות ונפלטים נויטרונים שאין להם מטען. לכן, השדה המגנטי אינו פועל עליהם.
ניוטרונים נעים לאזור בעל עוצמה נמוכה יותר, ואז מתפרקים לאלקטרונים, פרוטונים וניטרינו, אשר (למעט ניטרינו) שוב נתפסים על ידי השדה המגנטי. בסופו של דבר נוצרות חגורות קרינה. הנייטרינו עף משם, מכיוון שאין לו מטען חשמלי נע.
תופעות טבע
כולם שמעו וחלקם ראו תופעה טבעית כמו זוהר הקוטב. לרוב ניתן לראות אותו בקווי הרוחב הגבוהים של הצפון. לעתים רחוקות יותר הוא מופיע בדרום. האור כאן נוצר על ידי פרוטונים סולאריים החודרים לשדה המגנטי.
האווירה בשיא האשכול שלהם נדירה מאוד. אבל גם כאן יש חמצן וחנקן, שמתנגשים בהם מתקבל זוהר. תופעות אלו מתרחשות ברציפות, אך רחוקות מלהיות מורגשות תמיד לראייה האנושית. עם זאת, כאשר השמש חווה הפרעות, מספר הפרוטונים המוגדל יאפשר לאנשים לצפות במראה יפה במיוחד בשמיים.
תופעת טבע ידועה נוספת המכילה מטען חשמלי נע היא ברק. מתרחשות בהם פריקות חשמליות ענקיות בצורת ניצוצות. ברק מתרחש בין עננים באטמוספירה או בין עננים לקרקע.אורכם מגיע לעיתים למספר קילומטרים, בעוד הקוטר הוא עשרות סנטימטרים בודדים בלבד ומשך הזמן אינו מגיע אפילו לשניה. ברק כמעט תמיד מופיע עם רעמים. לרוב יש להם צורה לינארית, אבל לפעמים הם בצורת כדורים. האחרונים מוקפים במיוחד בסיפורים מיסטיים.
Current
הזזת מטען חשמלי נקרא זרם חשמלי, המעניין את החיים המעשיים של אנשים. בעזרתו פועלים מנועים חשמליים, טלוויזיה, רדיו, מחשבים ועוד הרבה מכשירים. בכל אזור של פעילות אנושית בו נוגעים, ההשפעות הנגרמות ממטענים חשמליים נמצאות בכל מקום.
הופעת הזרם והקשר שלו עם שדות מגנטיים וחשמליים קשורה בשמו של פאראדיי, שניסח את התיאוריה המכריזה שמטענים חשמליים אינם פועלים זה על זה ישירות. כל אחד מהם יוצר סביב עצמו שדה חשמלי. בעזרתו מתרחשת אינטראקציה.
שדה חשמלי של מטען נע
הכמות העיקרית הפועלת בשדה חשמלי היא הכוח המופעל על מטען חיובי. זה נקרא עוצמת השדה החשמלי.
לנוחות, כל שדה במרחב מתואר כקווי כוח, שהמשיקים שלהם מראים את כיוונו. ניתן לראות אותם בכל נוזל צמיג כאשר מערבבים אותם עם דיאלקטרי מוארך. ליד גוף עם מטען, חתיכות דיאלקטרי מסתדרות בשורה לאורך הכוחקווים.
שדה חשמלי יכול להיות פוטנציאלי. בו, עבודת הכוחות אינה תלויה בצורת השביל בעת הזזת המטען לנקודות שונות. לפיכך, המיקום של שתי נקודות בשדה זה קובע את עבודת המטען ביניהן (שהוא המתח).
עוד כמה תכונות מעניינות
זרם חשמלי יכול להופיע רק בנוכחות שדה חשמלי. כל החומרים, בהתאם ליכולתם לשמור על זרם בעצמם, הם מוליכים ומבודדים. לראשונים יש הרבה חיובים בחינם, כך שהם זזים בקלות. למבודדים אין אותם.
בשדות מגנטיים, בניגוד לשדות חשמליים, לקווי כוח אין לא התחלה ולא סוף. לדוגמה, במוליך ישר הם מעגל.
בנוסף, מעניין שלמטען החשמלי, שנמצא במצב נייח, בשדה מגנטי אין השפעה. זה מתרחש רק עם מטען נע.
