Τι είναι μια κινούμενη χρέωση;

Μια κινούμενη χρέωση είναι ένας άτυπος τρόπος αναφοράς σε ένα φορτισμένο αντικείμενο που αλλάζει τη θέση του σε σχέση με έναν συγκεκριμένο παρατηρητή.Οι μετακινούμενες χρεώσεις διαφέρουν σημαντικά από τα σταθερά, καθώς δημιουργούν μαγνητικά πεδία.Δεδομένου ότι ένα αντικείμενο μπορεί να κινείται σε σχέση με έναν παρατηρητή, ενώ παραμένει σταθερός σε σχέση με ένα άλλο, είναι δυνατό για διαφορετικούς παρατηρητές να μετρήσουν διαφορετικές τιμές για το ίδιο μαγνητικό πεδίο.Αυτή η παρατήρηση ήταν ένα κίνητρο που οδηγούσε τον Albert Einstein για να διαμορφώσει την ειδική θεωρία της σχετικότητας το 1905.

Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ένα κοινό παράδειγμα κινούμενης φόρτισης.Όταν ένα καλώδιο είναι συνδεδεμένο σε μια μπαταρία, το ηλεκτρικό πεδίο που διατηρείται από την μπαταρία προκαλεί φυσικά ηλεκτρόνια στο καλώδιο.Ενώ τα ηλεκτρόνια είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά φορτίου κατά μήκος των καλωδίων, τα μεγαλύτερα ιόντα μετακινούν τη φόρτιση μέσα στην μπαταρία.Τα αρνητικά ιόντα κινούνται από το θετικό τερματικό μιας μπαταρίας στο αρνητικό του τερματικό και τα θετικά ιόντα κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση.Με αυτόν τον τρόπο μια μπαταρία λειτουργεί σαν μια αντλία που ωθεί το ρεύμα γύρω από ένα κύκλωμα.

Η κίνηση των φορτίων στο κύκλωμα παράγει ένα μαγνητικό πεδίο.Αν και οι μαθητές συχνά δίνουν την εντύπωση ότι η ισχύς ενός ηλεκτρικού κυκλώματος έγκειται στην κίνηση των ηλεκτρονίων στο καλώδιο, η χρησιμότητα ενός κυκλώματος σε όλες τις πιο βασικές εφαρμογές βρίσκεται στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που παράγονται.Η σύγχρονη τεχνολογία χρησιμοποιεί αυτά τα πεδία με μυριάδες τρόπους, κυρίως για την τροφοδοσία των ηλεκτρομαγνητών κρίσιμων για τη λειτουργία των ηλεκτρικών κινητήρων.

Οι μετακινήσεις δεν είναι μόνο η αιτία των μαγνητικών πεδίων, αλλά επηρεάζονται επίσης από αυτά.Ένα μαγνητικό πεδίο προκαλεί μια κινούμενη φόρτιση στην καμπύλη και όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του, τόσο μεγαλύτερη δύναμη ασκεί το μαγνητικό πεδίο στο κινούμενο φορτίο.Με αυτόν τον τρόπο, το ρεύμα σε ένα κύκλωμα μπορεί να επηρεάσει το ρεύμα σε άλλο.Οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν αυτό το αποτέλεσμα, χρησιμοποιώντας το ρεύμα σε ένα καλώδιο για να δημιουργήσουν ένα διαφορετικό ρεύμα σε άλλο.Οι μονάδες ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν μια παραλλαγή αυτής της ιδέας για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Τα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια ασκούν δύναμη μεταξύ τους, οπότε η εργασία απαιτείται για να μετακινηθεί ένα σε σχέση με το άλλο ακόμη και ελλείψει μαγνητικών πεδίων.Η εργασία που απαιτείται για τη συναρμολόγηση μιας συλλογής φορτίων ισούται με την ηλεκτρική ενέργεια του συστήματος.Δύο θετικά φορτισμένα αντικείμενα απωθούν μεταξύ τους και η προσπάθεια που απαιτείται για να τα ωθήσει ο ένας προς τον άλλον μπορεί να εξομοιωθεί με την ενέργεια που απαιτείται για να συμπιέσει ένα ελατήριο.Μια μπαταρία μπορεί να γίνει ποιοτικά κατανοητή ως ένα ζευγάρι τέτοιων ελατηρίων και οι χημικές αντιδράσεις μέσα στην μπαταρία προκαλούν φορτία παρόμοιου σημείου για να συσσωρεύσουν και στα δύο άκρα.