Wat is een bewegende lading?

Een bewegende lading is een informele manier om te verwijzen naar een geladen object dat zijn positie ten opzichte van een bepaalde waarnemer wijzigt.Bewegende ladingen verschillen aanzienlijk van stationaire, omdat ze magnetische velden genereren.Aangezien een object kan worden verplaatst ten opzichte van de ene waarnemer terwijl het stationair blijft ten opzichte van de andere, is het mogelijk voor verschillende waarnemers om verschillende waarden voor hetzelfde magnetische veld te meten.Deze observatie was een motivatie die Albert Einstein leidde om zijn speciale relativiteitstheorie in 1905 te formuleren.

Elektrische stroom is een veel voorkomend voorbeeld van bewegende lading.Wanneer een draad is aangesloten op een batterij, zorgt het elektrische veld dat door de batterij wordt gehandhaafd, ervoor zorgt dat elektronen in de draad bewegen.Terwijl elektronen verantwoordelijk zijn voor het dragen van lading langs de draden, verplaatsen grotere ionen lading in de batterij.Negatieve ionen gaan van de positieve terminal van een batterij naar zijn negatieve terminal en positieve ionen bewegen in de tegenovergestelde richting.Op deze manier werkt een batterij als een pomp die stroom rond een circuit duwt.

De beweging van ladingen in het circuit genereert een magnetisch veld.Hoewel schoolkinderen vaak de indruk krijgen dat het vermogen van een elektrisch circuit ligt in de beweging van de elektronen in de draad, wordt het nut van een circuit in alle behalve de meest basale toepassingen gevonden in de geproduceerde elektromagnetische velden.Moderne technologie maakt gebruik van deze velden op talloze manieren, met name om elektromagneten van cruciaal belang voor de werking van elektrische motoren te voeden.

Bewegende ladingen zijn niet alleen de oorzaak van magnetische velden, maar ze worden er ook door beïnvloed.Een magnetisch veld zorgt ervoor dat een bewegende lading kromt en hoe groter zijn snelheid, hoe meer kracht het magnetische veld uitoefent op de bewegende lading.Op deze manier kan stroom in het ene circuit de stroom in het andere beïnvloeden.Transformers gebruiken dit effect en gebruiken de stroom in de ene draad om een andere stroom in een andere te genereren.Elektrische energiecentrales gebruiken een variatie van dit idee om elektriciteit te genereren.

Elektrisch geladen deeltjes oefenen kracht op elkaar uit, dus werk is vereist om de een ten opzichte van de andere te verplaatsen, zelfs in afwezigheid van magnetische velden.Het werk dat nodig is om een verzameling ladingen samen te stellen is gelijk aan de elektrische energie van het systeem.Twee positief geladen objecten afstoten elkaar, en de inspanning die nodig is om ze naar elkaar toe te duwen, kan worden vergeleken met de energie die nodig is om een veer te comprimeren.Een batterij kan kwalitatief worden begrepen als een paar van dergelijke veren, en chemische reacties in de batterij veroorzaken ladingen van een soortgelijk teken aan beide uiteinden.