Vad är en rörlig avgift?

En rörlig laddning är ett informellt sätt att hänvisa till ett laddat objekt som ändrar sin position relativt en viss observatör.Att flytta laddningar skiljer sig markant från stationära genom att de genererar magnetfält.Eftersom ett objekt kan vara rörande relativt en observatör samtidigt som den förblir stationär relativt en annan, är det möjligt för olika observatörer att mäta olika värden för samma magnetfält.Denna observation var en motivation som ledde Albert Einstein att formulera sin speciella relativitetsteori 1905.

Elektrisk ström är ett vanligt exempel på rörlig laddning.När en tråd är ansluten till ett batteri, orsakar det elektriska fältet som batteriet naturligtvis elektroner i tråden rör sig.Medan elektroner är ansvariga för att bära laddning längs ledningarna, flyttar större joner laddning inuti batteriet.Negativa joner rör sig från den positiva terminalen på ett batteri till dess negativa terminal, och positiva joner rör sig i motsatt riktning.På detta sätt fungerar ett batteri som en pump som trycker ström runt en krets.

Rörelsen av laddningar i kretsen genererar ett magnetfält.Även om skolbarn ofta får intrycket att kraften i en elektrisk krets ligger i rörelsen hos elektronerna i tråden, finns användbarheten av en krets i alla utom de mest grundläggande applikationerna i de elektromagnetiska fälten som produceras.Modern teknik använder dessa fält på otaliga sätt, särskilt för att driva elektromagneter som är kritiska för driften av elmotorer.

Flytta laddningar är inte bara orsaken till magnetfält utan de påverkas också av dem.Ett magnetfält orsakar en rörlig laddning för att kurva och ju större dess hastighet, desto mer kraft utövar magnetfältet på den rörliga laddningen.På detta sätt kan ström i en krets påverka strömmen i en annan.Transformatorer använder denna effekt och använder strömmen i en tråd för att generera en annan ström i en annan.Elektriska kraftverk använder en variation av denna idé för att generera elektricitet.

Elektriskt laddade partiklar utövar kraft på varandra, så arbetet krävs för att flytta en relativt en annan även i frånvaro av magnetfält.Det arbete som krävs för att montera en samling avgifter är lika med systemets elektriska energi.Två positivt laddade föremål avvisar varandra, och ansträngningen som krävs för att pressa dem mot varandra kan liknas med den energi som krävs för att komprimera en vår.Ett batteri kan förstås kvalitativt som ett par sådana fjädrar, och kemiska reaktioner inuti batteriet orsakar avgifter av liknande skylt att gå upp i båda ändarna.