Fa'ata'ita'iga o se Fesili e Talanoaina i luga o se Uaea Fa'ata'amilomilo e Aveina le Tafe Eletise
Pendahuluan
O se uaea ua milo e feaveaʻi ai se eletise o se elemene taua tele i le tele o faʻaoga i le fisiki ma le inisinia eletise. O le malamalama i mataupu faavae ma faʻatusatusaga o fanua maneta e gaosia e lenei uaea e taua tele i le tele o vaega, mai le mamanuina o afi eletise i masini faʻalogo o fanua maneta. O lenei tusiga e suʻesuʻeina ai ni faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli ma a latou fofo e fesoasoani ai i le au faitau ia malamalama i mataupu faavae o se uaea ua milo e feaveaʻi ai se eletise.
Fanua Maneta e ala i se Uaea Ta'ai
Tulafono a Biot-Savart
O le tulafono a Biot-Savart e maua ai le faavae mo le fuafuaina o le fanua maneta o loo siomia ai se uaea e tafe mai ai le eletise. O le faatulagaga autu o le tulafono a Biot-Savart e faapea:
\[
d\mathbf{B} = \frac{\mu_0}{4\pi} \cdot \frac{I d\mathbf{l} \times \mathbf{\hat{r}}}{r^2}
\]
di mana:
– \( \mathbf{B} \) o le fanua maneta
– \( \mu_0 \) o le permeability o le vacuum (\( 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \))
– \( I \) o le tafega eletise
– o le \( d\mathbf{l} \) o se vaega laʻititi o le uaea
– \( \mathbf{\hat{r}} \) o se vektora iunite i le itu mai le elemene uaea i le nofoaga e matauina ai
– \( r \) o le mamao i le va o le uaea ma le nofoaga e mataʻituina ai
Uaea Tasi ua Ta'ai
O le fanua maneta i le ogatotonu o se uaea faataamilomilo ma le radius \( R \) ma le tafe \( I \) e faapea:
\[
B = \frac{\mu_0 I}{2R}
\]
Fa'ata'ita'iga Fesili 1
Fesili: Fuafua le fanua maneta i le ogatotonu o se uaea matasele e 10 cm le lautele o loʻo feaveaʻiina se eletise e 5 A.
Talanoaga:
Faaaoga le fua fa'atatau o le fanua maneta mo se matasele e tasi,
\[
B = \frac{\mu_0 I}{2R}
\]
O fea:
– \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \)
– \( I = 5 \ \text{A} \)
– \( R = 0.1 \ \text{m} \) (auā 10 cm = 0.1 m)
I le suiina o nei tau,
\[
B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \times 0.1}
\]
\[
B = \frac{20\pi \times 10^{-7}}{0.2}
\]
\[
B = 2\pi \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = 6.28 \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
O lea la, o le fanua maneta i le ogatotonu o le uaea e \( 6.28 \ \mu T \).
Fa'ata'ita'iga Fesili 2
Fesili: O se uaea eletise e 20 ona liliu ma le radius e 10 cm e feaveaʻi ai se eletise e 5 A. Faʻatatau le fanua maneta i le ogatotonu o le uaea eletise.
Talanoaga:
O le fanua maneta mo se koiloga o N liliu e faapea:
\[
B = \frac{\mu_0 NI}{2R}
\]
O fea:
– \( N = 20 \)
– \( I = 5 \ \text{A} \)
– \( R = 0.1 \ \text{m} \)
– \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \)
I le suiina o nei tau,
\[
B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 20 \times 5}{2 \times 0.1}
\]
\[
B = \frac{400\pi \times 10^{-7}}{0.2}
\]
\[
B = 20\pi \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = 62.8 \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
O lea la, o le fanua maneta i le ogatotonu o le uaea e \( 62.8 \ \mu T \).
Uaea li'o i se tulimanu patino
Afai e tipiina se uaea e feaveaʻi le eletise i se tulimanu, o le a maua ai e lena vaega o le matasele se fanua maneta ese. Mo se faʻataʻitaʻiga, mo se afa liʻo, o le fanua maneta e afa le fanua maneta atoa, e manaʻomia ai se faʻaopoopoga faʻaopoopo mo fofo faigata.
Fa'ata'ita'iga Fesili 3
Fesili: Fuafua le fanua maneta i le ogatotonu o se uaea lapotopoto e na'o le afa o le li'o (180 tikeri) e feliuliua'i, ma le radius e 10 cm ma le tafe o le eletise e 5 A.
Talanoaga:
Mo se afa li'o, o le fanua maneta i le ogatotonu o le afa lea o le fanua maneta atoa:
\[
B = \frac{1}{2} \cdot \frac{\mu_0 I}{2R}
\]
O fea:
– \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \ \text{H/m} \)
– \( I = 5 \ \text{A} \)
– \( R = 0.1 \ \text{m} \)
I le suiina o nei tau,
\[
B = \frac{1}{2} \cdot \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \times 0.1}
\]
\[
B = \frac{1}{2} \times 2\pi \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = \pi \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
\[
B = 3.14 \times 10^{-6} \ \text{T}
\]
O lea la, o le fanua maneta i le ogatotonu o le uaea afa li'o e \( 3.14 \ \mu T \).
Fa'ato'a
E ala i faʻataʻitaʻiga o loʻo i luga, e faʻamoemoe o le a malamalama atili le au faitau i le auala e fuafua ai le fanua maneta e gaosia e se uaea ua milo e feaveaʻi ai se eletise. O lenei malamalamaga e matua aoga lava i le tele o faʻaoga faʻatekonolosi ma suʻesuʻega faasaienisi, aemaise lava i vaega o le eletise ma le inisinia eletise.
