Fanua Eletise i Papa Tutusa
O le fanua eletise o se manatu faavae i le fisiki e faʻaalia ai le fegalegaleaiga i le va o mea e molia i le eletise. I le tele o faʻaoga faatino, aemaise lava i le inisinia ma le eletise, e masani ona tatou fetaiaʻi ma tulaga e mafua ai se fanua eletise e ala i papatusi tutusa e molia. O nei papatusi tutusa e tele a latou faʻaoga, mai capacitors ma masini faafomaʻi i meafaigaluega eletise eseese. O lenei tusiga o le a talanoaina loloto ai le fanua eletise i papatusi tutusa, mai le manatu faavae i ona faʻaoga faatino.
Manatu Fa'avae o le Fanua Eletise
I se tulaga lautele, o se fanua eletise e gaosia e se avega eletise ma e mafai ona faamatalaina o le malosiaga e oo i ai se avega lelei laitiiti pe a tuu i se tulaga faapitoa i le avanoa. O lenei aofaiga e faamatalaina e le vector fanua eletise E, lea e iai iunite o Newtons i le Coulomb (N/C) po o Volts i le mita (V/m).
Ina ia malamalama i le fanua eletise i totonu o ipu tutusa, o le a tatou amata i le tulafono a Coulomb, lea e taʻu mai ai o le malosi i le va o ni totogi e lua e tutusa tonu lava ma le tele o totogi ma e feteenai ma le sikuea o le mamao i le va o laʻua. Peitaʻi, i le tulaga o ipu tutusa, o loʻo tatou feagai ma le tufatufaina atu o totogi i luga o le fogaeleele, ae le o totogi i luga.
Papa Fa'atasi ua Utaina
Se'i mafaufau i ni papatusi fa'aeletoronika se lua ua tu'u fa'afesaga'i ma se mamao la'ititi d i le va. O le tasi papatusi e iai le totogi lelei o le +Q, ae o le isi papatusi e iai le totogi leaga o le -Q. O lenei tulaga e masani ona fa'aaogaina e fausia ai ni capacitors, o elemene autu ia i matagaluega eletise eseese.
A fa'atumuina ni ipu se lua, e fausia ai se fanua eletise i le va o la'ua. Ona o le tufatufaina o le avega i luga o le fogāeleele o ipu (pe afai e matua tele lava ipu pe a fa'atusatusa i le mamao i le va o la'ua), o le fanua eletise i le va o ipu e fai lava si tutusa ma e mafai ona manatu e tumau i se mamao patino mai le pito o ipu.
Fanua Eletise i le va o Papa Tutusa
E mafai ona fuafuaina le fanua eletise i le va o ni papatusi e lua ua tutusa le mamafa e ala i le faʻaaogaina o le tulafono a Gauss. O le tulafono a Gauss mo le eletise o loʻo taʻu mai ai o le aofaʻi o le eletise e tafe atu i totonu o se mea ua tapunia e tutusa lelei ma le aofaʻi o le mamafa o loʻo siomia e lena mea.
Mo papatusi tutusa, matou te filifilia se fogāeleele Gaussian fa'ata'amilomilo ma se 'au e fa'asaga sa'o i papatusi ma papatusi i pito uma e lua o le fa'ata'amilomilo. Ona o le tutusa o le fa'afitauli, o le fanua eletise E e fa'asaga sa'o i luga o papatusi ma e tumau i le va o papatusi.
O le tafega eletise i luga o le fogāeleele o se Gaussian cylinder e na'o pito e lua o le cylinder o lo'o i le va o papatusi e saofagā i ai. I le manatu o le lautele o le fogāeleele o papatusi o le A , tatou te maua ai:
\[ \Phi = E \cdot A – (-E \cdot A) = 2EA \]
E tusa ai ma le tulafono a Gauss:
\[ \Phi = \frac{Q_{\text{in}}}{\varepsilon_0} \]
O fea o le \( Q_{\text{charge}} \) o le aofaʻi atoa o le totogi i luga o papatusi ma le \(\varepsilon_0\) o le vacuum permittivity. Talu ai o le totogi i luga o le tasi papatusi o le \(+Q\),
\[ 2EA = \frac{Q}{\varepsilon_0} \]
O lea la, o le fanua eletise E i le va o papatusi e faapea:
\[ E = \frac{Q}{2A \cdot \varepsilon_0} \]
Ae ui i lea, talu ai o loʻo i ai se ipu e molia leaga e fesoasoani i le fanua, o le aofaʻi atoa o le fanua eletise e mafua mai ai e avea ma:
\[ E = \frac{Q}{A \cdot \varepsilon_0} \]
O lenei mea e faʻaalia ai o le fanua eletise i le va o papatusi tutusa e tutusa ma e faʻalagolago lava i le tele o le moliaga, le lautele o papatusi, ma le faʻatagaina o le vaeluaga i le va o papatusi.
Fa'aaogāina o le Fanua Eletise i luga o Papa Tutusa
Kapasitor
O capacitors o se tasi o faʻaoga masani o papatusi tutusa ua molia. O se capacitor e aofia ai papatusi faʻaeletise tutusa e lua e vaeluaina e se dielectric. E mafai e capacitors ona teuina le malosiaga eletise i le fanua eletise e gaosia i le va o papatusi. O le capacitance, C, o se capacitor e faʻamatalaina o le fua faatatau o le avega Q o loʻo teuina e papatusi i le voltage V i luga o papatusi:
\[ C = \frac{Q}{V} \]
Faatasi ai ma le fanua eletise i le va o papatusi:
\[ E = \frac{V}{d} \]
ma le sui i le gafatia:
\[ C = \varepsilon_0 \cdot \frac{A}{d} \]
Sensors o le Mamafa ma Microscopes Eletron
O le fanua eletise i luga o papatusi tutusa e faʻaaogaina foi i masini e iloa ai le mamafa o le eletise (capacitive pressure sensors), lea e mafai ona fuaina ai le suiga o le mamao i le va o papatusi ona o le mamafa e ala i suiga i le capacitance. I le microscopy eletise, o se fanua eletise tutusa i le va o papatusi tutusa e faʻaaogaina e faʻavavevave ma faʻatonutonu ai le tafe o eletise.
Fa'aaliga Fa'aeletoronika
E fa'aaogā e pupuni o le Fa'aaliga Tioata Vai (LCD) le fanua eletise i le va o papatusi tutusa e fa'atonutonu ai le fa'atulagaina o molela'au tioata vai, ma fa'atonutonuina ai le suiga o le malamalama ma maua ai se ata fa'aaliga.
I'uga
O le fanua eletise tutusa i le va o ni papatusi tutusa se lua e ofoina atu le tele o faʻamanuiaga i le tele o faʻaoga faʻatekonolosi. I tulaga faʻaleaʻoaʻoga ma faʻatinoga, o le malamalama i le fanua eletise i papatusi tutusa e faʻavaeina ai lo tatou malamalama i capacitors, sensors, ma isi masini eletise eseese. O le tafe faʻatonutonuina o le totogi e ala i le mamanu faʻaletino ma mataupu faʻavae faʻaletino e avea ai nei faiga ma elemene autu i le faʻafouga faʻatekonolosi mai aso anamua i aso nei.
O le suʻesuʻeina o meatotino ma faʻatusatusaga o fanua eletise i ipu tutusa, e le gata ina matou faʻamalosia ai faʻavae faʻateorē o le eletise ma le maneta, ae matou te tatalaina ai foʻi le faitotoʻa i faʻaoga fou e faʻafetaui ai atinaʻe faʻatekonolosi faʻavaomalo.
