Qué hace esta calculadora
Esta herramienta calcula la magnitud del campo eléctrico que genera una sola carga puntual a una distancia determinada. El campo eléctrico describe la fuerza que experimentaría, por unidad de carga, una carga de prueba positiva en reposo situada en ese punto. Se trata de una relación física universal: es válida en cualquier lugar y no depende de las normas de ningún país.
Cómo usarla
Introduce la carga fuente q en culombios (C) y la distancia r hasta la carga en metros (m). Las cargas pequeñas suelen expresarse en microculombios (1 µC = 0,000001 C) o nanoculombios (1 nC = 0,000000001 C), así que conviértelas antes de introducir el valor. La calculadora devuelve la magnitud del campo en newtons por culombio (N/C), unidad idéntica a los voltios por metro (V/m).
La fórmula explicada
La ecuación que rige el cálculo es $$E = k \cdot \frac{\left|\text{Carga } q\right|}{\text{Distancia } r^{2}}$$ donde \(k\) es la constante de Coulomb, de aproximadamente \(8{,}9875 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^{2}/\text{C}^{2}\). El campo decrece con el cuadrado de la distancia: al duplicar \(r\), el campo se reduce a la cuarta parte. Usamos el valor absoluto de \(q\) para que el resultado sea una magnitud; el campo apunta hacia afuera en una carga positiva y hacia adentro en una negativa.
Ejemplo resuelto
Supongamos que \(q = 1\ \mu\text{C} = 1 \times 10^{-6}\ \text{C}\) a una distancia \(r = 0{,}5\ \text{m}\). Entonces $$E = \frac{8{,}9875 \times 10^{9} \times 1 \times 10^{-6}}{0{,}5^{2}} = \frac{8987{,}55}{0{,}25} \approx 35\,950\ \text{N/C}.$$ Es decir, una pequeña carga de \(+1\ \mu\text{C}\) genera un campo de unos 36 kN/C a medio metro de distancia.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las unidades del campo eléctrico? Newtons por culombio (N/C), equivalentes a voltios por metro (V/m).
¿Importa el signo de la carga? El signo determina la dirección (hacia la carga o alejándose de ella). Esta calculadora indica la magnitud usando \(|q|\).
¿Por qué el campo no está definido en \(r = 0\)? Al dividir entre \(r^{2}\), el valor se dispara a medida que \(r\) se acerca a cero; una carga puntual ideal tiene un campo infinito en su propia posición, por lo que \(r\) debe ser mayor que cero.
