Что вычисляет этот калькулятор
Этот инструмент рассчитывает напряжённость электрического поля, создаваемого одиночным точечным зарядом на заданном расстоянии. Напряжённость поля показывает, с какой силой действовало бы поле на единичный положительный пробный заряд в данной точке. Она измеряется в ньютонах на кулон (Н/Кл), что эквивалентно вольтам на метр (В/м).
Как пользоваться калькулятором
Введите заряд-источник Q в кулонах (используйте малые значения, например 0,000001 для 1 микрокулона, или число со знаком минус для отрицательного заряда) и расстояние r в метрах от заряда до интересующей вас точки. Калькулятор выдаёт модуль напряжённости и значение со знаком (знак минус означает, что поле направлено к отрицательному заряду).
Разбор формулы
Поле рассчитывается по формуле $$E = k \cdot \frac{\text{Charge } Q}{\text{Distance } r^{2}}$$ где \(k \approx 8{,}988 \times 10^{9}\ \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2\) — постоянная Кулона. Поскольку напряжённость убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, при увеличении \(r\) вдвое поле уменьшается в четыре раза. Для положительного заряда силовые линии направлены радиально наружу, для отрицательного — радиально внутрь, к заряду.
Пример расчёта
Пусть \(Q = 1\) микрокулон (\(1 \times 10^{-6}\ \text{Кл}\)), а \(r = 0{,}5\ \text{м}\): $$E = \frac{8{,}988 \times 10^{9} \times 1 \times 10^{-6}}{0{,}5^{2}} = \frac{8987{,}55}{0{,}25} \approx 35\,950\ \text{Н/Кл}$$ Таким образом, модуль напряжённости составляет около 35 950 Н/Кл, и поле направлено от положительного заряда.
Частые вопросы
Какие единицы измерения использовать? Если заряд задан в кулонах, а расстояние — в метрах, то напряжённость получится в Н/Кл. Микрокулоны (мкКл = \(10^{-6}\) Кл) и нанокулоны (нКл = \(10^{-9}\) Кл) предварительно переведите в кулоны.
Важен ли знак заряда Q? Да. Положительный заряд создаёт положительное поле (направленное наружу), отрицательный — отрицательное (направленное внутрь). Указанный модуль не учитывает направление.
Расчёт ведётся для вакуума? По умолчанию постоянная Кулона соответствует вакууму или воздуху. В диэлектрической среде разделите полученный результат на относительную диэлектрическую проницаемость.
