Máy tính cường độ điện trường là gì?
Công cụ này tính độ lớn của điện trường do một điện tích điểm sinh ra tại một khoảng cách cho trước. Nó áp dụng định luật Coulomb ở dạng cường độ trường, \(E = kQ/r^{2}\), với kết quả được biểu diễn bằng newton trên coulomb (N/C) — đơn vị này có giá trị số trùng khớp với vôn trên mét (V/m). Đây là công thức vật lý phổ quát, đúng ở mọi nơi và không phụ thuộc vào quốc gia.
Cách sử dụng
Nhập điện tích nguồn Q theo đơn vị coulomb (dùng dạng số như 0,000001 để biểu diễn 1 µC) và khoảng cách r theo mét, tính từ điện tích đến điểm bạn muốn xét điện trường. Bấm nút tính để xem cường độ trường. Điện tích dương cho giá trị dương (trường hướng ra ngoài); điện tích âm cho giá trị âm, nghĩa là trường hướng về phía điện tích.
Giải thích công thức
Cường độ điện trường của một điện tích điểm giảm theo bình phương khoảng cách: $$E = \frac{kQ}{r^{2}}$$ Trong đó \(k \approx 8{,}9876 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^{2}/\text{C}^{2}\) là hằng số Coulomb, Q là điện tích tính bằng coulomb, còn r là khoảng cách tính bằng mét. Nếu tăng khoảng cách lên gấp đôi thì cường độ trường chỉ còn một phần tư giá trị ban đầu.
Ví dụ minh họa
Với điện tích \(Q = 1 \times 10^{-6}\ \text{C}\) (1 µC) ở khoảng cách \(r = 1\ \text{m}\): $$E = \frac{8{,}9876 \times 10^{9} \times 1 \times 10^{-6}}{1^{2}} \approx 8{.}987{,}55\ \text{N/C}$$ Khi \(r = 2\ \text{m}\), cường độ trường giảm xuống còn khoảng 2.246,89 N/C — chỉ bằng một phần tư so với ban đầu.
Câu hỏi thường gặp
Đơn vị của E là gì? Newton trên coulomb (N/C), tương đương với vôn trên mét (V/m).
Vì sao kết quả của tôi là số âm? Điện tích nguồn âm tạo ra điện trường hướng về phía điện tích; dấu âm cho biết chiều của trường dọc theo đường bán kính.
Có thể nhập khoảng cách bằng 0 không? Không — cường độ trường phân kỳ (tiến tới vô cực) khi \(r = 0\), nên máy tính trả về 0 để tránh phép chia cho 0. Hãy dùng một khoảng cách khác 0.
