Công cụ này dùng để làm gì
Công cụ này giúp bạn tính cường độ điện trường do một điện tích điểm tạo ra tại một khoảng cách cho trước. Điện trường mô tả lực mà một điện tích thử dương đơn vị sẽ chịu tại vị trí đó, được đo bằng newton trên coulomb (N/C) — đơn vị này tương đương với volt trên mét (V/m).
Cách sử dụng
Nhập điện tích nguồn Q theo coulomb (dùng giá trị khoa học như 0,000001 cho 1 microcoulomb, hoặc số âm cho điện tích âm) và khoảng cách r tính bằng mét, từ điện tích đến điểm bạn muốn khảo sát. Máy tính sẽ trả về độ lớn điện trường cùng với giá trị có dấu (dấu âm cho biết điện trường hướng về phía điện tích âm).
Giải thích công thức
Điện trường được tính theo công thức $$E = k \cdot \frac{Q}{r^{2}}$$ trong đó \(k \approx 8{,}988 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\) là hằng số Coulomb. Vì điện trường giảm theo bình phương khoảng cách nên khi tăng \(r\) lên gấp đôi, điện trường sẽ giảm chỉ còn một phần tư giá trị ban đầu. Điện trường hướng ra xa theo phương bán kính đối với điện tích dương, và hướng vào trong đối với điện tích âm.
Ví dụ minh họa
Với \(Q = 1\) microcoulomb (\(1 \times 10^{-6}\ \text{C}\)) tại \(r = 0{,}5\ \text{m}\): $$E = \frac{8{,}988 \times 10^{9} \times 1 \times 10^{-6}}{0{,}5^{2}} = \frac{8987{,}55}{0{,}25} \approx 35{.}950\ \text{N/C}$$ Độ lớn điện trường vào khoảng 35.950 N/C, hướng ra xa khỏi điện tích dương.
Câu hỏi thường gặp
Tôi nên dùng đơn vị nào? Điện tích tính bằng coulomb và khoảng cách tính bằng mét sẽ cho điện trường theo đơn vị N/C. Hãy quy đổi microcoulomb (\(\text{µC} = 10^{-6}\ \text{C}\)) và nanocoulomb (\(\text{nC} = 10^{-9}\ \text{C}\)) cho phù hợp.
Dấu của Q có quan trọng không? Có. Điện tích dương cho điện trường dương (hướng ra ngoài); điện tích âm cho điện trường âm (hướng vào trong). Độ lớn hiển thị không tính đến chiều.
Công cụ này áp dụng cho chân không phải không? Giá trị hằng số Coulomb mặc định được tính cho chân không hoặc không khí. Trong môi trường điện môi, bạn hãy chia kết quả cho hằng số điện môi tương đối.
