Công cụ này dùng để làm gì
Công cụ này tính độ lớn của điện trường do một điện tích điểm gây ra tại một khoảng cách cho trước. Điện trường mô tả lực mà một điện tích thử dương đứng yên sẽ chịu, tính trên mỗi đơn vị điện tích, tại vị trí đó. Đây là một quy luật vật lý phổ quát, áp dụng được ở mọi nơi — không phụ thuộc vào quy định riêng của bất kỳ quốc gia nào.
Cách sử dụng
Nhập điện tích nguồn q theo đơn vị coulomb (C) và khoảng cách r tính từ điện tích theo mét (m). Các điện tích nhỏ thường được cho bằng micro-coulomb (1 µC = 0,000001 C) hoặc nano-coulomb (1 nC = 0,000000001 C), vì vậy hãy đổi về coulomb trước khi nhập. Máy tính sẽ trả về độ lớn điện trường theo newton trên coulomb (N/C), đơn vị này hoàn toàn tương đương với vôn trên mét (V/m).
Giải thích công thức
Công thức nền tảng là $$E = k \cdot \frac{\left|q\right|}{r^{2}}$$ trong đó k là hằng số Coulomb, xấp xỉ \(8{,}9875 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^{2}/\text{C}^{2}\). Điện trường giảm theo bình phương khoảng cách — khi tăng r lên gấp đôi thì điện trường chỉ còn một phần tư. Ta dùng giá trị tuyệt đối của q để kết quả là độ lớn; điện trường hướng ra xa điện tích dương và hướng về phía điện tích âm.
Ví dụ minh họa
Giả sử \(q = 1\ \text{µC} = 1 \times 10^{-6}\ \text{C}\) tại \(r = 0{,}5\ \text{m}\). Khi đó $$E = \frac{8{,}9875 \times 10^{9} \times 1 \times 10^{-6}}{0{,}5^{2}} = \frac{8987{,}55}{0{,}25} \approx 35\,950\ \text{N/C}$$ Như vậy, một điện tích nhỏ +1 µC tạo ra điện trường khoảng 36 kN/C ở khoảng cách nửa mét.
Câu hỏi thường gặp
Điện trường có đơn vị là gì? Newton trên coulomb (N/C), tương đương với vôn trên mét (V/m).
Dấu của điện tích có quan trọng không? Dấu quyết định hướng của điện trường (hướng về hay hướng ra). Công cụ này báo cáo độ lớn dựa trên \(|q|\).
Vì sao điện trường không xác định tại r = 0? Phép chia cho \(r^{2}\) tiến tới vô cực khi r tiến về 0; một điện tích điểm thực sự có điện trường vô hạn ngay tại vị trí của nó, nên r phải lớn hơn 0.
