Điện thế là gì?
Điện thế, đo bằng đơn vị vôn (V), là thế năng điện trên một đơn vị điện tích tại một điểm trong không gian do điện tích nguồn tạo ra. Đối với một điện tích điểm Q, điện thế tại khoảng cách r được xác định theo công thức điện thế của định luật Coulomb: \(V = kQ/r\). Công cụ này áp dụng cho mọi giá trị nhập theo hệ SI nhất quán và mang tính phổ quát — đây là vật lý thuần túy, không phụ thuộc vào quy định của bất kỳ quốc gia nào.
Cách sử dụng máy tính
Nhập điện tích nguồn Q theo coulomb (C) — bạn có thể dùng giá trị khoa học như 0.000001 cho 1 microcoulomb — và khoảng cách r theo mét (m) từ điện tích đến điểm cần xét. Máy tính sẽ trả về điện thế tính bằng vôn. Điện tích dương tạo ra điện thế dương; điện tích âm tạo ra điện thế âm.
Giải thích công thức
$$V = k\,\frac{\text{Charge }Q}{\text{Distance }r}$$ trong đó \(k\) là hằng số Coulomb, xấp xỉ \(8{,}9875 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\) (thường được làm tròn thành \(9 \times 10^{9}\)). \(Q\) là điện tích nguồn tính bằng coulomb và \(r\) là khoảng cách theo phương bán kính tính bằng mét. Điện thế giảm tỉ lệ nghịch với khoảng cách — đi ra xa gấp đôi thì điện thế giảm còn một nửa. Khác với cường độ điện trường (giảm theo \(1/r^2\)), điện thế giảm theo \(1/r\).
Ví dụ minh họa
Giả sử một điện tích \(Q = 2 \times 10^{-6}\ \text{C}\) (2 µC) nằm trong không gian và ta muốn tính điện thế tại khoảng cách 0,05 m. Khi đó $$V = \frac{8{,}9875 \times 10^{9} \times 2 \times 10^{-6}}{0{,}05} = \frac{17975}{0{,}05} \approx 359{.}502\ \text{vôn.}$$ Vậy điện thế tại điểm đó vào khoảng 360 kV.
Câu hỏi thường gặp
Dấu của điện tích có quan trọng không? Có. Điện tích âm cho điện thế âm, vì điện thế là một đại lượng vô hướng mang dấu của điện tích nguồn.
Nếu r = 0 thì sao? Công thức phân kỳ tại \(r = 0\) (điện thế trở nên vô hạn), nên khoảng cách phải lớn hơn không. Máy tính trả về 0 để tránh phép chia cho không.
Máy tính dùng giá trị k là bao nhiêu? Giá trị chính xác theo CODATA là \(8{,}9875517873681764 \times 10^{9}\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2\).
