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点電荷の電場計算ツール

1マイクロクーロンの電荷から10センチメートル離れた点の電場は約8.99 × 10⁵ N/Cで、距離を2倍にすると4分の1になります。電荷をクーロン、距離をメートルで入れるだけで、点電荷の電場の強さが分かります。ブラウザで無料で使えます。

無料
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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

電荷: 0.000001
距離: 0.1

結果

K: 8,987,551,792.3 N/C
電場: 898,755.17923
電場 N/C: 898,755.17923
式の表示: E = (8987551792.3) × |0.000001| / (0.1)² = 898755.17923 N/C

孤立した点電荷まわりの電場の大きさは静電気学で最初に学ぶ定量結果の一つです。EはkにQの絶対値を掛けて半径方向距離rの二乗で割った値で、クーロン定数kはおよそ8.99×10⁹ニュートンメートル二乗毎クーロン二乗です。学生はその逆二乗則を使い、マイクロクーロン級の実験源をニュートン毎クーロンの読みに変換し、技術者は多重極展開や本格的な場ソルバの前の一次近似として同じ積を使います。本電場計算ツールはクーロン単位の有限電荷とメートル単位の厳密に正の距離を受け取り、kを掛け、決定的な浮動小数点演算でrの二乗で割り、ニュートン毎クーロンの場の大きさとともに整形済み入力と短い印刷用式を返します。距離がゼロまたは負の場合は、古典式がrの二乗で割り、距離がゼロ未満では物理的でないため、明確な検証エラーで拒否します。

点電荷の電場公式の仕組み

クーロンの法則は、二点電荷間の力が電荷の積に比例し、分離距離の二乗に反比例すると述べます。その力を正の試験電荷で割ると、単一の源電荷Qの電場が得られます。大きさは E＝k×|Q|/r² で、正のQでは半径方向外向き、負のQでは内向きです。

SI単位ではkは8.9875517923×10⁹ニュートンメートル二乗毎クーロン二乗、Qはクーロン、rはメートル、Eはニュートン毎クーロンで、ボルト毎メートルと数値的に同一です。逆二乗依存のため距離を倍にすると場は四分の一になり、実験台や高電圧の安全離隔が幾何に敏感な理由です。

本能力はスカラーの大きさだけを計算し、極性に関わらず「どれだけ強いか」を問う宿題が非負になるよう|Q|を使います。ベクトル成分、多電荷重ね合わせ、線・面分布、ガウス則の殻は別の検索意図であり別ページに属します。r＝0で古典式は発散します。

活用例

宿題と実験の逆二乗ドリル

教科書の点電荷と距離について E = k|Q|/r² を計算し、教員と自動採点が距離ゼロのエラーを含む一つの正解を共有します。

高電圧・ESDの一次見積もり

点電荷としてモデル化した帯電物体付近の場の大きさを、本格静電シミュレーションやプローブ測定の前に見積もります。

よくある質問

距離がゼロだとどうなりますか？

古典式はr²で割るため距離ゼロは特異で、Infinity を返す代わりに拒否されます。

電荷の符号は重要ですか？

大きさは|Q|を使うためEは常に非負です。符号付き電荷は記録用に応答にそのままエコーされます。向き（内向きか外向きか）はここでは扱わないベクトルの問題です。

距離を2倍にすると電場はどうなりますか？

4分の1になります。電場は逆2乗の法則に従い、距離の2乗に反比例するためです。反対に距離を半分にすると、電場は4倍の強さになります。

どの単位で入力すればよいですか？

電荷はクーロン、距離はメートルでご入力ください。結果はニュートン毎クーロンで、ボルト毎メートルと同じ値です。接頭語は解釈されないため、1マイクロクーロンは1 × 10⁻⁶ Cと入力します。

電場の向きや複数の電荷も計算できますか？

いいえ。求めるのは1つの点電荷による電場の大きさだけです。ベクトル成分、複数の電荷の重ね合わせ、連続的な電荷分布、ガウスの法則による球殻は別のツールで扱います。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"charge":0.000001,"distance":0.1}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "charge": 0.000001,
    "distance": 0.1
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "charge": 0.000001,
    "distance": 0.1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"charge":0.000001,"distance":0.1}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"charge":0.000001,"distance":0.1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "charge": 0.000001,
  "distance": 0.1
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.electric_field_point",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

無料のブラウザツールと有料APIは一つの純粋な同型関数を共有し、同じQとrに対して教室デモ、表計算パイプライン、本番スクリプトが食い違うことはありません。

点電荷の電場公式の仕組み

計算機はその場合 Infinity を出さず invalid_input で拒否します。

送る内容と返ってくる内容

数値と数値文字列の両方を受け付け、フォームや表計算の貼り付けを便利にします。1マイクロクーロンを文章で書いたSI接頭辞文字列は解析されないので、マイクロクーロン源には 1e-6 を渡してください。電荷は正・負・ゼロいずれも可です。教室の定番確認は10センチでの1マイクロクーロン、半メートルでの2ナノクーロン、必ずエラーになる距離ゼロです。ベクトル場、多電荷重ね合わせ、連続分布、ガウス殻が必要なら、この純粋な大きさの積を拡張せず別ツールとして扱ってください。フィールド charge に有限の電荷（クーロン）、フィールド distance に有限で正の距離（メートル）を送ってください。同じ電荷は別名 q、Q、coulombs、距離は r、meters、radius でも受け付けますが、各量につきリクエストにキーは一つだけです。距離は厳密にゼロより大きくなければならず、NaN、Infinity、ゼロ、負のメートルは invalid_input で失敗し課金されません。成功時は整形済み charge と distance、使用した定数 k、同じ積としての electric_field と electric_field_N_per_C、unit を N/C、k・|Q|・r²・結果を示す短い expression 文字列、method coulomb_point_charge、formula 文字列 E equals k absolute Q over r squared を含みます。成功したAPI呼び出しの料金は公開ベース $0.002 毎項目で、検証失敗は前払い残高を消費しません。

電場計算が実務で現れる場面

入門の物理と電気工学の授業では、流束や電位に進む前にクーロン級の源をニュートン毎クーロンの読みに換算できるよう、逆二乗場の演習を絶えず出します。高電圧とESDのチームは、幾何が単純なとき点電荷モデルで、帯電物体付近の場の強さを本格静電シミュレーション前の一次見積もりとして使います。多重極・連続分布・ベクトル場のページは分け、各検索意図に明確な一ページを与え、学生と検索エンジンを混乱させる多公式の過負荷ツールにしないでください。既知の電荷を既知の間隔に置く計測・センサ実験はAPIを呼び、期待される大きさがプローブ読みと許容内で一致することを断言できます。本能力は純粋なparseエンジンなので、API料金は成功項目ごとに公開ベース $0.002 で、検証失敗は残高を消費しません。

連携の活用例

解答キーとセンサfixtureの確認

コンテストfixture、ワークシート、実験センサ校正表向けに、既知のQとrに対する期待N/C値を一括生成します。

技術的な質問

この電場計算はどの式を使いますか？

点電荷の大きさ E = k|Q|/r² で、k = 8.9875517923×10⁹ N·m²/C²、Qはクーロン、rはメートル、EはN/C（V/mに等しい）です。

どの単位を使うべきですか？

SIのみ：電荷はクーロン、距離はメートル。マイクロクーロンとセンチメートルは自分で換算してください（例：1 µC = 1e-6 C、10 cm = 0.1 m）。

費用はいくらですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行です。APIリクエストは成功項目ごとに $0.002 の前払いKIT残高を使い、無効入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

点電荷の電場計算ツール

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計算例

点電荷の電場公式の仕組み

活用例

宿題と実験の逆二乗ドリル

高電圧・ESDの一次見積もり

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

点電荷の電場公式の仕組み

送る内容と返ってくる内容

電場計算が実務で現れる場面

連携の活用例

解答キーとセンサfixtureの確認

技術的な質問

ありがとう