Calcolatore di campo elettrico
Un microcoulomb visto da 10 centimetri genera un campo di circa 8,99 × 10⁵ N/C, e raddoppiando la distanza il campo scende a un quarto. Inserisca la carica in coulomb e la distanza in metri per ottenere l'intensità del campo di una carica puntiforme. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Carica
- 0,000001
- Distanza
- 0,1
- K
- 8.987.551.792,3 N/C
- Campo elettrico
- 898.755,17923
- Campo elettrico N per C
- 898.755,17923
- Espressione
- E = (8987551792.3) × |0.000001| / (0.1)² = 898755.17923 N/C
Il modulo del campo elettrico attorno a una carica puntiforme isolata è uno dei primi risultati quantitativi dell'elettrostatica: E uguale a k per il valore assoluto di Q diviso per il quadrato della distanza radiale r, con la costante di Coulomb k circa 8.99 volte dieci alla nove newton metro quadro per coulomb quadro. Gli studenti usano quella legge dell'inverso del quadrato per convertire sorgenti di laboratorio in microcoulomb in letture in newton per coulomb, e gli ingegneri usano lo stesso prodotto come stima del primo ordine prima di sviluppi multipolari o solver di campo completi. Questo calcolatore di campo elettrico accetta una carica finita in coulomb e una distanza strettamente positiva in metri, moltiplica per k, divide per r al quadrato con aritmetica in virgola mobile deterministica, e restituisce il modulo del campo in newton per coulomb insieme a ingressi ripuliti e una breve espressione stampabile. Distanza zero o negativa è rifiutata con un errore di validazione chiaro perché la formula classica divide per r al quadrato e la distanza non è fisica sotto zero.
Come funziona la formula del campo di una carica puntiforme
La legge di Coulomb afferma che la forza tra due cariche puntiformi è proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro separazione. Dividendo quella forza per una carica di prova positiva si ottiene il campo elettrico di una singola carica sorgente Q: il modulo è E uguale a k per il valore assoluto di Q su r al quadrato, diretto radialmente verso l'esterno per Q positiva e verso l'interno per Q negativa.
In unità SI, k è 8.9875517923 volte dieci alla nove newton metro quadro per coulomb quadro, Q è in coulomb, r in metri e E in newton per coulomb, numericamente identico ai volt per metro. La dipendenza dall'inverso del quadrato significa che raddoppiare la distanza divide il campo per quattro, ecco perché banchi di laboratorio e distanze di sicurezza ad alta tensione curano tanto la geometria.
Questa capacità calcola solo il modulo scalare, usando il valore assoluto di Q così le risposte ai compiti che chiedono quanto è forte il campo restano non negative indipendentemente dalla polarità. Componenti vettoriali, sovrapposizione multi-carica, distribuzioni di linea e di superficie, e gusci della legge di Gauss sono intenzioni di ricerca separate e appartengono a pagine distinte.
Cosa inviare e cosa torna indietro
Invii una carica finita sotto il campo charge, in coulomb, e una distanza finita positiva sotto il campo distance, in metri. Valori numerici e stringhe numeriche sono entrambi accettati così form e incolla da foglio restano comodi; stringhe con prefisso SI come un microcoulomb scritto come testo non vengono analizzate, quindi passi 1e-6 per una sorgente di un microcoulomb. La carica può essere positiva, negativa o zero.
Controlli classici in aula includono un microcoulomb a dieci centimetri, due nanocoulomb a mezzo metro, e un caso di distanza zero che deve fallire. Se servono campi vettoriali, sovrapposizioni multi-carica, distribuzioni continue o gusci di Gauss, li tratti come strumenti separati invece di estendere questo prodotto di modulo puro.
Casi d'uso
Esercizi a inverso del quadrato in compiti e laboratorio
Calcoli E = k|Q|/r² per cariche puntiformi e distanze da manuale così docenti e auto-correttori condividono una verità di riferimento, inclusi errori di distanza zero.
Stime di primo passaggio alta tensione e ESD
Stimi il modulo del campo vicino a un oggetto carico modellato come carica puntiforme prima di simulazione elettrostatica completa o misura con sonda.
Domande frequenti
Cosa succede se la distanza è zero?
La formula classica divide per r², quindi la distanza zero è singolare e viene rifiutata invece di restituire Infinity.
Il segno della carica conta?
Il modulo usa |Q|, quindi E è sempre non negativo. La carica con segno è comunque ecoata nella risposta per i suoi archivi. La direzione (verso l'interno o l'esterno) è una questione vettoriale non coperta qui.
Quali unità devo usare?
Solo SI: carica in coulomb, distanza in metri.
Quanto costa?
Lo strumento del browser è gratuito e gira in locale.
Cosa succede al campo se raddoppio la distanza?
Scende a un quarto del valore. Il campo segue la legge dell'inverso del quadrato, quindi dipende da uno diviso la distanza al quadrato; dimezzando la distanza diventa quattro volte più intenso.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
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req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/electric-field-point", body)
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req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"charge": 0.000001,
"distance": 0.1
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.electric_field_point",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Come funziona la formula del campo di una carica puntiforme
A r uguale a zero l'espressione classica diverge; il calcolatore rifiuta quel caso con invalid_input invece di emettere Infinity.
Cosa inviare e cosa torna indietro
La stessa carica è accettata sotto gli alias q, Q o coulombs, e la distanza sotto r, meters o radius, ma in una richiesta può comparire una sola chiave per grandezza. La distanza deve essere strettamente maggiore di zero; NaN, Infinity, zero e metri negativi falliscono con invalid_input e non sono addebitati. In caso di successo la risposta include charge e distance ripuliti, la costante k usata, electric_field e electric_field_N_per_C come lo stesso prodotto, unit a N/C, una breve stringa di espressione che mostra k, |Q|, r al quadrato e il risultato, method coulomb_point_charge, e la stringa formula E equals k absolute Q over r squared. Il prezzo delle chiamate API riuscite è la base pubblicata di $0.002 per elemento; i fallimenti di validazione non consumano saldo prepagato.
Dove compaiono i calcolatori di campo elettrico nel lavoro reale
I corsi introduttivi di fisica e ingegneria elettrica assegnano costantemente esercizi di campo a inverso del quadrato affinché gli studenti convertano sorgenti a scala di coulomb in letture in newton per coulomb prima di passare a flusso e potenziale. I team ad alta tensione e ESD stimano l'intensità di campo vicino a oggetti carichi come primo passaggio prima di una simulazione elettrostatica completa, usando un modello a carica puntiforme quando la geometria è semplice. Tenga separate le pagine multipolo, distribuzione continua e campo vettoriale affinché ogni intenzione di ricerca abbia una pagina chiara invece di uno strumento multi-formula sovraccarico che confonde studenti e motori di ricerca. Laboratori di strumentazione e sensori che pongono una carica nota a un distanziamento noto possono chiamare l'API e affermare che il modulo atteso coincide con le letture della sonda entro la tolleranza. Poiché questa capacità è un motore parse puro, il prezzo API è la base pubblicata di $0.002 per elemento riuscito e la validazione fallita non consuma saldo.
Casi di integrazione
Chiavi di risposta e controlli di fixture di sensori
Generi in massa valori attesi in N/C per Q e r noti in fixture di gare, fogli di lavoro e tabelle di taratura sensori di laboratorio.
Domande tecniche
Quale formula usa questo calcolatore di campo elettrico?
Il modulo di carica puntiforme E = k|Q|/r² con k = 8.9875517923×10⁹ N·m²/C², Q in coulomb, r in metri e E in N/C (uguale a V/m).