クーロンの法則・電場の計算
点電荷の電気量と距離を入れると、電場の強さと電位を計算します。もう1つの電気量を入れると、2つの点電荷の間にはたらく力(クーロン力)も出せます。
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
計算方法
クーロンの法則:F = k × q1 × q2 ÷ r² 電場 E = k × |q| ÷ r² 電位 V = k × q ÷ r(k はクーロンの法則の比例定数、約8.9876×10⁹N·m²/C²)
例:1μC(0.000001C)の点電荷から0.1m離れた場所の電場は、8.9876×10⁹ × 0.000001 ÷ 0.01 ≒ 約8.99×10⁵N/Cです。電位は約8.99×10⁴Vになります。
2つの点電荷の力は、符号が同じ(プラスどうし・マイナスどうし)ならしりぞけ合い(正の力)、違う符号なら引き合います(負の力)。このツールでは、電気量をμC(マイクロクーロン、100万分の1C)で入力します。
式の意味を説明します。電気の力は、2つの電気量のかけ算に比例し、距離の2乗に反比例します。距離が2倍になると力は4分の1です。電場は、1Cの電気を置いたときに受ける力の大きさなので、電気量を距離の2乗で割った形になります。電位は距離の1乗で割るため、電場より距離の影響がゆるやかです。
例:1μCの点電荷から0.1m離れた場所では、電場は898,800N/C、電位は89,880Vです。
気をつけること。この式は、大きさを無視できる点電荷を前提にしています。電気量はμC(100万分の1C)で入れてください。まわりが真空か空気の場合の値で、水や油の中では小さくなります。電位は無限に遠いところを0としたときの値です。
よくある質問
クーロンの法則の公式は?
F = k × q1 × q2 ÷ r² です。k は約8.9876×10⁹N·m²/C²(クーロンの法則の比例定数)です。
電場の求め方は?
E = k × |電気量| ÷ 距離² です。電場は、その場所に置いた1Cの電気量が受ける力の大きさにあたります。
電場と電位の単位は?
電場はN/C(ボルト毎メートルV/mでも同じ)、電位はV(ボルト)です。
プラスとマイナスの電気はどうなる?
同じ符号どうしはしりぞけ合い、違う符号どうしは引き合います。
距離を2倍にすると力はどうなる?
距離の2乗に反比例するので、力は1/4になります。