免费库仑定律计算器

使用库仑定律理解静电力

这个静电力计算器，也称为电场力计算器或电荷力计算器，快速确定两个静止点电荷之间力的大小和方向。该工具应用了库仑平方反比定律，这是电磁学的基石。

库仑定律指出：静电力沿连接两个电荷的直线作用。其大小与电荷的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。当两个电荷同号时力为排斥力，异号时力为吸引力。

库仑定律的数学表示如下：

$$F = k_e \dfrac{q_1 q_2}{r^2}$$

其中：

• $F$ 是静电力，单位为牛顿（N），
• $q_1$ 和 $q_2$ 是电荷量，单位为库仑（C），
• $r$ 是电荷之间的距离，单位为米（m），
• $k_e$ 是库仑常数，等于 $8.98755 \times 10^9\ \text{N·m}^2/\text{C}^2$。该常数已预置在计算器中，无需手动输入。

要使用这个点电荷计算器，只需输入四个值中的任意三个（两个电荷、距离或力），工具将自动计算缺失的量。

电荷单位

电荷的SI单位是库仑（C）。1库仑对应于持续电流为1安培流动1秒钟所移动的电荷量：$1\ \text{C} = 1\ \text{A} \cdot 1\ \text{s}$。

适用条件

库仑定律仅在满足以下三个关键条件时才能得出准确结果：

• 电荷彼此相对静止（静电状态）。
• 电荷必须是点电荷或具有球对称性（例如均匀带电球体，但不规则导体除外）。
• 电荷必须独立且不重叠，必须存在非零间距。

结果解读

本库仑定律计算器计算出的力带有符号，用于指示相互作用类型：正值表示排斥（同号电荷），负值表示吸引（异号电荷）。

计算器默认使用纳库仑（nC）作为电荷输入单位，因为典型的静电电荷量落在微库仑（$10^{-6}\ \text{C}$）到纳库仑（$10^{-9}\ \text{C}$）范围内。这个默认设置减少了使用科学记数法的需要，简化了数据输入。