Kulono dėsnio skaičiuoklė

Autorius: Henrick Yau
- July 21, 2026
| |

Kulono dėsnio skaičiuoklė

Kulono dėsnis apibūdina elektrostatinę jėgą tarp dviejų įkrautų dalelių. Šis pagrindinis elektrostatikos principas teigia, kad jėga yra tiesiogiai proporcinga krūvių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.

Šis skaičiuotuvas leidžia nustatyti elektrostatinę jėgą, elektrinį lauką ir potencialią energiją tarp įkrautų dalelių naudojant Kulono dėsnį.

Ką norėtumėte apskaičiuoti?

C
? Pirmojo krūvio dydis kulonais (C). Pavyzdžiui, elektrono krūvis yra -1,602 × 10⁻¹⁹ C.
C
? Antrojo krūvio dydis kulonais (C).
? Atstumas tarp dviejų krūvių centrų.

Rodymo parinktys

? Įtraukti dielektrinės terpės tarp krūvių poveikį. Tai sumažins elektrostatinę jėgą dielektrinės konstantos koeficientu.

Apie Kulono dėsnį

Kulono dėsnį, suformuluotą prancūzų fiziko Charles'o-Augustin'o de Coulomb'o 1785 m., aprašo elektrostatinę jėgą tarp dviejų elektriškai įkrautų dalelių. Tai pagrindinis elektrostatikos principas.

Matematinė išraiška:

Kulono dėsnis matematiškai išreiškiamas taip:

F = k × (|q₁ × q₂|) / r²

Kur:

  • F yra elektrostatinė jėga tarp krūvių (niutonais, N)
  • k yra Kulono konstanta (8,9875 × 10⁹ N·m²/C²)
  • q₁ ir q₂ yra krūvių dydžiai (kulonais, C)
  • r yra atstumas tarp krūvių centrų (metrais, m)
Susijusios elektrinio lauko lygtys:

Elektrinis laukas atstumu r nuo taškinio krūvio q apskaičiuojamas taip:

E = k × |q| / r²

Elektrinis potencialas atstumu r nuo taškinio krūvio q apskaičiuojamas taip:

V = k × q / r

Dviejų taškinių krūvių q₁ ir q₂, atskirtų atstumu r, elektrinė potencinė energija apskaičiuojama taip:

U = k × q₁ × q₂ / r
Dielektrinės terpės poveikis:

Kai krūviai yra kitoje terpėje nei vakuumas, elektrostatinė jėga sumažėja terpės dielektrinės konstantos (ε) kartų:

F = k × (|q₁ × q₂|) / (ε × r²)

Dielektrinė konstanta yra terpės gebėjimo „kaupti“ elektrinio lauko energiją matas. Kuo didesnė dielektrinė konstanta, tuo labiau terpė silpnina elektrinį lauką.

Terpė Dielektrinė konstanta (ε)
Vakuumas 1,0 (tiksliai)
Oras (STP sąlygomis) 1.00059
Vanduo 80
Stiklas 5-10
Plastikas 2-4
Popierius 3.7
Aliejus 2.4
Pagrindinės taikymo sritys:
  • Atominė ir molekulinė struktūra: Kulono dėsnis paaiškina traukos jėgą tarp elektronų ir branduolio atomuose.
  • Elektrotechnika: Naudojamas projektuojant kondensatorius, izoliatorius ir kitus elektrinius komponentus.
  • Cheminis ryšys: Joniniai ryšiai ir elektrostatinės sąveikos molekulėse aprašomos Kulono dėsniu.
  • Elektrostatiniai nusodintuvai: Naudojami dalelėms pašalinti iš dujų srauto, taikant elektros krūvį.
  • Žaibas: Elektros krūvio kaupimasis ir išlydis debesyse gali būti paaiškintas Kulono dėsniu.
  • Biologiniai procesai: Daugelis biologinių procesų apima elektrostatines sąveikas tarp įkrautų molekulių.

Kas yra Kulono dėsnio skaičiuoklė?

Kulono dėsnio skaičiuoklė yra įrankis, skirtas padėti vartotojams apskaičiuoti elektrostatinę jėgą, elektrinį lauką, elektrinį potencialą ir potencialią energiją tarp įkrautų dalelių. Remiantis Kulono dėsniu, šis įrankis supaprastina skaičiavimus, kurie yra esminiai fizikoje, elektros inžinerijoje ir chemijoje.

Kulono dėsnio formulė

Kulono dėsnis matematiškai išreiškiamas taip:

F = k × (|q₁ × q₂|) / r²

Kur:

  • F yra elektrostatinė jėga (niutonais, N).
  • k yra Kulono konstanta (8,9875 × 10⁹ N·m²/C²).
  • q₁ ir q₂ yra krūvių dydžiai (kulonais, C).
  • r yra atstumas tarp dviejų krūvių centrų (metrais, m).

Kaip naudoti skaičiuoklę

Skaičiuoklė leidžia vartotojams apskaičiuoti keturias skirtingas vertes pagal Kulono dėsnį:

  • Elektrostatinė jėga – Nustato jėgą tarp dviejų krūvių.
  • Elektrinis laukas – Apskaičiuoja lauko stiprumą tam tikrame taške.
  • Elektrinis potencialas – Apskaičiuoja potencialą tam tikru atstumu.
  • Potenciali energija – Įvertina sukauptą energiją tarp krūvių.

Žingsniai naudojant skaičiuoklę

  1. Pasirinkite, ką norite apskaičiuoti (jėgą, lauką, potencialą ar energiją).
  2. Įveskite reikiamas vertes, pvz., krūvio dydį ir atstumą.
  3. Pasirinkite atstumo vienetą (metrus, centimetrus ir t. t.).
  4. Sureguliuokite rodymo nuostatas (dešimtaines vietas, mokslinį žymėjimą ir t. t.).
  5. Spustelėkite "Apskaičiuoti", kad pamatytumėte rezultatus.

Kodėl verta naudoti šią skaičiuoklę?

Šis įrankis yra naudingas studentams, inžinieriams ir specialistams, kuriems reikia greitų ir tikslių elektrostatinių skaičiavimų. Jis padeda:

  • Suprasti pagrindines elektrostatines sąveikas fizikoje.
  • Spręsti problemas, susijusias su įkrautomis dalelėmis chemijoje.
  • Analizuoti elektrines jėgas grandinėse ir medžiagose.

DUK

Kam naudojamas Kulono dėsnis?

Kulono dėsnis naudojamas apskaičiuoti jėgą tarp įkrautų dalelių. Jis padeda suprasti elektrines sąveikas įvairiose mokslo ir inžinerijos srityse.

Ar ši skaičiuoklė gali tvarkyti skirtingus vienetus?

Taip, galite pasirinkti skirtingus atstumo vienetus (metrus, centimetrus, milimetrus ir t. t.), kad atitiktų jūsų poreikius.

Ar skaičiuoklė atsižvelgia į terpę tarp krūvių?

Taip, yra galimybė įtraukti dielektrinę konstantą, kuri atsižvelgia į terpės poveikį elektrostatinei jėgai.

Kas atsitinka, jei įvedu neigiamą krūvį?

Neigiamos vertės rodo neigiamai įkrautas daleles, pvz., elektronus. Skaičiuoklė automatiškai nustato, ar jėga yra traukianti, ar atstumianti, atsižvelgiant į krūvių ženklą.

Išvada

Kulono dėsnio skaičiuoklė yra galingas ir lengvai naudojamas įrankis elektrostatinėms savybėms apskaičiuoti. Nesvarbu, ar studijuojate fiziką, sprendžiate inžinerines problemas, ar analizuojate elektrines jėgas, šis įrankis greitai pateikia tikslius rezultatus.