Calculadora de campo eléctrico para E, fuerza y potencial

La calculadora de campo eléctrico te ayuda a trabajar con tres magnitudes de electrostática estrechamente relacionadas: intensidad del campo eléctrico, fuerza electrostática y potencial eléctrico. Las tres provienen de la ley de Coulomb y describen cómo las cargas eléctricas influyen en el espacio que las rodea. En el modelo de carga puntual, la interacción depende de la magnitud de la carga, del signo de la carga y de la distancia de separación. Esta calculadora usa la constante de Coulomb k = 8.9875517923 × 10^9 N·m²/C², que es el valor estándar empleado en física introductoria y de ingeniería. Cuando eliges el modo Campo eléctrico, la calculadora aplica E = kQ / r². La intensidad del campo eléctrico indica con qué fuerza una carga puntual empujaría o atraería a una carga de prueba positiva situada a una distancia r. El resultado se muestra en newtons por culombio, unidad equivalente a voltios por metro. Una carga fuente positiva produce un campo dirigido hacia afuera, mientras que una carga negativa produce un campo dirigido hacia adentro, por lo que el signo del resultado puede ser útil cuando necesitas contexto direccional y no solo la magnitud. El modo Fuerza usa F = kQ1Q2 / r². Esto da la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales. Si las cargas tienen el mismo signo, la fuerza es positiva en este tratamiento unidimensional simplificado y representa repulsión. Si las cargas tienen signos opuestos, el resultado se vuelve negativo y representa atracción. Como la fórmula contiene r² en el denominador, incluso un pequeño cambio en la separación puede producir un cambio muy grande en la fuerza, una de las razones por las que las interacciones electrostáticas son tan importantes a escalas pequeñas. El modo Potencial usa V = kQ / r. El potencial eléctrico describe la energía potencial por unidad de carga creada por una carga puntual en una ubicación. Es especialmente útil en teoría de circuitos, problemas de electrostática y razonamientos basados en energía. A diferencia de la expresión del campo eléctrico, el potencial depende de 1 / r en lugar de 1 / r², por lo que disminuye más lentamente con la distancia. Eso lo convierte en una magnitud práctica para comparar posiciones alrededor de una partícula cargada o un conductor. Esta calculadora funciona mejor para problemas idealizados de cargas puntuales en vacío o aire, donde la constante de Coulomb es una buena aproximación. En materiales reales, la permitividad cambia la interacción, y las distribuciones de carga extendidas pueden requerir integración o métodos numéricos en lugar de una sola ecuación cerrada. Aun así, las fórmulas aquí son el punto de partida estándar para tareas, comprobaciones de laboratorio y estimaciones rápidas de ingeniería.