가우스 법칙 계산기

가우스 법칙은 닫힌 면을 통과하는 순전기선속과 그 면이 둘러싼 총전하를 연결합니다. 진공에서는 Φ = Q/ε₀이며, Φ는 순전기선속, Q는 내부 전하, ε₀는 진공 유전율입니다. 이 계산기는 ε₀ = 8.8541878128 × 10⁻¹² farads per meter를 사용하고 입력 전하를 나노쿨롱에서 쿨롱으로 변환합니다. 전기선속은 전기장이 표면의 법선 방향으로 얼마나 통과하는지를 나타냅니다. SI 단위는 쿨롱당 뉴턴 제곱미터입니다. 총량은 내부 순전하에만 의존하며 표면의 정확한 모양이나 외부 전하의 위치와는 무관합니다. 외부 전하도 표면에 전기장을 만들 수 있지만, 전기력선이 들어오고 나가는 순량이 같아 닫힌 면 적분에 대한 순기여는 영입니다. 계산기는 총선속을 입력 면적으로 나누어 균일한 법선 방향 전기장도 표시합니다. 이 두 번째 결과는 대칭성 때문에 가우스 면 전체에서 전기장 크기가 일정하고 전기장이 면에 수직일 때만 유효합니다. 대표적인 예는 고립된 점전하 중심의 구면, 끝 효과를 올바르게 처리한 충분히 긴 선전하 주위의 원통면, 이상적인 무한 대전 평면을 가로지르는 얇은 원기둥 모양의 면입니다. 임의의 전하 분포나 표면에서도 가우스 법칙은 성립하지만, 보통 단순한 나눗셈만으로 전기장 세기를 구할 수는 없습니다. 양의 내부 전하는 바깥 방향의 양의 선속을, 음의 전하는 안쪽 방향의 음의 선속을 만듭니다. 전하가 음수여도 표면적은 양수여야 합니다. 이 도구는 정전기학 수업, 대칭 전기장 확인, 빠른 크기 차수 추정에 활용할 수 있습니다. 진공 또는 진공으로 근사한 공기를 가정합니다. 유전체에서는 유전율, 분극, 문제가 전기장과 전기변위 중 무엇으로 표현되는지 주의해야 합니다. 복잡한 형상은 일반적으로 균일장 추정 대신 직접 적분이나 수치 전기장 해석이 필요합니다.