Calculadora de campo eléctrico de una carga puntual: E = k × q ÷ r²
Calcula la intensidad del campo eléctrico y el potencial a cierta distancia de una carga puntual, y la fuerza sobre una carga de prueba, en unidades del SI.
Cómo funciona
E = k × q ÷ r² · V = k × q ÷ r · F = q_prueba × E (k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C²)
Una carga puntual llena el espacio a su alrededor con un campo radial cuya intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia, igual que la gravedad o la luz. El potencial eléctrico, en cambio, baja solo como 1/r. Las líneas de campo salen de las cargas positivas y entran en las negativas; una carga de prueba positiva siente una fuerza en el sentido del campo y una negativa, en sentido contrario. Cuando hay varias cargas, sus campos se suman como vectores.
Ejemplo resuelto
Una esfera con 5 µC genera, a 20 cm (0.2 m), un campo E = 8.99 × 10⁹ × 5 × 10⁻⁶ ÷ 0.2² = 44,950 ÷ 0.04 ≈ 1.123 × 10⁶ N/C, dirigido hacia afuera. El potencial en ese punto es de unos 224,689 V. Si ahí se coloca una carga de prueba de +2 µC, siente F = 2 × 10⁻⁶ × 1.123 × 10⁶ ≈ 2.247 N de repulsión. Al doble de distancia (40 cm), el campo baja a la cuarta parte: unos 280,861 N/C.
Preguntas frecuentes
¿Qué valores de campo eléctrico son típicos?
El aire se vuelve conductor (salta la chispa) a unos 3 × 10⁶ V/m, y cerca de la superficie terrestre, en un día despejado, el campo natural es de unos 100 V/m.
¿Sirve este cálculo para una esfera cargada?
Afuera de una esfera con carga uniforme, el campo es el mismo que si toda la carga estuviera en el centro, así que sí. Dentro de una esfera conductora, el campo es cero.
¿Por qué N/C y V/m son la misma unidad?
Porque un volt es un joule por coulomb y un joule es un newton por metro: V/m = J/(C·m) = N/C. Por eso el campo eléctrico se puede expresar de las dos formas.
¿Cómo sé hacia dónde apunta el campo eléctrico?
Por convenio, el campo apunta en la dirección en que se movería una carga positiva: hacia afuera de las cargas positivas y hacia adentro de las negativas.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.