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Calculadora del campo eléctrico de una carga puntual

· Última actualización：2026-09-01

Campo de una carga puntual E = k·|Q|/r² (en N/C, idéntico en V/m): el signo de Q solo fija la dirección — el campo apunta hacia fuera de una carga positiva y hacia dentro de una negativa — y se añade la fuerza que sentiría un electrón allí, F = e·E, como verificación cruzada. Anclas: 1 nC a 1 m da un campo suave de laboratorio, 8.99 N/C; el campo del propio electrón al radio de Bohr es 5.14221×10¹¹ N/C — la unidad atómica de campo eléctrico.

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Guía de uso de la herramienta

Conoce cuándo usar esta herramienta, qué admite y cómo la aplican los usuarios.

Datos clave

Categoría
Science & Education
Tipos de entrada
number, select
Tipo de salida
text
Cobertura de ejemplos
4
API disponible
Sí

Resumen

Esta calculadora determina la magnitud y dirección del campo eléctrico generado por una carga puntual mediante la ley de Coulomb ($E = k \cdot |Q| / r^2$), además de calcular la fuerza electrostática resultante sobre un electrón de prueba.

Cuándo usarlo

  • Al resolver problemas de electrostática en cursos de física que involucren cargas puntuales.
  • Para calcular la intensidad del campo eléctrico y la dirección del vector a diversas distancias métricas o subatómicas.
  • Al verificar la fuerza electrostática ejercida sobre un electrón colocado en un punto específico del campo.

Cómo funciona

  1. 1Ingresa el valor numérico de la carga eléctrica ($Q$) y selecciona su unidad de medida (C, mC, µC, nC o pC).
  2. 2Define la distancia radial ($r$) desde la carga puntual y especifica su unidad correspondiente (m, cm, mm, µm o nm).
  3. 3El sistema convierte los valores al Sistema Internacional y aplica la constante de Coulomb para calcular la intensidad del campo en N/C (o V/m), la orientación radial y la fuerza $F = e \cdot E$ sobre un electrón.

Casos de uso

  • Demostraciones didácticas en laboratorios de física universitaria y secundaria.
  • Modelado de campos electrostáticos a escala atómica y molecular.
  • Comprobación rápida de ejercicios teóricos de electromagnetismo.

Ejemplos

1. Carga típica de laboratorio electrostático

Estudiante de física

Contexto

Se realiza una práctica de laboratorio donde una esfera cargada acumula una pequeña carga electrostática positiva.

Problema

Calcular la intensidad del campo eléctrico generado a 1 metro de distancia por una carga de 1 nC.

Cómo usarlo

Introduce 1 en Carga Q con unidad 'nC' y 1 en Distancia r con unidad 'm'.

Q = 1 nC, r = 1 m

Resultado

Obtiene un campo eléctrico de 8.98755 N/C hacia afuera y una fuerza atractiva sobre un electrón de 1.44×10⁻¹⁸ N.

2. Campo en el radio de Bohr

Investigador en física atómica

Contexto

Se requiere verificar la intensidad del campo electrostático al que está sometido el electrón en el estado fundamental del átomo de hidrógeno.

Problema

Determinar la magnitud del campo eléctrico a una distancia de 5.29177×10⁻¹¹ m respecto a un electrón central.

Cómo usarlo

Ingresa -1.602176634e-19 con unidad 'C' y 5.29177210903e-11 con unidad 'm'.

Preguntas frecuentes

¿Es equivalente medir el campo eléctrico en N/C y en V/m?

Sí, newtons por culombio (N/C) y voltios por metro (V/m) son dimensionalmente idénticos y representan la misma magnitud física.

¿Cómo influye el signo de la carga en el resultado?

El signo define la dirección del campo: apunta radialmente hacia afuera si la carga es positiva y hacia adentro si es negativa.

¿Qué constante electrostática se utiliza en el cálculo?

Utiliza la constante de Coulomb en el vacío, aproximadamente $k \approx 8.98755 \times 10^9 \text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$.

¿Qué unidades de distancia admite la herramienta?

Admite metros (m), centímetros (cm), milímetros (mm), micrómetros (µm) y nanómetros (nm).

¿Por qué se calcula la fuerza sobre un electrón?

Sirve como verificación cruzada para observar el efecto real del campo sobre una partícula de carga elemental fundamental.

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Calculadora de las ecuaciones de Fresnel

Ecuaciones de Fresnel en la interfaz n₁ → n₂: tras fijar θ₂ por Snell, los coeficientes de amplitud son r_s = (n₁cosθ₁−n₂cosθ₂)/(n₁cosθ₁+n₂cosθ₂) y r_p = (n₂cosθ₁−n₁cosθ₂)/(n₂cosθ₁+n₁cosθ₂), con reflectancias R = r². La reflexión p desaparece en el ángulo de Brewster arctan(n₂/n₁); a incidencia normal ambas polarizaciones dan R = ((n₁−n₂)/(n₁+n₂))² — el famoso 4% de cada superficie de vidrio sin recubrir en aire.

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Calculadora de rapidez hiperbólica

Rapidez φ = artanh(β): el ángulo hiperbólico que convierte la suma relativista de velocidades en una suma ordinaria. Los impulsos (boosts) se componen sumando rapideces (tanh(φ₁+φ₂) = β compuesta), γ = cosh φ, γβ = sinh φ, y e^φ es el factor Doppler longitudinal. Con β = 0.5, φ = 0.549306 y duplicarlo da tanh(1.098612) = 0.8 — el caso 0.5c + 0.5c = 0.8c reducido a 2φ.

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Calculadora de la ley de Snell

Ley de Snell n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂: resuelve el ángulo de refracción θ₂ o despeja hacia atrás el de incidencia θ₁. Cuando la luz va de medio denso a medio raro y el sinθ resultante supera 1, la herramienta informa de reflexión interna total con el ángulo crítico en lugar de forzar un número. Los ejemplos siguen el mismo rayo: entra al vidrio 30° → 19.47°, sale del vidrio 30° → 48.59° (rozando el ángulo crítico de 41.81°).

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Calculadora del principio de incertidumbre de Heisenberg

Tres usos del principio de incertidumbre Δx·Δp ≥ ℏ/2: obtener la incertidumbre mínima de momento Δp = ℏ/(2Δx) a partir de Δx; obtener el Δx mínimo a partir de Δp; o comprobar si un par (Δx, Δp) satisface la desigualdad con su razón. Longitudes en m/mm/µm/nm/pm y momentos en kg·m/s, g·cm/s o eV/c; con una masa opcional convierte Δp en dispersión de velocidad Δv = Δp/m (con su fracción de c).

Q = -1.602176634e-19 C, r = 5.29177210903e-11 m

Resultado

Genera una magnitud de campo de 5.14221×10¹¹ N/C dirigida hacia la carga, correspondiente a la unidad atómica de campo eléctrico.