JA

電位の計算

この電位の計算ツールは、電位をボルトで求めます。10 nCの点電荷は、0.3 m離れた点に299.585 Vの電位をつくります。

計算例：わかっている値: 点電荷と距離 · 電荷 q 10 nC · 電荷からの距離 r 0.3 m → 結果：V＝299.585 V（電位）。出典：NIST CODATA 2022: vacuum electric permittivity ε₀ = 8.8541878188 × 10⁻¹² F/m; Coulomb constant k = 1/(4πε₀) = 8.9875517862 × 10⁹ N m² C⁻²。更新日：

nC
負の電荷はマイナスで入力します。1 nC＝10⁻⁹ Cです。
m
0より大きい値です。電位は無限遠を基準にします。
マイツールボックス入力内容はこのブラウザーにのみ保存されます。

結果

結果
V＝299.585 V（電位）
いろいろな表し方
量値
電位 V299.585 V
点電荷の電場の強さ E＝k·|q|/r²998.617 V/m
クーロン定数 k8,987,551,786.2 N·m²/C²
計算の手順
  • V＝k·q/r＝8,987,551,786.2 N·m²/C²×10×10⁻⁹ C/0.3 m＝299.585 V。
  • E＝k·|q|/r²＝8,987,551,786.2×10×10⁻⁹/(0.3)²＝998.617 V/m。
点電荷の電位は無限遠を基準（0）としています。正の電荷は正の電位、負の電荷は負の電位をつくります。真空中の値で、物質中ではkをε_rで割ります。

計算方法

電位Vは、単位電荷がその場所で持つ位置エネルギーを表します。単位はボルト（1 V＝1 J/C）です。2点間の電圧は、2点の電位の差です。

公式

点電荷qでは、V＝k·q/rです。kはクーロン定数k＝1/(4π·ε₀)＝8,987,551,786.2 N·m²/C²（ε₀＝8.8541878188 × 10⁻¹² F/m、CODATA 2022）です。電場の強さはE＝k·|q|/r²です。一般にはV＝W/q（電荷あたりの仕事）、一様な電場ではV＝E·dです。

計算例

10 nCの電荷が距離r＝0.3 mにつくる電位は、V＝8,987,551,786.2×10×10⁻⁹/0.3＝299.585 Vで、そこでの電場の強さはE＝998.617 V/mです。−10 nCなら-299.585 Vになります。10 µCの電荷に3 mJの仕事をするときは、V＝3×10⁻³/(10×10⁻⁶)＝300 Vです。1500 V/mの一様な電場で0.2 m進むと、V＝300 Vです。

よくある質問

電位と電圧の違いは何ですか？

電位はある場所に対して（基準点を決めて）与えられる量で、電圧は2つの電位の差です。

点電荷の電位はどう求めますか？

V＝k·q/rを使います。10 nC、0.3 mなら299.585 Vです。

電位がマイナスになることがあるのはなぜですか？

電荷の符号がそのまま現れるためです。負の電荷は負の電位をつくり、−10 nC、0.3 mでは-299.585 Vになります。

出典・根拠

更新日： · 編集方針

関連ツール