這個計算器的功能
本工具可計算長直載流導線周圍所產生的磁場(B)。只要有電流通過導線,就會在導體四周形成環繞的圓形磁場。磁場的強弱取決於電流大小,以及量測點與導線之間的距離。這是古典電磁學中的基本結果(屬於物理定律,全球皆適用,並不限於特定國家或地區)。
需要輸入的數值
- 電流(A)──通過導線的電流,單位為安培。電流越大,磁場越強。
- 半徑(m)──從導線中心到待測點的垂直距離,單位為公尺。距離越遠,磁場越弱。
公式說明
本計算器採用安培定律,適用於無限長的直導線:
B = ((\mu_0 · I) ÷ (2π · r)) = ((2 × 10^{-7} · I) ÷ (r))
其中 \mu_0 為真空磁導率,等於 4π × 10^{-7}\ T·m/A。將此常數代入後,公式可簡化為 2 × 10^{-7} 乘以電流再除以半徑。算出的 B 以特斯拉(T)為單位。由公式可看出,磁場與電流成正比、與距離成反比──電流加倍,B 也加倍;距離加倍,B 則減半。
實例演算
假設某導線通過 10 A 的電流,欲求距離 0.05 m(5 公分)處的磁場。
- B = ((4π × 10^{-7} × 10) ÷ (2π × 0.05))
- B = ((2 × 10^{-7} × 10) ÷ (0.05))
- B = ((2 × 10^{-6}) ÷ (0.05)) = 4 × 10^{-5}\ T
因此磁場約為 0.00004 特斯拉,也就是 40 微特斯拉──大致與地球本身的天然磁場屬於同一數量級。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
為什麼磁場是隨距離遞減,而不是隨距離平方遞減?
對於長直導線而言,\(B\) 與 \(1/r\) 成正比(與距離成反比的線性關係);這和點電荷或磁偶極不同,後者分別遵循平方反比或立方反比定律。
應該使用什麼單位?
電流請以安培輸入,半徑以公尺輸入,計算結果即為特斯拉。若要換算成微特斯拉,請乘以 1,000,000;若要換算成高斯(gauss),請乘以 10,000。
這個公式適用於短導線或線圈嗎?
不適用。本公式假設導線為實質上無限長的直導線。線圈、迴路與螺線管因幾何形狀不同,需使用其他對應的公式來計算。