Fluss und Strom sind in der Physik zwei abstrakte Beschreibungen eines gleichen Vorganges:
- Der Strom bezeichnet allgemein eine pro Zeiteinheit durch eine gegebene Querschnittsfläche hindurchtretende Menge.
- Der Fluss (mathematisch genauer: skalarer Fluss eines Vektorfeldes) ist definiert als das innere / skalare Produkt aus Vektorfeld und Fläche. (Das Vektorfeld ist hier über die Fläche konstant, sonst erfolgt Integralbildung.) Die Ausrichtung der Fläche wird durch den Normalenvektor bestimmt.
Beispiele
Der elektrische Strom (genauer: die elektrische Stromstärke) der Ladung
während einer gewissen Zeiteinheit
, ist auch ein Fluss, nämlich der Fluss der
Stromdichte durch eine Fläche
:
I=\int\vec j\cdot\mathrm{d}\vec A=\frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}t}
Obiges Beispiel veranschaulicht den Zusammenhang zwischen den physikalischen (abstrakten) Begriffen
Fluss und
Strom, die auch in anderen Gebieten der Physik verwendet werden (z. B. Wahrscheinlichkeitsstrom in der Quantenmechanik).
Eine weitere Anwendung (unter vielen) ist beispielsweise der magnetische Fluss sowie der elektrische (Verschiebungs-) Fluss
\Psi=\int\vec D\cdot\mathrm{d}\vec A=Q
- wobei die elektrische Flussdichte oder auch elektrische Verschiebungsdichte bezeichnet und die Ladung.
- Siehe auch:
Strom
Strom = Menge / Zeit
I=\frac{\mathrm{d}Q}{\mathrm{d}t}
- bezieht sich hier allgemein auf eine Menge (lateinisch quantitas)
Trägt die Menge eine Energie, entspricht der Strom einer Leistung.
Fluss
Fluss = Vektorfeld · Fläche
- Das Vektorfeld wird hierbei allgemein als Flussdichte bezeichnet.
\Phi=\vec F\cdot\vec A
Differentielle Darstellung etwa:
\mathrm{d}\Phi=\vec F\cdot\mathrm{d}\vec A
Integrale Darstellung etwa:
\Phi=\int\vec F\cdot\mathrm{d}\vec A
- Mathematische Formulierungen als Feldgröße:
Vektorfluss eines skalaren Feldes
\vec\Phi=\int F(\vec r)\cdot\mathrm{d}\vec A
Skalarer Fluss eines Vektorfeldes
\Phi=\int\vec F(\vec r)\cdot\mathrm{d}\vec A
Vektorfluss eines Vektorfeldes
\vec\Phi=\int\vec F(\vec r) \times \mathrm{d}\vec A
Literatur
Theoretische Physik | Elektrodynamik
Flux | Sähkövuo | שטף | Strumień pola | Thông lượng