Fluxdichtheden

Fluxdichtheden is een term uit de natuurkunde en de engineering die de hoeveelheid flux van een veld per oppervlakte-eenheid aangeeft. Ze beschrijven hoe een veld door een oppervlak stroomt en worden doorgaans voorgesteld als een vectorveld F waarvan de loodrechte component op het oppervlak de fluxdichtheid bepaalt.

Wiskundig wordt de totale flux φ door een oppervlak S gegeven door φ = ∬_S F · n dA, waarbij n eenheidsnormaal is en dA het oppervlak-element. Voor een homogeen veld dat loodrecht op S staat, is φ = F A en de fluxdichtheid langs die richting is F · n. De divergentie-stelling van Gauss luidt ∬_S F · n dA = ⭨_V div F dV.

Voorbeelden van fluxdichtheden zijn onder andere:

- Elektrische fluxdichtheid D (C/m^2), gerelateerd aan het elektrische veld E via D = ε E in een lineair isotroop materiaal.

- Magnetische fluxdichtheid B (tesla, T), die in rust en in materialen samenhangt met de magnetisering via B = μ0(H + M).

- Warmtefluxdichtheid q'' (W/m^2), de hoeveelheid warmte die per eenheid oppervlakte stroomt.

- Deeltjesfluxdichtheid j (m^-2 s^-1) voor deeltjesstromen.

Fluxdichtheden zijn fundamenteel bij ontwerp en analyse van elektrische en magnetische circuits, isolatie, warmteoverdracht en stralings- en deeltjesproblemen. Ze vormen een praktische brug tussen veldtheorie en engineeringtoepassingen.