Strømmengder

Strømmengder er mengder som beskriver hvor mye av en størrelse som passerer gjennom en avgrenset overflate per tidsenhet. Begrepet brukes i fysikk, ingeniørfag og biologi for å kvantifisere transport av alt fra masse og elektrisk ladning til energi og partikler.

Matematisk sett kan man beskrive strømmengden med et flukssentrert felt. En fluxdensitet eller strømmetetthet, J, er en vektor som peker i retningen av transporten og hvis størrelse gir antalleten som passerer per arealenhet per tidsenhet. Den totale strømmengden Φ gjennom en flate S erΦ = ∮_S J · n dA, hvor n er ytre normal til overflaten og dA er et lite arealelement. I én-dimensjonal transport er Q ofte lik integralet av J over tverrsnittet. For massestrøm brukes vanligvis Q = ∮_A ρ v · n dA, der ρ er tetthet og v er væskens hastighet.

Strømmengder kommer i ulike former: massestrøm (kg/s), elektrisk strøm (ampere, coulomb/s), energistrøm (effekt, watt, ofte representert som energitilførsel per overflate), og partikkelstrøm (antall partikler per tidsenhet). Bevegelse følger ofte kontinuitetsligninger: ∂ρ/∂t + ∇·J = 0, som beskriver bevaring av den transporterte mengden. Diffusjon er et vanlig eksempel på strømmengde, der J = -D ∇c beskriver hvordan konsentrasjonen c av et stoff flyter fra høy til lav konsentrasjon.

Bruksområder spenner fra fluiddynamikk og varmefrakobling til elektriske kretser og miljøstudier, der strømmengder er sentrale for å vurdere transport og effektivitet.