fluxdichtheid

Fluxdichtheid, ook wel flux density genoemd, is een maat voor de hoeveelheid van een fysische grootheid die per oppervlakte door een oppervlak gaat. In het algemeen is de flux door een oppervlak S het oppervlak integraal Φ = ∫_S F · dA, waarbij F een vectorveld is en dA een vector met magnitude dA en richting de normaal van het oppervlak. De lokale fluxdichtheid is dan de component van F loodrecht op het oppervlak, oftewel F · n.

Toepassingen en voorbeelden: Magnetische fluxdichtheid B, uitgedrukt in tesla (T), geeft aan hoeveel magnetische flux er per vierkante meter door een oppervlak gaat. Elektrische fluxdichtheid D, uitgedrukt in coulomb per vierkante meter (C/m^2), verschijnt in Maxwell-vergelijkingen en voldoet aan ∇·D = ρ_free; in lineaire media geldt D = ε E. In radiometrie levert de radiatieve fluxdichtheid of irradiantie (W/m^2) de hoeveelheid elektromagnetische straling per oppervlakte-eenheid. De Poynting-vector S is een bekende vorm van energiefluxdichtheid (ook in W/m^2).

Relaties: De fluxdichtheid hangt samen met veldtypen via constitutieve relaties zoals D = ε E en B = μ H. Gausswetten koppelen de fluxdichtheid aan bronverdeling: ∇·D = ρ_free en ∇·B = 0. In praktische toepassingen bepalen deze densiteiten hoe velden zich langs een oppervlak verdelen, bijvoorbeeld bij magnetische schakelingen, antennes en optische systemen.

Samengevat beschrijft fluxdichtheid de hoeveelheid flux per oppervlakte op een punt in een veld en is zij een fundamenteel begrip bij het kwantificeren van elektrisch, magnetisch en stralingsvelden.