Leitungsartig

Aus SystemPhysik
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Ein mengenartige Primärgrösse kann zusammen mit der Materie (konvektiv), durch das elektromagnetische oder Gravitationsfeld (feld- oder strahlungsartig) oder durch die Materie hindurch (leitungsartig oder konduktiv) transportiert werden. Weil konvektiv und konduktiv ähnlich klingen, verwenden wir meistens das Wort leitungsartig. Der leitungsartige Strom nicht mit Hilfe einer Transportgeschwindigkeit beschrieben werden.

Von den sieben Primärgrössen Volumen, Masse, Stoffmenge, elektrische Ladung, Impuls, Drehimpuls und Entropie können nur die letzten vier leitungsartig oder konduktiv transportiert werden. Einschränkend muss gesagt werden, dass der Drehimpulstransport durch ein Bauteil nur anhand der begleitenden Impulsströme nachweisbar ist.

Leitungsartige Transporte zeichnen sich durch eine einfach zu beschreibende Struktur aus:

  • der zugeordnete Energiestrom ist gleich dem Produkt aus Potenzial und Stromstärke
  • fällt ein leitungsartiger Strom über eine Potenzialdifferenz, ist die Prozessleistung gleich Potenzialdifferenz mal Stromstärke
  • die Stärke des leitungsartigen Stromes kann über das Verhalten des leitenden Materials beschrieben werden
  • dissipative Ströme werden von der zugehörigen Potenzialdifferenz angetrieben

Beispiele

  • Der elektrische Stom in einem Leiter ist ein Transport von elektrischer Ladung. Die Stärke dieses Stromes kann über das begleitende Magnetfeld gemessen werden. Die häufig behauptete Bewegung von Elektronen im Leiter ist unter keinen Umständen nachweisbar, da die Lokalisierung dieser Teilchen fundamentale Gesetze der moderenen Physik verletzen würde.
  • In einem gespannten Seil fliesst Impuls gegen die Bezugsrichtung. In Pendelstützen kann der Impuls vor- oder rückwärts transportiert werden.
  • In einem tordierten Stab fliesst eine Drehimpulskomponente vor- oder rückwärts, in einem gebogenen Stab seitwärts zur Bezugsrichtung. Die zugehörige Stromstärke heisst Torsions- oder Biegemoment.
  • Wärmeleitung ist immer dissipativ. Folglich nimmt die Entropiestromstärke längs des Transportweges zu.