26.10
Die Stromdichte ist die Gesamtmenge des pro Querschnittseinheit fließenden Stroms. Der Gesamtstrom, der durch eine Querschnittsfläche fließt, kann also als Oberflächenintegral der Stromdichte ausgedrückt werden.
Die Ladungserhaltung erfordert nun, dass der Gesamtstrom, der aus einem gegebenen Volumen fließt, der Rate der Ladungsabnahme innerhalb dieses Volumens entspricht.
Drückt man die Gesamtladung in Bezug auf die Volumenladungsdichte aus, wird die Gleichung modifiziert. Da es sich bei der Ladungsdichte um eine Raumfunktion handelt, kann ihre Zeitableitung nach der Leibniz-Regel innerhalb des Integrals verschoben werden.
Wendet man den Divergenzsatz auf die linke Seite der Gleichung an, wird das Integral der geschlossenen Fläche in ein Volumenintegral umgewandelt. Diese Beziehung gilt für jeden Band; Infolgedessen sind die Integranden gleich.
Die Divergenz der Stromdichte entspricht der negativen Änderungsrate der Volumenladungsdichte. Diese mathematische Aussage der lokalen Ladungserhaltung wird als Kontinuitätsgleichung bezeichnet.
Bei stationären Strömen ist die Ladungsdichte mit der Zeit invariant. Die Divergenz der Stromdichte ist also Null.
Die Gesamtmenge des fließenden Stroms pro Einheitsquerschnittsfläche wird als Stromdichte bezeichnet. Daher kann der durch einen Querschnitt fließende…
Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.