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Mathematik-Online-Lexikon:

Fluss durch einen Zylindermantel


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Der Fluss eines Feldes

$\displaystyle \vec{F}(\varrho,\varphi,z) = F_\varrho \vec{e}_\varrho + F_\varphi \vec{e}_\varphi + F_z \vec{e}_z
$

nach außen durch den Mantel eines Zylinders mit Randkurve $ \varrho=\varrho(\varphi)$ ist

$\displaystyle \int\limits_0^{2\pi}\int\limits_{z_{\min}}^{z_{\max}}
F_\varrho \varrho-
F_\varphi \partial_\varphi \varrho
\,\,dz\,d\varphi
\,.
$

Der Fluss des Feldes durch eine Rotationsfläche, die durch Drehung der Kurve $ \varrho=\varrho(z)$ um die $ z$-Achse entsteht, ist

$\displaystyle \int\limits_0^{2\pi}\int\limits_{z_{\min}}^{z_{\max}}
F_\varrho \varrho-
F_z \varrho \partial_z \varrho
\,\,dz\,d\varphi
\,.
$

Der Fluss durch den Mantel eines Kreiszylinders mit $ \varrho=a$ ist demnach

$\displaystyle a\int\limits_0^{2\pi}\int\limits_{z_{\min}}^{z_{\max}}
F_\varrho\,dz\,d\varphi
\,,
$

d.h. nur die axialsymmetrische Komponente des Feldes liefert einen Beitrag. Insbesondere ist beim Kreiszylinder der Fluss für ein axialsymmetrisches Feld $ \vec{F}= f(\varrho) \vec{e}_\varrho$ gleich $ 2\pi a (z_{\max}-z_{\min}) f(a)$.

siehe auch:


[Erläuterungen] [Beispiele]

  automatisch erstellt am 2. 10. 2013