Konvektionsstrom

Definition und Grundprinzip

Ein Konvektionsstrom ist ein Strom, der eine weitere mengenartige Größe mitführt. Meist handelt es sich um einen Stoffstrom: Bewegte Materie transportiert zusätzlich eine skalare Größe, etwa thermische Energie, oder eine vektorielle Größe, etwa Impuls.

Auch Materie selbst kann von strömender Materie mitgeführt werden. Ein Beispiel sind Feststoffpartikel, die durch ein strömendes Fluid – also eine Flüssigkeit oder ein Gas – transportiert werden.

Anwendungsgebiete

Konvektionsvorgänge treten besonders in der Fluiddynamik auf. In der Meteorologie und beim Mischen in der Verfahrenstechnik sind Stofftransport und der Transport weiterer Größen eng miteinander verbunden. Die Thermodynamik betrachtet vor allem die Wärmeübertragung durch Konvektion.

Elektrische Konvektionsströme

In der Elektrizitätslehre entsteht ein Konvektionsstrom, wenn Ladungsträger wie Elektronen oder Ionen elektrische Ladung durch ihre Bewegung transportieren. Er unterscheidet sich vom Verschiebungsstrom, bei dem keine Materie bewegt wird.

In älterer Literatur wurde außerdem zwischen einem Konvektionsstrom ohne Leitungsverluste und einem Leitungsstrom unterschieden. Als Beispiel für einen verlustfreien Konvektionsstrom gilt die Bewegung statischer Elektrizität auf einer rotierenden Scheibe. Ein Leitungsstrom muss dagegen einen ohmschen Widerstand überwinden. Heute wird diese Unterscheidung häufig nicht mehr vorgenommen.

Weitere Verwendung des Begriffs

Der Karlsruher Physikkurs unterscheidet auch bei Entropie- und Impulsströmen zwischen zwei Transportarten: dem Leitungsstrom, auch konduktiver Strom genannt, und dem mitführenden Stoffstrom, auch konvektiver Strom genannt.