Verschillen en stromen

Een waterstroom loopt van boven naar beneden. De oorzaak van de waterstroom is het hoogteverschil.
Onderweg is er een hoogtegradiënt; dat is hier een aantal meter daling per meter verplaatsing.
Onderweg neemt de hoogte steeds af.
De diepere oorzaak van de stroming is de gestage afname onderweg van de zwaarte-energie.

Een gradiënt is de wiskundige naam van een geleidelijke daling.
Het is de afname van een meetbare grootheid per hoogteverschillletje.
Het kan natuurlijk ook een toename betreffen maar hier gaat het steeds om afnames.

Kijk je dwars over de rivier, dan valt het op
dat het water in het midden sneller stroomt dan aan de kant.
Van het midden naar de rand is een snelheidsgradiënt.
Dat is een aantal (m/s)/m, dus een aantal s^-1.

Bij een gasstroom moet er steeds sprake zijn van een drukgradiënt.
Dat is een aantal Pa/m of N/m3.
Wind is een bijzondere gasstroom.
Bij een boertje en windje is er sprake van het verkleinen van een drukverschil tussen "binnen en buiten".

Bij een elektrische stroom is er steeds een potentiaalverschil of spanning aanwezig.
Dat betekent, dat er steeds een gradiënt is in de elektrische energie.
(Merk op, dat een spanningsverschil een potentiaalverschil-verschil is!
Dat is dus fout taalgebruik.)

Sommigen geven als oorzaak van een elektrische stroom aan, dat er onderweg
een geleidelijke daling is van het aantal vrije elektronen per volume.
Er is dan in de stroomrichting een elektronen-dichtheid-gradiënt.
Dat is verdedigbaar maar niet praktisch.
Daar komt het woord 'spanning' vandaan, net als de spanning (druk) van een gas.

Een temperatuursgradiënt geeft aanleiding tot een warmtetransport.
Een temperatuursgradiënt heeft als eenheid de kelvin per meter of K/m.

Als je een klontje suiker in het water gooit, dan ontstaat er in de buurt van het klontje
een concentratiegradiënt van suiker in water. Dat geeft aanleiding tot diffusie.
Dat is hier een geleidelijke verplaatsing van suikermolekulen door het water.

Alle voorgaande stromingen houden op te bestaan als de bijbehorende gradiënt nul is geworden.

de algemene formule voor een stroming is:

De algemene gradiënt =
[de algemene stroom] × [de algemene weerstand]

wat beweegt	aanleiding	gevolg	tegenwerking
lading coulomb	potentiaalverschil volt	stroomsterkte ampère	weerstand ohm of ω
lucht m3	drukverschil Pa	wind	luchtweerstand
water m3	hoogte-afname m/m	massastroomsterkte in kg/s	wrijving in (m/s)2
hagel	zwaarte-energie -afname in J	vallend voorwerp	valweerstand in N
thermische energie in J	temperatuurs- verschil in K	warmtestroom	warmteweerstand in K/(Wm)

De volgende stroom past ook een beetje in dit schema:
de informatiestroom. Die ontstaat door verschil in kennis.
De weerstand is hier concentratiestoornissen van leerlingen en leraren,
maar ook stoorzenders.

Fysica

Wetenschappen