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Die Leistungsdichte ist eine physikalische Größe. Diese kurze, fast umgangssprachliche Bezeichnung ist allerdings nicht eindeutig: Bei Transport- und Flussvorgängen ist sie eine flächenbezogene Größe mit der Einheit W/m². Hierzu zählen auch strahlungsgespeiste Energiewandler wie Fotozellen. Sie wird daher in diesen Fällen eindeutig als Flächenleistungsdichte bezeichnet. Hingegen wird die Leistungsdichte bei Energiewandlern wie Batterie, Kohlekessel, Brennstoffzelle, Motor etc., aber auch bei (Computer-)Netzteilen, an ein Volumen gebunden. Man spricht dann eindeutig von einer Volumenleistungsdichte, welche die Dimension W/m³ aufweist.

Beispiele :

1. Im Bereich der Strahlungsphysik (Wärmestrahlung, Elektromagnetische Welle) entspricht sie dem Betrag des Poynting-Vektors.
2. In der Kerntechnik stellt die Leistungsdichte ein Maß für die in einem Reaktor freigesetzte Wärme pro Volumeneinheit dar. Hier rechnet man meist in der Einheit kW/l (1000 Watt/Liter). Die Einheit kW/kg_Schwermetall wird verwendet zur Beschreibung der Brennelementbelastung. Letztgenannte Einheit wird auch spezifische Leistung genannt.
3. Im Bereich der Brennstoffzellentechnik werden die Einheiten W/l und W/kg verwendet.
4. In der Nachrichtentechnik ist die Leistungsdichte eine wesentliche Kenngröße eines Leitungscodes, aus der die benötigte Bandbreite und die Spektralverteilung ablesbar ist.

Aus der Strahlungsphysik

Prinzipiell gilt, dass die Leistungsdichte S quadratisch mit der Entfernung von der Strahlungsquelle abnimmt. Schließlich muss sich die gleiche Leistung mit steigender Entferung auf eine immer größere Fläche A verteilen. Dies wird auch als Freiraumdämpfung bezeichnet.

In grafischen Darstellungen bilden bei einem Punktstrahler die Flächen mit gleicher Leistungsdichte eine Kugel um die Strahlungsquelle. Die Fläche der Leistungsdichte A wird auf einer Kugel mit dem Durchmesser r beschrieben durch:

Bei gleicher Strahlungsintensität ist die Strahlungsdichte S₁ in geringerer Entfernung also größer als die Strahlungsdichte S₂ in größerer Entfernung.

Siehe auch

• Strahlungsintensität
• Bestrahlungsstärke
• Freiraumdämpfung

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