Spænding er en repræsentation af den elektriske potentielle energi pr. Opladningsenhed. Hvis en elektrisk ladningsenhed blev placeret et sted, angiver spændingen potentiel energi af det på det tidspunkt. Med andre ord er det en måling af energien indeholdt i en elektrisk felteller et elektrisk kredsløb på et givet tidspunkt. Det er lig med det arbejde, der skal udføres pr. Enhedslastning mod det elektriske felt for at flytte ladningen fra et punkt til et andet.
Spænding er en skalær mængde; det har ikke retning. Ohms lov siger, at spænding er lig med aktuelle tids modstand.
Spændingsenheder
Det SI-enhed af spænding er volt, således at 1 volt = 1 joule / coulomb. Det er repræsenteret af V. Spændingen er opkaldt efter den italienske fysiker Alessandro Volta, der opfandt et kemisk batteri.
Dette betyder, at en coulomb af ladning får en joule potentiel energi, når den flyttes mellem to steder, hvor den elektriske potentialforskel er en volt. For en spænding på 12 mellem to placeringer får en ladning af ladningen 12 joule potentiel energi.
Et seks-volt batteri har et potentiale for, at en coulomb af opladning får seks joule potentiel energi mellem to placeringer. Et ni-volt batteri har et potentiale for, at en coulomb ladning får ni joule potentiel energi.
Sådan fungerer spænding
Et mere konkret eksempel på spænding fra det virkelige liv er en vandtank med en slange, der strækker sig fra bunden. Vand i tanken repræsenterer lagret ladning. Det kræver arbejde at fylde tanken med vand. Dette skaber et lager med vand, som det adskiller ladningen i et batteri. Jo mere vand der er i tanken, jo mere tryk er der, og vandet kan komme ud gennem slangen med mere energi. Hvis der var mindre vand i tanken, ville den gå ud med mindre energi.
Dette trykpotentiale svarer til spænding. Jo mere vand der er i tanken, jo mere pres. Jo mere opladning der er gemt i et batteri, jo mere spænding.
Når du åbner slangen, strømmer vandstrømmen derefter. Trykket i tanken bestemmer, hvor hurtigt det strømmer ud af slangen. Elektrisk strøm måles i ampere eller ampere. Jo flere volt du har, jo flere ampere for strømmen, det samme som jo mere vandtryk du har, jo hurtigere flyder vandet ud af tanken.
Strømmen påvirkes imidlertid også af modstand. Når det gælder slangen, er det, hvor bredt slangen er. En bred slange tillader mere vand at passere på kortere tid, mens en smal slange modstår vandstrømmen. Med en elektrisk strøm kan der også være modstand målt i ohm.
Ohms lov siger spænding lig med aktuelle tids modstand. V = I * R. Hvis du har et 12-volt batteri, men din modstand er to ohm, vil din strøm være seks ampere. Hvis modstanden var en ohm, ville din strøm være 12 ampere.