Elektrisk spænding
Spænding er det, der får elektriske ladninger til at bevæge sig. Det er det "skub", der får ladningerne til at bevæge sig i en ledning eller en anden elektrisk leder. Man kan betragte det som den kraft, der skubber ladningerne, men det er ikke en kraft. Spænding kan få ladninger til at bevæge sig, og da det er en strøm at bevæge ladninger, kan spænding forårsage en strøm.
Elektrisk potentialforskel er den egentlige videnskabelige betegnelse, men kaldes almindeligvis spænding. Uformelt kaldes spænding eller elektrisk potentialforskel undertiden for "potentialforskel". Under visse omstændigheder kaldes spænding også for elektromotorisk kraft (EMF).
Spænding er en elektrisk potentialforskel, forskellen i elektrisk potentiale mellem to steder. Enheden for elektrisk potentialforskel, eller spænding, er volt. Volt er opkaldt til minde om Alessandro Volta. En volt er lig med en joule pr. coulomb. Symbolet for enheden volt skrives med et stort V som i (9V). I henhold til reglerne i det internationale enhedssystem skal symbolet for en enhed med et navn, der er afledt af en persons egennavn, skrives med store bogstaver.
Bemærk venligst, at volt og spænding er to forskellige ting. Volt er en enhed, hvormed vi måler noget. Både elektrisk potentiale og spænding er ting, vi måler, og volt er måleenheden for begge dele. Symbolet for enheden volt skrives med et V (9 volt eller 9 V). Når spænding bruges i en formel, kan det skrives med kursiv skrift, f.eks. V = 9 V {\displaystyle V=9\,{\text{V}}} 
, eller skrives med kursivskrift. Hvis der kun er et symbol med et enkelt bogstav at gå efter, kan der anvendes et lille v, f.eks. spænding = strøm × modstand {\displaystyle {\text{spænding}}}={\text{strøm}}}\ gange {\text{modstand}}}}
eller v = ir {\displaystyle {\text{v}}={\text{ir}}} 
. Elektroteknikere bruger symbolet e {\displaystyle e}
for spænding, f.eks. e = i r {\displaystyle e=ir} 
, for at gøre forskellen mellem spænding og volt meget tydelig.
Teknisk set er spænding forskellen i elektrisk potentiale mellem to punkter og måles altid mellem to punkter, f.eks. mellem den positive og negative ende af et batteri, mellem en ledning og jorden eller mellem en ledning eller et punkt i et kredsløb og et punkt i en anden del af kredsløbet. I daglig brug med husholdningselektricitet i USA er spændingen oftest 120 V. Denne spænding måles fra den elektriske ledning til jorden.
Bemærk, at der skal være både spænding og strøm for at overføre effekt (energi). Der kan f.eks. være høj spænding på en ledning, men hvis den ikke er forbundet, sker der intet, medmindre den er forbundet. Fugle kan lande på højspændingsledninger som f.eks. 12 kV og 16 kV uden at dø, fordi strømmen ikke løber gennem fuglen.
Der findes to typer spænding, jævnspænding og vekselspænding. Jævnspænding (jævnstrømsspænding) har altid den samme polaritet (positiv eller negativ), f.eks. i et batteri. AC-spændingen (vekselstrømsspænding) skifter mellem positiv og negativ. Spændingen fra stikkontakten skifter f.eks. polaritet 60 gange i sekundet (i Amerika) eller 50 gange i sekundet (Storbritannien og Europa). Jævnspænding bruges typisk til elektronik og vekselspænding til motorer.
Tilslutning af et højspændingskabel
Definition
Spænding er ændringen i elektrisk potentiale mellem to steder
eller ændringen i elektrisk potentiel energi pr. coulomb mellem to steder.
V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}} 
Hvor V=spænding, EPE=elektrisk potentiel energi, q=ladning, ∆=forskel i.
Jordspænding
Spænding måles altid mellem to punkter, og det ene af dem kaldes ofte "jord" eller nulpunktet (0V). I de fleste elektriske vekselstrømsinstallationer er der en forbindelse til jorden. Forbindelsen til den reelle jordforbindelse sker gennem et vandrør, en jordstang, der er gravet eller drevet ned i jorden, eller en praktisk metallisk leder (ikke et gasrør), der er gravet ned i jorden. Denne forbindelse er lavet ved indgangen til det elektriske system i en bygning, ved hver mast, hvor der er en transformer ved gaden (ofte på en elmast), og andre steder i systemet. Hele planeten Jorden bruges som referencepunkt til måling af spænding. I en bygning føres denne jord til hver elektrisk enhed på to ledninger. Den ene er "jordlederen" (den grønne eller blanke ledning) og bruges som sikkerhedsjord til at forbinde metaldele af udstyret med jorden. Den anden bruges som en af de elektriske ledere i systemets kredsløb og kaldes "neutral leder". Denne ledning, som er på jordpotentialet, afslutter alle kredsløb ved at føre strømmen fra elektrisk udstyr tilbage til systemets indgangssted i bygningerne og derefter til transformeren, som normalt ligger ved gaden. Mange steder uden for bygningerne er det unødvendigt at have en ledning til at afslutte kredsløbene og føre strømmen fra bygningerne til generatorerne. Den returvej, der fører al strømmen tilbage, er selve jorden.
I jævnstrømskredsløb kaldes den negative ende af en generator eller et batteri ofte for "jord" eller nulvoltpunktet (0V), selv om der måske eller måske ikke er en forbindelse til jorden. Der kan være flere jordforbindelser på det samme printkort (PCB), f.eks. ved følsomme analoge kredsløb kan den del af kredsløbet bruge en "analog jordforbindelse", og den digitale del kan have en "digital jordforbindelse".
I elektrisk udstyr kan 0 volt-punktet være metalchassiset, kaldet chassisjord, eller en forbindelse til den faktiske jord kaldet jordjord, hver med deres eget symbol, der anvendes i elektriske skematiske tegninger (kredsløbstegninger).
Måleværktøjer
Nogle af værktøjerne til måling af spændingen er voltmeteret og oscilloskopet.
Voltmeteret måler spændingen mellem to punkter og kan indstilles til DC-tilstand eller AC-tilstand. Voltmeteret kan f.eks. måle jævnspændingen fra et batteri (typisk 1,5 V eller 9 V) eller vekselspændingen fra stikkontakten på væggen (typisk 120 V).
For mere komplekse signaler kan et oscilloskop anvendes til at måle DC- og/eller AC-spændingen, f.eks. til at måle spændingen over en højttaler.
Potentialeforskel
Spændingen eller potentialforskellen fra punkt a til punkt b er den mængde energi i joule (som følge af det elektriske felt), der kræves for at flytte 1 coulomb positiv ladning fra punkt a til punkt b. En negativ spænding mellem punkt a og b er en spænding, hvor der kræves 1 coulomb energi for at flytte en negativ ladning fra punkt a til punkt b. Hvis der er et ensartet elektrisk felt omkring et ladet objekt, vil negativt ladede objekter blive trukket mod højere spændinger, og positivt ladede objekter vil blive trukket mod lavere spændinger. Potentialdifferencen/spændingen mellem to punkter er uafhængig af den vej, der tages for at komme fra punkt a til b. Således vil spændingen fra a til b + spændingen fra b til c altid være lig med spændingen fra a til c.
Spørgsmål og svar
Sp: Hvad er spænding?
A: Spænding er en elektrisk potentialforskel, forskellen i elektrisk potentiale mellem to steder. Det kan opfattes som den kraft, der tvinger ladninger til at bevæge sig i en ledning eller en anden elektrisk leder.
Sp: Hvilken enhed bruges til at måle spænding?
A: Enheden til måling af spænding er volt. Symbolet for denne enhed skrives med et stort V (9V).
Spørgsmål: Hvordan forårsager spænding strøm?
A: Spænding kan få ladninger til at bevæge sig, og da ladninger i bevægelse skaber en strøm, kan spænding forårsage en strøm.
Spørgsmål: Hvem var Alessandro Volta, og hvorfor blev volt opkaldt efter ham?
Svar: Alessandro Volta var en italiensk fysiker, som opfandt det første batteri i 1800. Volt blev opkaldt efter ham som en måde at ære hans bidrag til videnskaben på.
Spørgsmål: Er volt og spænding to forskellige ting?
A: Ja, volt er enheder, hvormed vi måler noget, mens spænding henviser til det, vi måler ved hjælp af disse enheder.
Spørgsmål: Hvad er de to typer spænding?
A: Der findes to typer spænding - DC (jævnstrøm) og AC (vekselstrøm). Jævnstrøm har altid den samme polaritet, mens vekselstrøm skifter mellem positiv og negativ polaritet.
Spørgsmål: Er det muligt for fugle at lande på højspændingsledninger, uden at de tager skade?
A: Ja, fugle kan lande på højspændingsledninger som f.eks. 12 kV og 16 kV uden at dø, fordi der skal være både spænding og strøm til stede, for at der kan overføres strøm (energi) gennem dem - hvis kun det ene element er til stede, sker der ikke noget.
