Die Spannung wird technisch als elektrische Potentialdifferenz bezeichnet, und dieses Synonym bringt die Funktionsweise der Spannung wirklich zum Ausdruck. Die Spannung ist technisch gesehen die Differenz im elektrischen Potential zwischen zwei Punkten. Um noch technischer zu werden, ist die Spannung die Differenz zwischen zwei Punkten in einem statischen elektrischen Feld.
Spannung, Arbeit und Ladung
Spannung ist die Differenz zwischen zwei Punkten in einem Feld, wobei Spannung definiert ist als der Arbeitsaufwand, der pro Ladeeinheit erforderlich ist, um eine Prüfladung zwischen zwei Punkten zu übertragen. Eine Prüfladung kann als idealisiertes Modell betrachtet werden, bei dem es ein vernachlässigbares Hindernis zwischen dem Arbeitsaufwand pro Ladeeinheit und dem Unterschied im elektrischen Potential zwischen zwei Punkten gibt.
Die Spannung wird von Physikern manchmal als elektromotorische Kraft bezeichnet, da die Spannung technisch ein quantifizierbarer Ausdruck der Ladungsdifferenz zwischen zwei Punkten im gleichen elektrischen Feld ist. Je größer die Spannung in einem bestimmten Medium, desto höher ist der Stromfluss zwischen einem leitenden Medium und einem bestimmten Widerstand gegenüber dem Stromfluss dieses elektrischen Stroms.
Gleich- und Wechselspannung
Gleich- und Wechselspannung werden durch die Polarität und die mögliche Änderung von Art und Richtung einer Polarität im Laufe der Zeit voneinander unterschieden. Die Gleichspannung ist relativ einfach, da sie mit der Zeit die gleiche Polarität beibehält. Die Wechselspannung hingegen kehrt zu bestimmten Zeitpunkten die Richtung der Polarität um. Die Anzahl der Zyklen pro Sekunde, die diese Polarität ändert, wird als Frequenz bezeichnet.
Diese Frequenzänderung wird in Hertz gemessen. Begriffe wie Kilohertz und Gigahertz bezeichnen höhere Zyklen pro Sekunde. Eine elektrochemische Zelle befasst sich mit Gleichspannung, während die vorgenannten Frequenzänderungen in Hertz eher mit der Wechselspannung gängiger Versorgungsanschlüsse zusammenhängen. Ein Voltmeter misst diese Veränderungen.
Die Spannung ist ein Schlüsselparameter aller elektrischen Schaltungen. Spannung ist im Wesentlichen der Druck, der die geladenen Elektronen dazu zwingt, in einem Stromkreis zu fließen.