Hva er en potensiell forskjell?
En potensiell forskjell er energien per enhetsladning i en elektrisk krets. Potensiell forskjell må måles mellom to punkter fordi det generelt er upraktisk å måle det elektriske potensialet til et enkelt punkt. Potensialforskjellen til et punkt i en elektrisk krets er vanligvis laget med hensyn til et referansepotensiale, for eksempel felles grunn.
Potensiell forskjell er ofte kjent som spenning fordi volt er standard måleenhet for denne mengden. Det er også kjent historisk som press og spenning. "Pressure" er en foreldet betegnelse på potensiell forskjell, men den brukes fremdeles for å referere til potensiell forskjell i sammenheng med vakuumrørelektronikk.
Spenning kan også sees på som energien som trengs for å flytte en ladning mellom punkter dividert med størrelsen på ladningen. Denne energitotalen må inneholde både den statiske og dynamiske energien som kreves for å flytte ladningen. Beregningen av potensialforskjell blir mer nøyaktig ettersom størrelsen på den målte ladningen blir mindre.
En mengde potensialforskjell må inneholde et tegn avhengig av retningen som elektronene strømmer i. Definisjonen av potensiell forskjell antar at positivt ladede partikler beveger seg mot lavere spenninger og negativt ladede partikler beveger seg mot høyere spenninger. Dette betyr at elektronene i en krets flyter fra et punkt med høyere spenning til et punkt med lavere spenning.
Beskrivelsen av potensiell forskjell bruker ofte vann som en analogi for strøm. Denne analogien forutsetter at en mekanisk pumpe fører vann gjennom en lukket rørkrets. Potensialforskjellen i denne analogien er forskjellen i vanntrykk mellom to punkter i kretsen. Vann vil derfor strømme mellom de to punktene hvis det er en forskjell i deres trykk, slik at vannet kan utføre arbeid. På samme måte kan en elektrisk krets kun utføre arbeid hvis det er en potensiell forskjell mellom to punkter i kretsen.
Ulike instrumenter måler potensiell forskjell avhengig av deres arbeidsmetode. Et voltmeter har to ledninger, som hver kobles til et punkt i kretsen. Denne enheten måler spenningsfallet over en fast motstand, som er proporsjonal med mengden volt i kretsen.
Et potensiometer sammenligner en ukjent spenning med en kjent spenning i kretsen. Et oscilloskop forsterker spenningen i kretsen, som avleder en elektronstråle. Mengden av avbøyning er proporsjonal med spenningen i kretsen. En multimeter måler flere elektriske mengder, inkludert spenning.