Die Spannung, auch als elektrische Potentialdifferenz bekannt, ist der Druck Das drückt Elektronen durch einen Leiter. Es ist die treibende Kraft hinter elektrischer Strom. Um zu verstehen, wie es funktioniert, betrachten Sie diese Analogien:

* Wasseranalogie: Stellen Sie sich einen Wassertank mit einem Rohr am Boden vor. Die Höhe des Wassers im Tank repräsentiert die Spannung. Je höher der Wasserstand (höhere Spannung), desto größer ist der Druck, der das Wasser durch das Rohr drückt. Der Wasserfluss ist analog zum elektrischen Strom.

* mechanische Analogie: Denken Sie an ein Gewicht auf einer Riemenscheibe. Die potentielle Energie des Gewichts aufgrund der Schwerkraft ist analog zur Spannung. Je höher das Gewicht, desto größer die potentielle Energie und desto stärker die Kraft, die sie nach unten zieht. Diese Kraft ähnelt dem "Druck" der Spannung auf Elektronen.

in Bezug auf die Physik:

Die Spannung ist die Differenz der elektrischen Potentialenergie zwischen zwei Punkten in einer Schaltung. Dieser Unterschied ergibt sich aus einer Ladungstrennung. Elektronen tragen eine negative Ladung, und wenn sie sich in einem Bereich ansammeln, wird dieser Bereich im Vergleich zu einem anderen Bereich mit einem Elektronenmangel (eine positive Ladung) negativ geladen. Dieser Ladungsunterschied erzeugt ein elektrisches Feld, das eine Kraft auf die Elektronen ausübt und sie aus der Fläche einer höheren Elektronenkonzentration (negatives Potential) auf die Fläche einer niedrigeren Konzentration (positives Potential) drückt.

* Einheiten: Die Spannung wird in Volt (V) gemessen. Ein Volt ist definiert als ein Joule (j) Energie pro Coulomb (c) Ladung. (1 V =1 J/C) Dies bedeutet, dass ein Volt die Potentialdifferenz darstellt, die eine Coulomb der Ladung ergibt, eine Joule Energie.

* Spannungsquellen: Verschiedene Quellen erzeugen Spannungsunterschiede, darunter:

* Batterien: Chemische Reaktionen innerhalb einer Batterie trennen Ladungen und erzeugen eine Potentialdifferenz zwischen den Klemmen der Batterie.

* Generatoren: Diese verwenden mechanische Energie (z. B. von Turbinen), um Magnete in der Nähe von Drahtspulen zu bewegen, wodurch eine Spannung induziert wird.

* Solarzellen: Diese wandeln Lichtenergie in elektrische Energie um und erzeugen einen Spannungsunterschied.

* Netzteile: Diese konvertieren Wechselstrom (Wechselstrom) in DC (Gleichstrom) und regulieren die Spannung.

Zusammenfassend: Spannung ist kein Ladungsfluss selbst; Es ist das * Potenzial * für den Fluss der Ladung. Es ist die elektromotive Kraft (EMF), die den Druck erzeugt, der die Bewegung von Elektronen antreibt, was einen elektrischen Strom ausmacht. Je höher die Spannung, desto größer ist der Druck und typischerweise (aber nicht immer), desto größer ist der Strom, wenn der Widerstand gleich bleibt (Ohmsche Gesetz).