Elektrisk Spenning

For at en elektrisk strøm skal settes opp må det være et elektrisk felt i lederen slik at de frie elektronene i lederen opplever en kraft. Dette er ekvivalent med å si at elektronene i den ene enden av lederen må løftes opp til å ha en potensiell energi slik at de kan ”falle” gjennom lederen og derved generere strømmen.

Det må settes opp en elektromotorisk spenning (U) i lederen/kretsen

som gir elektronene potensiell energi.

Akkurat som at vi kan gi et legeme med masse potensiell energi ved å løfte det i jordens tyngdefelt, så kan vi gi ladninger potensiell energi ved å ’løfte’ dem i et elektrisk felt. Hvis vi ser på et konstant

elektrisk felt langs x-aksen så vil arbeidet, dW, for løfte en ladning, q, et stykke dx i feltet være

\[dW=F\ .dx\]

\[\vec E=\ \frac{\vec F}{q}\]

så

\[dW=qE\ dx \]

Det elektriske feltet kan dermed skrives:

\[E=\frac {dW}{q\ dx}\]

\[E=\frac {dU}{dx}\]

siden spenning er potensiell energi pr. ladningsenhet. Feltstyrke uttrykkes derfor ofte i volt/meter i stedet for Newton/Coulomb.

Måling:

Spenningen mellom to punkter i en krets måles ved å koble et Voltmeter mellom punktene. Som med alle måleinstrumenter er det også her viktig at innkoblingen i kretsen av Voltmeteret ikke endrer spenningen mellom målepunktene. Dette medfører at Voltmeteret må trekke minst mulig strøm fra kretsen, helst ingen, dette er det ideelle tilfellet, i praksis vil et Voltmeter alltid trekke noe strøm.

Om måleverdien skal bli korrekt må instrumentet trekke mye mindre strøm enn

strømmen som går gjennom målepunktene, det vil og si at Voltmeteret må ha en mye større indre Ohmsk motstand enn motstanden sett mellom målepunktene. Et ideelt Voltmeter har uendelig stor indre motstand og vil dermed ikke trekke noen strøm fra kretsen det måles på, dette er ikke mulig å få til eksakt i praksis, men når det gjelder likestrøm er det mulig å komme ganske nær.