Die Spannung ist die elektromotorische Kraft oder die elektrische Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten (häufig im Zusammenhang mit einer elektrischen Schaltung) pro Ladungseinheit, ausgedrückt in Volt (V). Die Spannung wird zusammen mit Strom und Widerstand verwendet, um das Verhalten von Elektronen zu beschreiben. Die Beziehungen werden durch die Anwendung des Ohms-Gesetzes und des Kirchhoff-Schaltungsgesetzes beobachtet.
Diskussion
Die Begriffe Spannung, Ladung, Strom und Widerstand können mit einem Eimer Wasser und einem an der Unterseite befestigten Schlauch erklärt werden. Das Wasser repräsentiert Ladung (und die Bewegung von Elektronen). Der Wasserfluss durch den Schlauch steht für Strom. Die Breite des Schlauchs steht für Widerstand; Ein dünner Schlauch hätte weniger Durchfluss als ein breiterer Schlauch. Der durch das Wasser am Ende des Schlauches erzeugte Druck repräsentiert die Spannung.
Wenn Sie eine Gallone Wasser in den Eimer gießen und dabei das Daumenende mit dem Daumen bedecken, ist der Druck, den Sie gegen den Daumen spüren, ähnlich wie bei der Spannung. Die potenzielle Energiedifferenz zwischen den beiden Punkten - dem oberen Ende der Wasserleitung und dem Ende des Schlauches - beträgt nur eine Gallone Wasser. Nehmen wir an, Sie haben einen Eimer gefunden, der groß genug ist, um mit 450 Gallonen Wasser gefüllt zu werden (ungefähr genug, um einen Whirlpool für sechs Personen zu füllen). Stellen Sie sich vor, welchen Druck Ihr Daumen spürt, wenn Sie versuchen, diese Wassermenge zurückzuhalten. Definitiv eher ein "Push".
Die Spannung (die Ursache) bewirkt, dass der Strom (die Wirkung) stattfindet. Ohne einen Spannungsstoß würde es keinen Elektronenfluss geben. Der durch die Spannung erzeugte Elektronenfluss ist für die zu erledigende Arbeit wichtig. Ein paar 1,5-V-AA-Batterien reichen aus, um ein kleines Spielzeug mit Fernbedienung zu betreiben. Sie können jedoch nicht erwarten, dass mit denselben Batterien ein größeres Gerät betrieben werden kann, das 120 V benötigt, beispielsweise einen Kühlschrank oder einen Wäschetrockner. Es ist wichtig, die Spannungsangaben für die Elektronik zu berücksichtigen, insbesondere beim Vergleich der Schutzstufen von Überspannungsschutzgeräten.
Das Stromnetz der Vereinigten Staaten arbeitet beispielsweise mit 120 V (bei 60 Hz), was bedeutet, dass Sie einen 120 V-Stereoempfänger mit einem Paar Lautsprecher verwenden können. Damit derselbe Stereoempfänger in Australien, der mit 240 V (bei 50 Hz) arbeitet, sicher funktioniert, benötigen Sie einen Stromrichter und einen Steckeradapter, da die Standards von Land zu Land variieren.
