Elektricitet kommer från en mängd olika krafter som rör elektroner. Utgångsspänning kan genereras och skickas omedelbart genom en serie ledare till dess slutdestination. Andra former av utspänning lagras i kemisk form och släpps senare. Denna typ av utspänning ger den energi som driver olika kommersiella och industriella enheter.
Grunderna för spänning
Spänning är skillnaden i laddning mellan två olika punkter. Ju mer spänning, desto större flöde av elektrisk ström. Strömmen upplever ett motstånd mot sitt flöde; mängden spänning avgör i vilken utsträckning strömmen övervinner detta motstånd. Spänningen mäts av en standardenhet som kallas volt. En volt driver en coulomb, vilket är standardenheten för en elektrisk laddning. Spänningen kan vara direkt eller växlande: En likström flyter i en riktning, medan en växelström ofta vänder sin riktning.
Definition av utgångsspänning
Utgångsspänningen är den spänning som frigörs av en enhet, såsom en spänningsregulator eller en generator. Spänningsregulatorer håller konstanta spänningsnivåer. Elgeneratorer använder en bränslekälla, som solljus, kol eller kärnenergi, för att driva turbiner, som samverkar med magneter för att generera elektricitet. En ledare bär utspänningen till olika destinationer, till exempel hem och företag. Halvledarmedier leder spänning.
Ledare och isolatorer
Ledare låter elektriska strömmar flöda fritt. Isolatorer omger de elektriska ledningarna och låter inte strömmar passera genom dem. Icke-metalliska fasta ämnen fungerar som kraftfulla isolatorer, medan koppar och aluminium fungerar som ledare. Elektroner i koppar är fria och stöter från varandra, vilket innebär att kopparelektroner inte är ordentligt fästa vid koppar och kan lossna från koppar. Elektriska strömmar orsakar en kedjereaktion som leder strömmen genom koppar.
Batterier
Vissa enheter, såsom batterier, lagrar elektricitet tills det behövs av elektroniska enheter. Batterier gör kemisk energi till elektrisk energi. Elektrokemiska celler är anslutna genom ledande elektrolytanjoner - atomer som har fått elektroner - och katjoner, eller atomer som sannolikt kommer att förlora elektroner. Elektriska ledare är anslutna med en elektrolyt - ett ämne med fria joner - tillverkat av ett fast eller flytande ämne. Batterier har olika urladdningshastigheter baserat på antalet elektrolyter i batteriet och den hastighet med vilken enheten får batteriet att laddas ur. Snabbare urladdningar leder till att batteriet slösar bort el och fungerar mindre effektivt. Utspänning som produceras av ett batteri kallas elektromotorisk kraft eller EMF. Denna term är en felaktig benämning, eftersom den faktiskt inte är en kraft: Det är istället den energi som görs tillgänglig genom mekanismen som genererar elen.
Elektrisk fenomen
Olika processer kan generera utspänning. Magnetkrafter som utövas på rörliga ledarladdningar kan skapa spänning, kallad rörlig EMF. Motstånd genererar spänning, som uppträder i en krets, orsakad av energiförlust. Mängden utspänning är baserad på det arbete spänningen måste göra per laddningsenhet för att flytta en laddning mot ett elektriskt fält mellan två punkter.