Elektricitet kommer från olika naturliga och tekniska krafter som förflyttar elektroner. Utspänning är den elektriska potential som produceras av dessa källor och omedelbart levereras genom ledare till sin slutdestination. I andra fall lagras spänningen kemiskt – som i batterier – och släpps ut vid behov. Denna lagrade energi driver ett brett utbud av kommersiell och industriell utrustning.
Spänning är skillnaden i elektrisk potential mellan två punkter. En högre spänning driver ett större strömflöde, vilket måste övervinna motståndet i kretsen. Spänningsenheten är volt (V), definierad som potentialskillnaden som flyttar en coulomb laddning. Spänningen kan vara direkt (DC), flytande i en enda riktning eller alternerande (AC), periodiskt omvänd riktning.
Utspänning är den elektriska potential som en enhet släpper ut, till exempel en spänningsregulator eller en generator. Regulatorer håller spänningen stabil, medan generatorer omvandlar mekanisk, sol- eller kärnenergi till elektricitet genom att snurra turbiner som interagerar med magnetfält. Ledare transporterar sedan denna spänning till hem, företag och industrianläggningar. Halvledarmaterial spelar också en nyckelroll för att kontrollera spänningsflödet.
Ledare tillåter elektrisk ström att flöda fritt; isolatorer förhindrar det. Icke-metalliska fasta ämnen, som plast, fungerar som kraftfulla isolatorer, medan metaller som koppar och aluminium är utmärkta ledare. I koppar är elektroner löst bundna och kan röra sig lätt, vilket möjliggör ett effektivt strömflöde genom en kedjereaktion av elektroninteraktioner.
Enheter som batterier lagrar elektricitet kemiskt tills den behövs. Elektrokemiska celler använder elektrolyter - ämnen med fria joner - för att överföra laddning mellan anoder (negativa) och katoder (positiva). Urladdningshastigheten beror på antalet elektrolyter och hur snabbt enheten drar ström. Högre utsläppshastigheter kan slösa energi och minska effektiviteten. Spänningen från ett batteri kallas elektromotorisk kraft (EMF); även om termen antyder en kraft, representerar den faktiskt den energi som är tillgänglig från den kemiska reaktionen.
Flera fysiska processer kan generera utspänning. Rörelse-EMK uppstår när en ledare rör sig genom ett magnetfält. I resistiva element uppstår spänningsfall när energi försvinner. I allmänhet är utspänningen lika med det arbete som krävs per enhetsladdning för att flytta den laddningen mot det elektriska fältet mellan två punkter.
