Διαφορά δυναμικού

Τάση είναι η μεταβολή του Ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο θέσεων
ή η μεταβολή της Ενέργειας Ηλεκτρικού δυναμικού ανά κουλούμπιο μεταξύ δύο θέσεων.

V = Δ ( E P E / q ) = ( E P E / q ) 2 - ( E P E / q ) 1 {\displaystyle V=\Delta (EPE/q)=(EPE/q)_{2}-(EPE/q)_{1}}

Όπου V=Τάση, EPE=Ενέργεια ηλεκτρικού δυναμικού, q=φορτίο, ∆=διαφορά σε.

Η τάση μετριέται πάντα μεταξύ δύο σημείων, και το ένα από αυτά ονομάζεται συχνά "γείωση" ή σημείο μηδενικών βολτ (0V). Στις περισσότερες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις εναλλασσόμενου ρεύματος υπάρχει σύνδεση με τη γη. Η σύνδεση με την πραγματική γη γίνεται μέσω ενός σωλήνα νερού, μιας ράβδου γείωσης που θάβεται ή οδηγείται στη γη ή ενός κατάλληλου μεταλλικού αγωγού (όχι σωλήνα αερίου) που θάβεται στο υπέδαφος. Η σύνδεση αυτή γίνεται στο σημείο εισόδου του ηλεκτρικού συστήματος σε ένα κτίριο, σε κάθε στύλο όπου υπάρχει μετασχηματιστής στο δρόμο (συχνά σε ηλεκτρικό στύλο) και σε άλλα σημεία του συστήματος. Όλος ο πλανήτης Γη χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς για τη μέτρηση της τάσης. Σε ένα κτίριο αυτή η γείωση μεταφέρεται σε κάθε ηλεκτρική συσκευή με δύο καλώδια. Το ένα είναι ο "αγωγός γείωσης" (το πράσινο ή γυμνό καλώδιο) και χρησιμοποιείται ως γείωση ασφαλείας για τη σύνδεση των μεταλλικών μερών του εξοπλισμού με τη γη. Το άλλο χρησιμοποιείται ως ένας από τους ηλεκτρικούς αγωγούς στα κυκλώματα του συστήματος και ονομάζεται "ουδέτερος αγωγός". Αυτό το καλώδιο που βρίσκεται στο δυναμικό γείωσης ολοκληρώνει όλα τα κυκλώματα μεταφέροντας το ρεύμα από κάθε ηλεκτρικό εξοπλισμό πίσω στο σημείο εισόδου του συστήματος στα κτίρια και στη συνέχεια στον μετασχηματιστή που βρίσκεται συνήθως στον δρόμο. Σε πολλά σημεία εκτός των κτιρίων καθίσταται περιττή η ύπαρξη ενός καλωδίου για την ολοκλήρωση των κυκλωμάτων και τη μεταφορά του ρεύματος από τα κτίρια στις γεννήτριες. Το μονοπάτι επιστροφής που μεταφέρει όλο το ρεύμα πίσω είναι η ίδια η γη. Στα
κυκλώματα συνεχούς ρεύματος, το αρνητικό άκρο μιας γεννήτριας ή μιας μπαταρίας ονομάζεται συχνά "γείωση" ή σημείο μηδενικής τάσης (0V), παρόλο που μπορεί να υπάρχει ή να μην υπάρχει σύνδεση με τη γη. Μπορεί να υπάρχουν διάφορες γειώσεις στην ίδια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB), για παράδειγμα σε ευαίσθητα αναλογικά κυκλώματα, το τμήμα αυτό του κυκλώματος μπορεί να χρησιμοποιεί μια "αναλογική γείωση" και το ψηφιακό τμήμα, να έχει μια "ψηφιακή γείωση".
Στον ηλεκτρικό εξοπλισμό το σημείο 0 volt μπορεί να είναι το μεταλλικό πλαίσιο που ονομάζεται γείωση πλαισίου ή μια σύνδεση με την πραγματική γη που ονομάζεται γείωση γείωσης, το καθένα με το δικό του σύμβολο που χρησιμοποιείται στα ηλεκτρικά σχηματικά σχέδια (σχέδια κυκλωμάτων).

Μερικά από τα εργαλεία για τη μέτρηση της τάσης είναι το βολτόμετρο και ο παλμογράφος.

Το βολτόμετρο μετρά την τάση μεταξύ δύο σημείων και μπορεί να ρυθμιστεί στη λειτουργία DC ή AC. Το βολτόμετρο μπορεί να μετρήσει την τάση συνεχούς ρεύματος μιας μπαταρίας για παράδειγμα (τυπικά 1,5V ή 9V) ή την τάση εναλλασσόμενου ρεύματος από την πρίζα στον τοίχο (τυπικά 120V).

Για πιο σύνθετα σήματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί παλμογράφος για τη μέτρηση της τάσης συνεχούς ή/και εναλλασσόμενου ρεύματος, για παράδειγμα για τη μέτρηση της τάσης σε ένα ηχείο.

Η τάση ή η διαφορά δυναμικού από το σημείο α στο σημείο β είναι η ποσότητα ενέργειας σε τζάουλ (ως αποτέλεσμα του ηλεκτρικού πεδίου) που απαιτείται για να μετακινηθεί 1 κουλόμπ θετικού φορτίου από το σημείο α στο σημείο β. Μια αρνητική τάση μεταξύ των σημείων α και β είναι εκείνη στην οποία απαιτείται 1 κουλόμπ ενέργειας για να μετακινηθεί ένα αρνητικό φορτίο από το σημείο α στο β. Εάν υπάρχει ένα ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο γύρω από ένα φορτισμένο αντικείμενο, τα αρνητικά φορτισμένα αντικείμενα θα έλκονται προς υψηλότερες τάσεις και τα θετικά φορτισμένα αντικείμενα θα έλκονται προς χαμηλότερες τάσεις. Η διαφορά δυναμικού/τάση μεταξύ δύο σημείων είναι ανεξάρτητη από τη διαδρομή που ακολουθείται για να φτάσει από το σημείο α στο β. Έτσι, η τάση από το α στο β + η τάση από το β στο γ θα είναι πάντα ίση με την τάση από το α στο γ.