En waarom is spanning nodig bij een apparaat?

dag Milou,

Beschouw dat potentiaalverschil als het hoogteverschil tussen twee punten in een rivier: bij een groot hoogteverschil over korte afstand gaat het water erg snel stromen.

Tja, een apparaat is een energieverbruiker. Een ouderwetse watermolen, ook een 'apparaat' , ook een energieverbruiker,  zet je daarom ook in een rivier met stromend water. En dan bouw je daar een dam in die vlakbij de molen zorgt voor een groot hoogteverschil over korte afstand. Hoe groter dat hoogteverschil hoe meer graan de molen kan malen per dag. 

Een watermolen aan een kanaal (geen hoogteverschil, geen stroming) doet't niet.... :( 

En een batterij of dynamo, de energiebron, is het apparaat dat ervoor zorgt dat dat potentiaalverschil in stand blijft. Die pompt als het ware dat rivierwater weer terug naar boven:



^{(bron: https://kaiserscience.wordpress.com/physics/electromagnetism/electric-current/ )}



groet, Jan

Er zijn een hoop grootheden in de natuurkunde die je ook "per eenheid..." kunt uitdrukken. Als je dan X eenheden hebt, dan is de waarde van die grootheid ook X keer groter:

dichtheid:  de massa per m³  (kg/m³)
elektrische veldsterkte: kracht per ladingseenheid (N/C)
zwaartekracht veldsterkte: kracht per massaeenheid  (N/kg)
  (vlak bij de aarde is die bijna constant: g = 9,81 N/kg (of m/s²) )

elektrische energie (ook wel "spanning" genoemd): energie per ladingseenheid (J/C, ook wel "volt" V)
zwaarte-energie: energie per massa (J/kg)

In geval van elektrische spanning is de spanning dus de energietoename of afname van een lading van 1 coulomb als die over 1 V wordt verplaatst.
Een elektron dat bij de + pool een batterij van 1,5 V binnenkomt en bij de - pool weer verlaat, heeft een energietoename van lading x spanning = 1,6 x 10^-19 x 1,5 = 2,4 x 10^-19 J. Spanning is dus een energie-maat.