Jännite ja sähkövirta virtapiirissä

Jännitelähteellä tarkoitetaan laitetta, joka luo pysyvän potentiaalieron kahden pisteen välille. Näitä pisteitä kutsutaan jännitelähteen navoiksi ja napojen välistä potentiaalieroa napajännitteeksi. Tyypillisiä jännitelähteitä ovat paristot, akut ja pistorasiat. Kun jännitelähteen navat yhdistetään johdemateriaalilla, kuten kuparista valmistetulla sähköjohdolla, varaukset pääsevät liikkumaan. Syntyy suljettu virtapiiri, jossa sähkövirta kulkee.

Tasajännitelähteen napajännite ei muutu. Tasajännitelähteitä ovat paristot ja akut. Jännitelähteessä on korkeammassa potentiaalissa oleva positiivinen napa ja alhaisemmassa potentiaalissa oleva negatiivinen napa. Plusmerkkiset varaukset pyrkivät liikkumaan alhaisempaan ja miinusmerkkiset korkeampaan potentiaaliin.

Metallisessa sähkönjohteessa liikkuvat varaukset ovat elektroneja, joten ne liikkuvat negatiiviselta navalta kohti positiivista napaa. Sähkövirran suunnaksi on kuitenkin sovittu plusmerkkisen varauksen liikkeen suunta. Sähkövirran suunta on positiiviselta navalta kohti negatiivista napaa eli vastakkainen elektronien liikkeen suunnalle.

Vaihtojännitelähteessä napajännitteen suunta vaihtuu tasaisin aikavälein. Vaihtojännitelähteitä ovat pistorasiat, joiden jännitettä pitävät yllä voimalaitokset sähköverkon kautta. Vaihtojännitteen ja vaihtovirran syntyyn palataan moduulissa FY7.

Jännitelähteeseen kytkettäviä yksittäisiä osasia kutsutaan komponenteiksi. Sähkövirta kulkee komponentin läpi, kun sen napojen välillä on jännite. Sähkövirran suuruus määräytyy sen mukaisesti, miten virtapiirin osat vastustavat sähkövirtaa. Mitä suurempi kyky vastustaa sähkövirtaa on, sitä pienempi sähkövirta kulkee.

Varausten on helppoa kulkea lyhyen ja paksun sähkönjohteen, kuten rautanaulan läpi. Ylemmässä virtapiirissä komponentiksi on valittu hehkulamppu, jolloin varaukset joutuvat kulkemaan metrien pituisessa ohuessa metallilangassa. Virtapiiriin syntyy pienempi sähkövirta kuin rautanaulan tapauksessa. Kuvassa on myös hehkulampun piirrosmerkki.