Redigerer Elektrisk spenning (avsnitt)

==== Induksjon ====
{{Main|Elektromagnetisk induksjon|Induktans}}

[[Fil:Elementary generator.svg|mini|En strømsløyfe som roterer i et magnetisk felt (<math>\vec{B}</math>) som er tilknyttet en ytre krets (Load) via sleperinger (Slip ring) og børster (Brush). Spenningen og strømmen som induseres vil skifte retning for hver halve omdreining. Dette er prinsippet for en [[synkrongenerator]] som frembringer [[vekselstrøm]].]]

Elektromagnetisk induksjon skjer ved at en elektrisk ledersløyfe utsettes for et varierende magnetisk felt. [[Faradays lov]] som er oppkalt etter den britiske fysikeren [[Michael Faraday]] (1791–1867) forteller om størrelsen av den induserte ems. Loven uttrykkes matematisk slik:

:<math>\mathcal{E} = -{{d\Phi_\mathrm{B}} \over dt} \ </math>

der ''Φ<sub>B</sub>'' er [[magnetisk fluks]]. Uttrykket sier at det er den [[deriverte|tidsderiverte]] av fluksen som gir en indusert ems. Størrelsen av ems er bestemt av styrken av magnetisk fluks og hvor hurtig den endres. Retningen av den elektromotoriske spenningen er gitt ved [[Lenz' lov]] og minustegnet har sammenheng med dette. At det er selve forandringen av et magnetisk felt som gir indusert spenning vil si at det er nødvendig med en stadig endring av fluksen for å få en vedvarende indusert spenning. I en generator utnyttes dette prinsippet ved at elektriske ledere kontinuerlig utsettes for et varierende magnetfelt.

I figuren til høyre er det vist en prinsipiell skisse av en generator der en rotor bestående av en ledersløyfe er i stand til å rotere i et magnetfelt. Magnetfeltet er satt opp av to magneter som har motsatt polaritet, [[Den magnetiske nordpol|nordpol]] og [[Den magnetiske sydpol|sørpol]] står altså mot hverandre. Feltet mellom nord- og sørpol er konstant, men for den roterende viklingen vil det stadig skje en endring av magnetfeltet. I dette tilfellet blir det indusert en [[Vekselstrøm|vekselspenning]]. Vindingen er tilknyttet to ''sleperinger'' som igjen er tilknyttet en  ekstern krets («Load», eller last på norsk).

Om lasten ikke har for stor elektrisk motstand vil det gå en elektrisk strøm i kretsen. Når planet til viklingen dreier rundt og står normalt på feltet er fluksforandringen minst, dermed er indusert spenning lik null. Derimot vil det være størst fluksforandring gjennom ledersløyfen i det øyeblikket der dens plan står  parallelt med feltet, altså den posisjonen som er vist i figuren, dermed blir også spenningen størst da. Hver gang ledersløyfen har posisjon slik at den står normalt på feltet skifter ems retning. En sier at spenningen veksler og at den får en tidsvariabel form som ligner på en sinusfunksjon.<ref>[[#YL|Young og Freedman (2008), s. 1000-1001]]</ref>

Et viktig forhold er at induksjonen fører til ladningsseparasjon, altså at frie elektroner i ledersløyfen gis en kraft som fører til at de ikke lenger holder seg bundet til ionene i krystallstrukturen i metallet. Dette fører i neste omgang til et elektrisk felt, dermed oppstår den nødvendige potensialforskjellen mellom viklingens terminaler som kan drive en strøm om en ekstern krets tilknyttes.<ref>[[#YL|Young og Freedman (2008), s. 858]]</ref>

I en generator omformes rotasjonsenergi fra for eksempel en turbin til elektrisk energi i et [[kraftverk]]. Som forklart tidligere vil det utføres et arbeid for å få elektriske ladninger til å øke sin potensielle energi. I en generator skjer det med andre ord omsetting av energi. Denne energien blir overført via den eksterne kretsen der den kan utføre arbeid, som for eksempel i varmeovner eller lyspærer.

Det er ikke nødvendig med rotasjon av ledere i et magnetfelt for å få indusert en spenning. Om en strømførende elektrisk leder har en annen leder i sin nærhet, og strømmen endres i lederen vil det oppstå indusert spenning i den andre lederen. Det er likegyldig om den andre lederen er strømførende eller ikke, like fullt oppstår det en ems i den. Dette kalles for gjensidig induksjon, og en kaller slike kretser for magnetisk koblede kretser. En avgjørende faktor er hvor hurtig strømmen endres; desto hurtigere strømendring desto større indusert spenning. I en transformator utnyttes dette på en effektiv måte, og den ene viklingen virker som en spenningskilde ved at det blir indusert en ems i den. Det vil også oppstå en ems i en leder som er alene, altså ikke har nærhet til andre strømførende ledere. Forutsetningen er at strømmen i lederen selv endres. Dette kalles for selvinduksjon. I en leder som fører vekselstrøm vil dette føre til en såkalt ''vekselstrømmotstand'' som blir omtalt lenger ned.