Redigerer Elektrisk spenning (avsnitt)

===Spenningsfall===
[[Fil:Electrona in crystallo fluentia.svg|mini|[[Elektron]]er vist som blå kuler som beveger seg i lederens [[Krystallstruktur|ionegitter]] vist som røde kuler. Bevegelsene som hvert enkelt elektron gjør er tilfeldige, allikevel er det en nettobevegelse i én retning. Det elektrisk feltet E som er påsatt lederens terminaler gir en strøm ''I'' i samme retning, dette i henhold til [[Strømretning|klassisk strømretning]]. ''Driftsfarten'' v<sub>d</sub> som er elektronenes virkelige [[gjennomsnitt]]lige fart har motsatt retning.]]

I en sluttet elektrisk krets som er tilkoblet et batteri, eller en annen spenningskilde, vil det settes opp et elektrisk felt inne i lederen. Som nevnt tidligere er kraften som virker på en ladning i et felt gitt av <math>\scriptstyle \vec{F} = q_0 \vec{E}</math>. Om kretsen bestod av [[vakuum]] ville ladningen få en konstant akselerasjon i samme retning som kraften, dessuten vil det etter en tid oppstå meget høy hastighet, spesielt om feltet er sterkt. I en elektrisk leder av metall som tilknyttes en spenningskilde vil det på samme måte som i vakuum settes opp et elektrisk felt inne i den. Retningen av feltet er fra positiv til negativ terminal. En elektrisk ladning som et fritt elektron vil bli påvirket med en kraft gitt av uttrykket over.

Ladningsbærerne inne i en leder oppnår imidlertid ikke noen stor hastighet, årsaken til dette er hyppige kollisjoner med de store og nesten helt stasjonære ionene (atomkjernene) som metallet består av. Dermed vil elektronet stadig og helt tilfeldig skifte retning. Imidlertid forlater de ikke lederen, elektronene er tiltrukket av ionene som har motsatt polaritet, dermed holdes de på plass inne i lederen. I en leder vil det selvsagt være mange ladningsbærere som beveger seg tilfeldig i alle retninger, men allikevel vil ladningsbærerne ha en netto bevegelse i én retning. Bevegelse av ladninger i en leder kalles elektrisk strøm, og den langsomme netto bevegelsen av frie ladninger kalles for ''driftsfart''.<ref name=YL847>[[#YL|Young og Freedman (2008), s. 847]]</ref>

Den tilfeldige bevegelsen som et enkelt elektron i en leder gjør har en uhyre stor hastighet, gjennomsnittlig er det snakk om 10<sup>6</sup> m/s (2778&nbsp;km/h). Derimot kan typisk driftfart være på bare 10<sup>−4</sup> m/s (1&nbsp;mm/s). Det kan dermed synes paradoksalt at når en lysbryter  slås på, så kommer lyset praktisk talt øyeblikkelig på i lyspæren mange meter unna. Årsaken til dette er at frie ladninger er tilstede i hele den elektriske lederen. Med det samme lysbryteren trykkes inn settes det opp et elektrisk felt gjennom lederen med en hastighet nært lysets hastighet. Dermed starter elektronene å bevege seg i samme retning gjennom hele lederen, også gjennom lyspærens glødetråd, nesten øyeblikkelig. Selv om hvert elektron har en nettobevegelse som er liten, spiller det liten rolle så lenge alle praktisk talt kommer spontant i bevegelse.<ref name=YL847/>

Det elektriske feltet gjennom lederen fører til at det utvikles et arbeid på elektronene. Elektronene får tilført kinetisk energi, som i stor grad blir overført til ledermaterialet. Kollisjonene med ionene fører til at disse vibrerer, dermed oppnår ionene høyere energinivåer innenfor [[krystallstruktur]]en som de er en del av. Gjennomsnittlig vibrasjonsenergi i lederen vil stige, dermed går mye av det elektriske feltets arbeid med til å varme opp lederen, ikke til å akselerere ladningene.<ref name=YL847/>

Elektrisk strøm ''I'' gjennom en leder defineres som antall ladningsenheter ''Q'' som passerer et [[tverrsnitt]] av lederen per tidsenhet ''t'':

:<math>I = {dQ \over dt} \,</math>

Der ''I'' er strømmen i A (Ampere). Videre er det vanlig å definere strømtettheten i lederen som strøm per tverrsnittsareal:

:<math>J = {I \over A} \,</math>

der ''J'' er strømtetthet i A/m<sup>2</sup> (amper per kvadratmeter). Den stadige kollisjonen som elektroner i en leder utsettes for gjør at de møter en motstand, eller resistans som er det mer vitenskapelige ordet. Dette gir altså spenningsfall, noe som den drivende spenning i kretsen må overvinne.

Ikke bare i elektriske ledere mister elektronene energi som forsvinner ut av kretsen som varme. Også i en rekke andre komponenter som kan være tilknyttet i en elektrisk krets skjer det en energiomforming. I en [[elektrisk motor]] blir elektrisk energi omformet til mekanisk rotasjonsenergi, i en lampe omformes den elektriske energien til lys og i en radioantenne blir elektrisitet omformet til elektromagnetiske bølger som brer seg ut i rommet. Dette som noen eksempler på forskjellige typer energiomforming. Felles for alle komponenter der energi forlater den elektriske kretsen er at det oppstår et spenningsfall.