Spannung ist der Druck, der von der Stromquelle eines elektrischen Stromkreises ausgeht und geladene Elektronen (Strom) durch eine Leiterschleife treibt, so dass sie Arbeit verrichten können, z. B. ein Licht zum Leuchten bringen.
Kurz gesagt, ist Spannung = Druck, und sie wird in Volt (V) gemessen. Der Begriff ist eine Reminiszenz an den italienischen Physiker Alessandro Volta (1745-1827), den Erfinder der Voltasäule, dem Vorläufer der heutigen Haushaltsbatterie.
In den Anfängen der Elektrizität wurde die Spannung als elektromotorische Kraft (EMK) bezeichnet. Deshalb wird in Gleichungen wie dem Ohmschen Gesetz die Spannung durch das Symbol E dargestellt.
Beispiel für die Spannung in einem einfachen Gleichstromkreis:
- In diesem Gleichstromkreis ist der Schalter geschlossen (eingeschaltet).
- Die Spannung in der Stromquelle – die „Potenzialdifferenz“ zwischen den beiden Polen der Batterie – wird aktiviert, wodurch ein Druck entsteht, der Elektronen dazu zwingt, als Strom aus dem Minuspol der Batterie zu fließen.
- Der Strom erreicht die Lampe und bringt sie zum Leuchten.
- Der Strom fließt zurück zur Stromquelle.
Spannung ist entweder Wechselspannung oder Gleichspannung. Wie sie sich unterscheiden:
Wechselspannung (auf einem Digitalmultimeter durch 
dargestellt):
- Sie fließt in gleichmäßig gewellten Wellen, wie unten gezeigt:
- Die Richtung ändert sich in regelmäßigen Abständen.
- Gemeinsam von Versorgungsunternehmen über Generatoren erzeugt, bei denen mechanische Energie – rotierende Bewegung, angetrieben durch fließendes Wasser, Dampf, Wind oder Wärme – in elektrische Energie umgewandelt wird.
- Weiter verbreitet als Gleichspannung. Versorgungsunternehmen liefern Wechselspannung an Haushalte und Unternehmen, in denen die meisten Geräte mit Wechselspannung betrieben werden.
- Die primäre Spannungsversorgung ist von Land zu Land unterschiedlich. In den Vereinigten Staaten beträgt sie beispielsweise 120 Volt.
- Einige Haushaltsgeräte, wie Fernseher und Computer, verwenden Gleichspannung. Sie verwenden Gleichrichter (wie den klobigen Block im Kabel eines Laptops), um Wechselspannung und -strom in Gleichstrom umzuwandeln.
Gleichspannung (auf einem Digitalmultimeter durch 
und 
dargestellt):
- Läuft in einer geraden Linie und nur in eine Richtung.
- Gemeinsam erzeugt durch Quellen gespeicherter Energie wie Batterien.
- Gleichspannungsquellen haben einen positiven und einen negativen Anschluss. Die Klemmen legen die Polarität in einem Stromkreis fest, und die Polarität kann verwendet werden, um festzustellen, ob es sich um einen Gleich- oder Wechselstromkreis handelt.
- Gebräuchlich bei batteriebetriebenen tragbaren Geräten (Autos, Taschenlampen, Kameras).
Was ist eine Potentialdifferenz?
Spannung und der Begriff „Potentialdifferenz“ werden oft austauschbar verwendet. Die Potentialdifferenz kann besser definiert werden als die potentielle Energiedifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis. Der Betrag der Differenz (ausgedrückt in Volt) bestimmt, wie viel potenzielle Energie vorhanden ist, um Elektronen von einem bestimmten Punkt zu einem anderen zu bewegen. Die Menge gibt an, wie viel Arbeit in dem Stromkreis potenziell verrichtet werden kann.
Eine haushaltsübliche AA-Alkalibatterie hat beispielsweise 1,5 V. Haushaltsübliche Steckdosen bieten 120 V. Je höher die Spannung in einem Stromkreis ist, desto mehr Elektronen können „geschoben“ und Arbeit verrichtet werden.
Spannungs-/Potenzialunterschiede können mit Wasser in einem Tank verglichen werden. Je größer der Tank und je größer seine Höhe (und damit seine potenzielle Geschwindigkeit), desto größer ist die Fähigkeit des Wassers, eine Wirkung zu erzeugen, wenn ein Ventil geöffnet wird und das Wasser (wie die Elektronen) fließen kann.
Warum die Messung der Spannung nützlich ist
Techniker gehen an die meisten Situationen der Fehlersuche mit dem Wissen heran, wie ein Stromkreis normalerweise funktionieren sollte.
Stromkreise werden verwendet, um Energie an eine Last zu liefern – von einem kleinen Gerät über ein Haushaltsgerät bis zu einem Industriemotor. Lasten tragen oft ein Typenschild, auf dem ihre elektrischen Standardreferenzwerte, einschließlich Spannung und Strom, angegeben sind. Anstelle eines Typenschilds stellen einige Hersteller ein detailliertes Schaltbild (technisches Diagramm) der Lastschaltung zur Verfügung. Handbücher können Standardwerte enthalten.
Diese Zahlen geben einem Techniker Auskunft darüber, welche Messwerte er bei normalem Betrieb einer Last erwarten kann. Mit einem Digitalmultimeter lassen sich Abweichungen von der Norm objektiv feststellen. Dennoch muss der Techniker Wissen und Erfahrung einsetzen, um die Faktoren zu ermitteln, die solche Abweichungen verursachen.