O diferență de potențial este energia pe unitatea de sarcină dintr-un circuit electric. Diferența de potențial trebuie măsurată între două puncte, deoarece, în general, este imposibil să se măsoare potențialul electric al unui singur punct. Diferența de potențial a unui punct dintr-un circuit electric este de obicei făcută în raport cu un potențial de referință, cum ar fi masa comună.
Diferența de potențial este cunoscută în mod obișnuit ca tensiune, deoarece volții sunt unitatea de măsură standard pentru această cantitate. Este cunoscută din punct de vedere istoric și ca presiune și tensiune. „Presiune” este un termen învechit pentru diferența de potențial, dar este încă folosit pentru a se referi la diferența de potențial în contextul electronicii tubului vidat.
Tensiunea poate fi văzută, de asemenea, ca energia necesară pentru a muta o sarcină între puncte împărțită la magnitudinea acelei sarcini. Acest total de energie trebuie să includă atât energia statică, cât și energia dinamică necesară pentru deplasarea încărcăturii. Calculul diferenței de potențial devine mai precis pe măsură ce mărimea sarcinii măsurate devine mai mică.
O cantitate de diferență de potențial trebuie să includă un semn în funcție de direcția în care circulă electronii. Definiția diferenței de potențial presupune că particulele încărcate pozitiv se deplasează spre tensiuni mai mici, iar particulele încărcate negativ se deplasează către tensiuni mai mari. Aceasta înseamnă că electronii dintr-un circuit curg dintr-un punct de tensiune mai mare într-un punct de tensiune mai mică.
Descrierea diferenței de potențial folosește frecvent apa ca analogie pentru electricitate. Această analogie presupune că o pompă mecanică conduce apa printr-un circuit închis de țevi. Diferența de potențial în această analogie este diferența de presiune a apei între două puncte din circuit. Prin urmare, apa va curge între cele două puncte dacă există o diferență de presiune, permițând apei să efectueze lucrul. În mod similar, un circuit electric poate lucra numai dacă există o diferență de potențial între două puncte ale circuitului.
Diverse instrumente măsoară diferența de potențial în funcție de metoda lor de funcționare. Un voltmetru are două fire, fiecare dintre ele se conectează la un punct din circuit. Acest dispozitiv măsoară scăderea tensiunii pe un rezistor fix, care este proporțională cu cantitatea de volți din circuit.
Un potențiometru compară o tensiune necunoscută cu o tensiune cunoscută din circuit. Un osciloscop amplifică tensiunea din circuit, care deviază un fascicul de electroni. Mărimea deflexiunii este proporțională cu tensiunea din circuit. Un multimetru măsoară mai multe mărimi electrice, inclusiv tensiunea.