Behalve de hoeveelheid lading is het ook belangrijk om te weten hoeveel energie elke lading verbruikt in elk onderdeel van de schakeling. We noemen dit de spanning (U) en we meten de spanning in volt (V). Volt staat dus voor de hoeveelheid energie per lading.

➍ De eenheid voor energie is de joule (J). In grondeenheden is volt dus gelijk aan joule per coulomb (J/C). Er geldt dus:

$$ [U] = V = J/C $$

De spanningsbron geeft energie aan de ladingen. Als de spanning van de spanningsbron bijvoorbeeld 20V is, dan krijgt elke lading dus 20V aan energie. Deze energie wordt verbruikt als de lading door de stroomkring stroomt. Hieronder zien we bijvoorbeeld een serieschakeling. Elke lading krijgt 20V aan energie mee en moet door beide lampjes bewegen om de pluspool te bereiken. De 20V wordt dus verdeeld over de twee lampjes. Hoe de spanning precies verdeeld wordt hangt af van de weerstand van de lampjes. Alleen als de lampjes dezelfde weerstand hebben, zal de spanning over beide lampjes gelijk zijn.

In een paralleschakeling gaat lading of door het bovenste lampje of door het onderste lampje. Elke lading gaat dus maar door één van de lampjes en raakt daar dus al zijn energie kwijt. Als de spanningsbron een spanning van 20V heeft, dan heeft in een parallelschakeling elk lampje ook een spanning van 20V. Het veranderen van de weerstanden heeft hier geen invloed op.

We gaan nu ook de onderstaande gemengde schakelingen bestuderen. Dit doen we in het onderstaande filmpje. Er wordt in het filmpje af en toe ook over vierde klas stof gepraat. Deze stukjes van het filmpje kan je in de onderbouw overslaan.

➍ In het vorige filmpje heb je kunnen zien dat voor elke stroomkring geldt dat de spanning van de spanningsbron gelijk is aan de spanning van de onderdelen bij elkaar opgeteld. Er geldt dus:

$$ U_{bron} = \sum U $$ $$ (\text{voor elke stroomkring})$$

➍ Er staat hier dat voor elke stroomkring geldt dat de spanning van de spanningsbron gelijk is aan de spanning van de componenten in deze stroomkring.

➍ Als we de spanning over de spanningsbron negatief noemen en de spanning over de componenten positief, dan kunnen we deze formule nog simpeler opschrijven:

$$ \sum U = 0 $$

➍ We noemen dit de wet van Kirchhoff voor de spanning.

De meeste spanningsbronnen hebben een vaste spanning. Over een stopcontact staat bijvoorbeeld in Nederland altijd 230V. We noemen dit ook wel de netspanning. Een normale AA batterij heeft een spanning van 1,5V. We kunnen ook spanningsbronnen aan elkaar koppelen. Hieronder zien we bijvoorbeeld twee AA batterijen die in serie gekoppeld zijn. De totale spanning wordt in dat geval 1,5 + 1,5 = 3V.

We meten de spanning met een spanningsmeter. Tijdens het practicum hebben we geleerd hoe we deze meters aan kunnen sluiten. In het onderstaande filmpje wordt dit nog eens samengevat.

➍ In de vierde klas is het van belang dat we de voltmeter nog iets beter begrijpen. Als voorbeeld nemen we de linker onderstaande schakeling. In rood zien we hoeveel energie elke coulomb aan lading nog over heeft op verschillende punten. In zwart zien we bij de spanningsbron hoeveel energie elke coulomb meekrijgt en bij de andere onderdelen hoeveel energie elke coulomb aan lading in dit onderdeel verliest. In de rechter afbeelding zijn twee voltmeters aangesloten. De voltmeters hebben een zo goed als oneindige weerstand en als gevolg loopt er geen stroom door de voltmeters zelf. Ze beïnvloeden de schakeling dus niet. Wat ze wel doen is dat ze naar het verschil in spanning kijken tussen de twee punten in de schakeling waaraan ze verbonden zijn. De linker voltmeter zit bijvoorbeeld tussen een spanning van 4V en een spanning van 12V in. De voltmeter geeft daarom dus 8V aan. Bij de rechter voltmeter is de spanning aan beide uiteinden 12V. Hier is het verschil dus 0V en de voltmeter geeft daarom ook 0V aan.