Redigerer Ohms lov (avsnitt)

=== Elektromotorisk spenning ===
{{Hoved|Elektromotorisk spenning}}

Over ble det nevnt at Ohms lov for en elektrisk krets har en hydraulisk analogi. På samme måte som det i en hydraulisk krets er nødvendig med en pumpe for å få en vannstrøm til å gå fra et lavere til et høyre nivå over bakken (potensial), er det nødvendig med en drivende kilde i en elektrisk krets. Denne kilden kalles for en [[elektromotorisk spenning]], forkortet EMS, og ofte gitt symbolet <math>\mathcal{E}</math>. Tidligere ble denne størrelsen kalt elektromotorisk kraft (EMK). Enheten for EMS er volt, og en av flere definisjoner av volt er: 1 V = 1 J/C. Altså at 1 volt utfører et arbeid tilsvarende 1 Joule når en ladning på 1 Columb blir flyttet. Denne definisjonen passer godt for å illustrere at det arbeidet som utføres i en elektrisk krets, er det den elektromotorisk spenning som står bak. Typiske eksempler på spenningskilder er batterier, [[solcelle]]r, [[generator]]er, [[brenselcelle]]r, [[Van de Graaff generator]] og flere andre. Alle disse har en indre EMS som blir skapt ved en omvandling fra en [[energikilde]] til elektrisk [[energi]] som kreves for å drive rundt strømmen i kretsen. Kildene kan være for eksempel kjemisk energi, sollys eller rotasjonsenergi ([[kinetisk energi]]). Den ideelle kilde til EMS (spenningskilde) er definert ved å gi en konstant spenning ut på terminalene, uavhengig av strømmen (belastningen). 

Det som skaper EMS kan være høyst forskjellig etter hva slags kilde en har. I et batteri eller brenselcelle er det snakk om diffusjonsprosesser og varierende elektrolytiske potensialer som skapes av kjemiske reaksjoner. I en generator er det snakk om [[elektromagnetisk induksjon]] på grunn av et varierende [[magnetisk felt]] som påvirker ladninger (elektroner). Det er et elektrisk felt som danner potensialforskjellen som altså kalles EMS, og dette feltet kan dannes på vidt forskjellige måter.<ref name="YF857" />

[[File:Circuito simple.jpg|thumb|Elektrisk krets med en spenningskilde  <math>\mathcal{E}</math> og indre motstand ''r''. Over den ytre motstanden mellom c og d vil det oppstå et spenningsfall når det går strøm i kretsen. Det er naturlig å la spenningskilden anta positivt fortegn og spenningen over motstanden ''R'' anta negativt fortegn.]]

Om en ser på situasjonen med et batteri vil dette ha en EMS, noe som gir en spenning ut på dets terminaler. Kaller en spenningen ved positiv terminal ''U<sub>a</sub>'' og ved negativ terminal ''U<sub>b</sub>'', er spenningen mellom de to terminalene {{nowrap|''U<sub>ab</sub>'' {{=}} ''U<sub>a</sub> - U<sub>b</sub>''}}. Uten noen elektrisk krets tilkoblet batteriet er <math>U_{ab}=\mathcal{E}</math>.<ref name="YF857" /> 

Om en tilknytter en elektrisk leder til de to terminalene vil potensialforskjellen mellom disse sette opp et elektrisk felt i lederen. Det er dette elektriske feltet som får ladningene til å flyte ut av batteriet, fra terminal a, gjennom kretsen som lederen danner og tilbake til terminal b. Inne i selve batteriet flytter ladningene seg derimot fra b til a, altså går ladningene i en sluttet krets. Motstanden i lederen virker mot ladningstransporten, og Ohms lov beskriver spenningen slik: ''U<sub>ab</sub> = IR''. Ved å kombinere sammenhengen for EMS og spenningsfall i ledningen som tilknyttes batteriet får en at:

: <math> \mathcal{E} = U_{ab} = IR </math>

Her er <math> \mathcal{E}</math> det som gir ladningsbærerne i kretsen en potensialøkning, mens IR representerer et potensialfall. Potensialfall i en elektrisk krets er vanligvis kalt spenningsfall. Imidlertid gjelder ligningen over kun for en idel spenningskilde, altså at den er uten motstand. I en virkelig spenningskilde som et batteri vil det være en indre motstand, som en kan kalle r. Om en antar at denne motstanden oppfører seg i henhold til Ohms lov, altså at den er konstant og uavhengig av strømmen, kan spenningsfallet inne i lederen uttrykkes som Ir. Dermed vil ikke spenningen ved terminalene ''U<sub>ab</sub>'', være lik ''<math> \mathcal{E}</math>'', men isteden kunne uttrykkes slik:

: <math> U_{ab} = \mathcal{E} - Ir </math>

Med andre ord vil et lommelyktbatteri med en spenning på 1,5 V egentlig bare gi ut denne spenningen når det er ubelastet. Spenningen over batteriets terminaler vil falle proporsjonalt med strømmen det leverer til den ytre kretsen. Dette forholdet har en også i en generator, en solcelle eller en annen spenningskilde. 

Her bemerkes det at i kretsanalyse brukes forskjellige fortegn for spenningen. Om det som over er snakk om en spenningskilde brukes som regel positivt fortegn, mens det for spenning over en motstand brukes negativt fortegn. Altså positivt fortegn for potensialøkning og negativt for potensialfall. I en sluttet elektrisk krets der denne fortegnkonvensjonen brukes vil summen av alle spenningene rundt kretsen være lik null. Dette kalles [[Kirchhoffs lover#Kirchhoffs strømlov|Kirchhoffs strømlov]] og er oppkalt etter den tyske fysikeren [[Gustav Kirchhoff]].