En potentialskillnad är energin per laddningsenhet i en elektrisk krets. Potentialskillnad måste mätas mellan två punkter eftersom det i allmänhet är opraktiskt att mäta den elektriska potentialen för en enda punkt. Potentialskillnaden för en punkt i en elektrisk krets görs vanligtvis med avseende på en referenspotential, såsom den gemensamma jorden.
Potentialskillnad är allmänt känd som spänning eftersom volt är standardmåttet för denna kvantitet. Det är också känt historiskt som tryck och spänning. ”Tryck” är en föråldrad term för potentialskillnad, men den används fortfarande för att hänvisa till potentialskillnad inom ramen för vakuumrörelektronik.
Spänning kan också ses som den energi som behövs för att flytta en laddning mellan punkter dividerat med storleken på den laddningen. Denna energisumma måste inkludera både den statiska och dynamiska energi som krävs för att flytta laddningen. Beräkningen av potentialskillnaden blir mer exakt när storleken på den uppmätta laddningen blir mindre.
En mängd potentialskillnad måste innehålla ett tecken beroende på i vilken riktning elektronerna strömmar. Definitionen av potentialskillnad antar att positivt laddade partiklar rör sig mot lägre spänningar och negativt laddade partiklar rör sig mot högre spänningar. Det betyder att elektronerna i en krets flyter från en punkt med högre spänning till en punkt med lägre spänning.
Beskrivningen av potentialskillnaden använder ofta vatten som en analogi för el. Denna analogi antar att en mekanisk pump driver vatten genom en sluten krets av rör. Potentialskillnaden i denna analogi är skillnaden i vattentryck mellan två punkter i kretsen. Vatten kommer därför att flöda mellan de två punkterna om det finns en skillnad i deras tryck, vilket gör att vattnet kan utföra arbete. På liknande sätt kan en elektrisk krets utföra arbete endast om det finns en potentialskillnad mellan två punkter i kretsen.
Olika instrument mäter potentialskillnaden beroende på deras arbetssätt. En voltmeter har två ledningar, som var och en ansluter till en punkt i kretsen. Denna enhet mäter spänningsfallet över ett fast motstånd, vilket är proportionellt mot mängden volt i kretsen.
En potentiometer jämför en okänd spänning med en känd spänning i kretsen. Ett oscilloskop förstärker spänningen i kretsen, vilket avleder en elektronstråle. Mängden avböjning är proportionell mot spänningen i kretsen. En multimeter mäter flera elektriska storheter, inklusive spänning.