Spannung und Strom sind grundlegende elektrische Größen, die eng miteinander verbunden sind. Spannung, oft in Volt (V) gemessen, ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis. Strom, gemessen in Ampere (A), ist der Fluss elektrischer Ladungsträger, typischerweise Elektronen, durch einen Leiter. Die Beziehung zwischen Spannung und Strom wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben, das besagt, dass Spannung (V) gleich Strom (I) multipliziert mit Widerstand (R) ist, oder V = IR. Das bedeutet, dass in einem gegebenen Stromkreis bei konstantem Widerstand ein Anstieg der Spannung zu einem proportionalen Anstieg des Stroms führt und umgekehrt.
In einer Reihenschaltung, in der Komponenten Ende an Ende verbunden sind, ist die Beziehung zwischen Spannung und Strom unkompliziert. Durch jede Komponente fließt der gleiche Strom, da der Strom nur einen Weg nehmen kann. Gemäß dem Ohmschen Gesetz ist die Gesamtspannung an der Reihenschaltung gleich der Summe der Spannungen an den einzelnen Komponenten. Daher hängt die Spannung an jeder Komponente von ihrem Widerstand und dem durch den Stromkreis fließenden Strom ab.
Leistung in einem Stromkreis ist die Geschwindigkeit, mit der elektrische Energie in andere Energieformen wie Wärme, Licht oder mechanische Arbeit umgewandelt wird. Die Leistung (P) in einem Stromkreis wird mit der Formel P = VI berechnet, wobei V die Spannung und I der Strom ist. Dies zeigt, dass die Leistung direkt proportional zur Spannung und zum Strom ist. Durch Erhöhen der Spannung oder des Stroms erhöht sich die vom Stromkreis verbrauchte Leistung.
Spannung und Strom sind in einem Stromkreis voneinander abhängig. Spannung erzeugt ein elektrisches Feld, das dazu führt, dass elektrische Ladungen (Strom) durch einen Leiter fließen. Die Höhe des Stroms hängt von der angelegten Spannung und dem Widerstand des Leiters ab. Höhere Spannungen liefern die nötige Energie, um Ladungen durch einen Stromkreis zu bewegen, was zu höheren Strömen führt, sofern der Widerstand konstant bleibt.
Spannung und Strom sind unter bestimmten Bedingungen direkt proportional, insbesondere in Materialien mit konstantem Widerstand (Ohmsche Leiter). Das Ohmsche Gesetz, V = IR, veranschaulicht diese direkte Proportionalität: Wenn die Spannung steigt, steigt der Strom proportional, und wenn die Spannung sinkt, nimmt der Strom proportional ab, vorausgesetzt, der Widerstand bleibt unverändert. Diese direkte Proportionalität gilt jedoch möglicherweise nicht für alle Materialien oder unter allen Bedingungen, beispielsweise bei Halbleitern oder Komponenten mit nichtlinearen Eigenschaften.