Potencialų skirtumas yra elektros grandinės įkrovos vieneto energija. Potencialų skirtumas turi būti matuojamas tarp dviejų taškų, nes paprastai nepraktiška išmatuoti vieno taško elektrinį potencialą. Elektros grandinės taško potencialų skirtumas paprastai nustatomas atsižvelgiant į etaloninį potencialą, pvz., Bendrąjį įžeminimą.
Potencialų skirtumas paprastai žinomas kaip įtampa, nes voltai yra standartinis šio dydžio matavimo vienetas. Jis istoriškai taip pat žinomas kaip spaudimas ir įtampa. „Slėgis“ yra pasenęs potencialų skirtumo terminas, tačiau jis vis dar vartojamas potencialų skirtumui vakuuminių vamzdžių elektronikos kontekste.
Įtampa taip pat gali būti vertinama kaip energija, reikalinga krūviui perkelti tarp taškų, padalyta iš to krūvio dydžio. Ši bendra energija turi apimti ir statinę, ir dinaminę energiją, reikalingą krūviui perkelti. Potencialų skirtumo skaičiavimas tampa tikslesnis, nes išmatuoto krūvio dydis tampa mažesnis.
Potencialų skirtumo dydis turi turėti ženklą, priklausantį nuo elektronų tekėjimo krypties. Potencialų skirtumo apibrėžimas daro prielaidą, kad teigiamai įkrautos dalelės juda link žemesnės įtampos, o neigiamo krūvio dalelės juda link didesnės įtampos. Tai reiškia, kad elektronai grandinėje teka iš aukštesnės įtampos taško į žemesnės įtampos tašką.
Potencialų skirtumo aprašyme vanduo dažnai naudojamas kaip elektros analogas. Ši analogija daro prielaidą, kad mechaninis siurblys varo vandenį uždara vamzdžių grandine. Šios analogijos potencialų skirtumas yra vandens slėgio skirtumas tarp dviejų grandinės taškų. Todėl vanduo tekės tarp dviejų taškų, jei jų slėgis skiriasi, todėl vanduo gali atlikti darbą. Panašiai elektros grandinė gali atlikti darbą tik tuo atveju, jei tarp dviejų grandinės taškų yra potencialų skirtumas.
Įvairūs prietaisai matuoja potencialų skirtumą, priklausomai nuo jų veikimo būdo. Voltmetras turi du laidus, kurių kiekvienas jungiasi prie grandinės taško. Šis prietaisas matuoja įtampos kritimą per fiksuotą rezistorių, kuris yra proporcingas voltų kiekiui grandinėje.
Potenciometras lygina nežinomą įtampą su žinoma įtampa grandinėje. Osciloskopas sustiprina grandinėje esančią įtampą, kuri nukreipia elektronų pluoštą. Nukrypimo dydis yra proporcingas grandinės įtampai. Multimetras matuoja kelis elektros dydžius, įskaitant įtampą.