Tegangan listrik dapat dimisalkan dengan tekanan air di dalam menara air. Di atas menara itu air disimpan dalam bak air dan dihubungkan dengan pipa me lalui suatu keran pembuka dan penutup. Apabila makin tinggi penempatan bak air makin besar tekanannya, begitu pula bila makin rendah posisi bak air makin rendah pula tekanan air tersebut. Menurut teori elektron, jika sebuah benda bermuatan positif kalau benda tersebut kehilangan elektron dan jika bermuatan negatif kalau benda tersebut kelebihan elektron.
Dalam keadaan perbedaan muatan inilah timbul tenaga/energi potensial yang berada di antara benda-benda tersebut. Tenaga potensial tersebut dapat menunjukkan kemampuan untuk melaksanakan kerja, sehingga bila sepotong kawat penghantar dihubungkan di antara kedua benda yang berbeda muatan tersebut akan menyebabkan terjadinya perpindahan energi di antara benda-benda itu. Peralihan energi ini akan berlangsung terus menerus selama ada perbedaan tegangan.
Terjadinya beda tegangan disebabkan karena setiap muatan mempunyai tenaga potensial untuk menggerakan suatu muatan lain dengan cara menarik (untuk muatan yang tidak sama atau tidak sejenis) atau menolak (untuk muatan yang sama atau sejenis). Beda tegangan dapat juga dihasilkan dengan memberikan tekanan listrik dari suatu pembangkit listrik kepada salah satu penghantar. Baterai atau generator dapat bertindak sebagai pompa listrik untuk menghasilkan tegangan di antra dua titik.
Satuan untuk mengukur tegangan ini adalah volt (ditulis dengan notasi huruf V), yang diambil dari nama seorang sarjana Italia Alessandro Volta (1775 – 1827). Beda tegangan di antara dua terminal dapat berubah-ubah, mulai dari seperjuta volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan di antara terminal-terminal pada PLN ada yang 110 volt, 220 volt, 380 volt, 20 kVolt, 150 kvolt, 500 kvolt, dan lain-lain. Beda tegangan diantara terminal-terminal aki adalah 6 volt, 12 volt, 24 volt, dan lain-lain, sedangkan beda tegangan pada terminal baterai umumnya 1,5 volt.
Hukum Ohm
Hubungan antara arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik dalam suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum Ohm (seperti dijelaskan pada gambar 3.1). Nama Ohm ini diambil dari seorang ahli fisika dan matematika Jermal bernama George Simon Ohm (1787 – 1854) yang membuat teori ini. Ketika Ohm membuat percobaan tentang listrik, ia menemukan antara lain :
a) Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil
b) Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar.
Gambar 4.1 Hubungan arus, tegangan dan hambatan
Satuan dari hambatan listrik adalah Ohm (simbol Ω : dibaca omega). Hukum Ohm ini dapat dinyataka n dalam bentuk persamaan dengan rumus sebagai berikut :
R : besarnya hambatan (ohm),
I : besarnya aliran arus listrik (ampere), dan
V : besar tegangan listrik yang bekerja pada rangkaian tertutup (volt).
Gambar 4.2 Lingkaran rumus untuk mencari, Daya, arus, tegangan dan hambatan