主要内容
基本电学单位：电流、电压、功率
建立对电流、电压和功率的直观理解。作者：威利·麦克阿利斯特。
电压和电流是电的基本概念。 我们将为这些基本的电学概念创建第一个精神模型。我们还将讨论电压和电流共同作用时产生的东西——功率。
电荷
电的概念源于对自然的观察。我们观察到一种物体之间的力，这种力和重力一样，在一定距离内作用。这种力的来源被赋予了电荷的名称。值得注意的是电力很强，远远强于重力。然而与重力不同的是，电荷有两种类型。相反类型的电荷吸引，相同类型的电荷排斥。重力只有一种类型：它只吸引，永不排斥。
导体和绝缘体
导体由原子组成，其外层电子（或价电子）与其原子核有着相对较弱的键，如这个奇妙的铜原子（Cu）的图像所示。当一堆金属原子在一起时，它们很乐意共享彼此的外层电子（橙红色，蓝色箭头所指），从而形成不与某一个单独的核相关的“电子群”。非常小的电力就可以使电子群移动。铜，金，银和铝是良导体。盐水也是。
还有不良导体。因为电子不容易移动，钨（一种用于灯泡细丝的金属），以及钻石形式的碳都是相对较差的导体。
绝缘体是外层电子与其原子核紧密结合的材料。中度的电力不能释放这些电子。当施加电力时，原子周围的电子云会响应力而伸展变形，但电子不会离开。玻璃，塑料，石材和空气都是绝缘体。然而即使对于绝缘体，足够高的电力足以撕开电子——这被称为击穿。这就是当你看到火花时空气分子发生的事。
半导体材料在绝缘体和导体之间。它们通常像绝缘体一样，但在某些情况下可以被变得像导体一样。最着名的半导体材料是硅（原子序数为
电流
电流是电荷的“不断流动”。
电荷（e-）在电流（current）中流动。
每单位时间内通过一个边界的电荷数被称为电流。假装你看到了一路通过导线的一个边界。站在边界附近并数出经过的电荷的数量。报告在一秒钟内通过边界的电荷量。我们将正号分配给对应正电荷移动方向的电流。
电流（current）是在固定时间内通过边界的电荷（e-）量，因此可以在数学上使用以下等式表示：
总而言之这就是电流。
关于电流的几件事
金属中携带电流的是什么？由于电子可以在金属中自由移动，因此移动电子是构成金属电流的原因。金属原子中的带正电的核固定在一个位置，对电流没有贡献。即使电子具有负电荷并且在大多数电路中几乎做了全部的功，我们仍然定义正电流为正电荷移动的方向。这是一个非常古老的历史遗留。
正电荷携带电流吗？是的。有很多例子。电流既由盐水中的正电荷又由盐水中的负电荷携带：如果我们将普通食盐放入水中，它就会成为良导体。食盐是氯化钠，NaCl。盐溶于水，变成自由漂浮的 Na
导致电流的原因是什么？带电物体响应电力和磁力而移动。这些力来自电场和磁场，而电场和磁场又来自其他电荷的位置和运动。
电流的速度是多少？我们不经常谈论电流的速度。“电流流动的速度有多快？”回答这个问题，需要了解复杂的物理现象，而且往往没什么关联性。电流通常不是关于每秒几米，而是关于每秒多少电荷。更多的时候，我们回答的问题是“有多少电流在流动？”
我们如何谈论电流？在讨论电流时，像流经和流入这样的术语很有意义。电流流经电阻器;电流流入导线。如果你听到“电流穿过......”，那听起来应该很奇怪。
电压
为了获得我们对电压的概念的初步涉入点，我们来看一个类比：
电压与重力相似
对于质量
对于带电粒子
电路中的电压类似于
山顶上的一个球滚下来。当它处于中途时，它已经失去了了一半的势能。
电压“山”顶部的电子“下坡”流经电路的导线和元件。它失去了势能，沿途做功。当电子在下山下了一半时，它已经失去或“掉落”了一半的势能。
无论是球还是电子，下山都是自发的。球和电子本身都向低能量状态移动。在旅途中，可能会有东西挡球的路，在树木或熊身上反弹。对于电子，我们可以用导线引导电子并使它们流经电子元件——电路设计——并沿途做些有趣的事情。
我们可以在数学上将两点之间的电压表示为电荷所经历的能量变化：
这是对电压简而言之的直观描述。
功率
功率定义为随着时间的推移改变或转移的能量（
(
电路能够传输功率。
电流是电荷流量，电压测量每单位电荷传输的能量。我们可以将这些定义代入到功率的公式中：
电功率是电压乘以电流的乘积。以瓦为单位。
总结
这些电流和电压的精神模型将让我们开始研究各种有趣的电路。
如果你想超越这种电压的直观描述，可以阅读电势和电压的更正式的数学描述。