電路理論/變數和單位
一個電子帶電荷
-1.602×10E-19 庫侖。
電荷是物質的物理性質，當它靠近其他帶電物質時會導致它受到力。電荷（符號 q）在 SI 單位中用“庫侖”來衡量，用字母 C 表示。
我們知道 q=n*e，其中 n = 電子的數量，e= 1.6*10−19。因此 n=1/e 庫侖。一庫侖是 6.24150962915265×1018 個電子的總電荷，因此單個電子帶電荷為 -1.602 × 10−19 庫侖。
重要的是要了解這個“電荷”的概念與靜電有關。作為一種概念，電荷具有一個與統計電子組相關的物理邊界。 "流動的" 電流是完全不同的情況。“電荷”和電子分開。電荷以光速移動，而電子以1 米/小時的速度移動。因此，在大多數電路分析中，“電荷”是一個抽象的概念，與能量或電子無關，而與資訊的流動更相關。
電荷是許多基本定律的主題，例如庫侖定律和高斯定律（靜電），但在電路理論中很少使用。
電壓是將電荷從電場中的一點移動到另一點所需功的量度。因此，"伏特" 單位定義為每庫侖（C）的焦耳（J）。
W 代表功，q 代表電荷量。電荷是一個靜電概念。伏特的定義在靜電和“流動”電子學中是相同的。
電壓有時被稱為“電勢”，因為電壓代表電動勢（EMF）的差異，可以產生電路中的電流。電壓越高，電流的潛力就越大。電壓也可以被稱為“電壓力”，儘管這並不常見。
電壓不是以絕對值衡量的，而是以相對值衡量的。英語傳統掩蓋了這一點。例如，我們說“到紐約的距離是多少？”很明顯，這是指從我們站立的地方到紐約的相對距離。但如果我們說“______ 處的電壓是多少？”起點是什麼？
電壓是在兩點之間定義的。電壓相對於 0 的定義位置。我們說“從 A 點到 B 點的電壓是 5 伏”。重要的是要了解 EMF 和電壓是不同的東西。
當問“______處的電壓是多少？”時，在電路圖上查詢接地符號。測量從接地到 ______ 的電壓。如果問的是“從 A 到 B 的電壓是多少？”，那麼將紅探針放在 A 上，黑探針放在 B 上（而不是接地）。
絕對值稱為“EMF”或電動勢。兩個 EMF 之間的差值是電壓。
電流是衡量電流流動的量度。電流以安培（或“安”）為單位測量。安培是“電荷體積速度”，就像可以用“每秒立方英尺的水”來測量水流一樣。但電流是基本 SI 單位，是現實中的一個基本維度，例如空間、時間和質量。庫侖或電荷不是。庫侖實際上是根據安培定義的。“電荷或庫侖”是派生 SI 單位。庫侖是一個虛構的實體，遺留自 18 世紀的單流體/雙流體哲學。
本課程討論的是所有現代電子產品中存在的流動電能。電荷體積速度（由電流定義）是一個有用的概念，但請了解它在工程中沒有實際用途。不要將電流視為一束攜帶能量透過導線的電子。狹義相對論和量子力學的概念對於理解電子如何在銅中以1 米/小時的速度移動，而電磁能以接近光速的速度移動是必要的。
安培用“A”（大寫 A）表示，電流最常用的變數是字母“i”（小寫 I）。在庫侖方面，安培是
由於複數在電氣工程中得到廣泛使用，因此電氣工程教科書通常使用字母“j”（小寫 J）作為虛數，而不是數學教科書中常用的“i”（小寫 I）。本華夏公益教科書將採用“j”作為虛數，以避免混淆。
電氣理論是關於能量儲存和能量在電路中的流動。能量被任意地分割成一個不存在但可以計數的東西，稱為庫侖。每庫侖的能量是電壓。庫侖的速度是電流。相乘，單位是能量速度或功率……而虛構的“庫侖”消失了。
能量最常以焦耳為單位測量，焦耳用“J”（大寫 J）表示。能量最常用的變數是“w”（小寫 W）。能量符號是 w，代表功。
從熱力學角度看，電路消耗的所有能量都是功……所有熱量都轉化為功。實際上，這是不可能的。如果是這樣的話，計算機就不會消耗任何能量，也不會發熱。
進入電路和離開電路的所有能量都被認為是“功”的原因是，從熱力學角度看，電能是理想的。它都可以被利用。理想情況下，它都可以轉化為功。大多數熱力學入門課程假設電能是完全有序的（熵為 0）。
能量是功的概念的一個推論是，電路中所有的能量/功率（理想情況下）都可以被解釋。進入和離開電路的所有功率的總和應該加起來等於零。理論上，能量不應該累積。當然，電容器會充電，並且在電路斷開時可能會保留它們的能量。電感器會產生一個包含能量的磁場，該磁場會透過關閉電路的開關立即消失回電源。
本課程使用所謂的“被動”功率符號約定。電源輸入電路的能量為負，離開電路的能量為正。
功率（能量流）計算是本課程的重要組成部分。功率的符號為 w（代表功），單位為瓦特或 W。