電動力學/電荷
亞原子粒子，如電子和質子，它們能夠在沒有物理相互作用的情況下相互影響。作為一個例子，考慮一下太陽和地球之間的引力，太陽和地球並沒有接觸，但它們仍然由於引力的作用而相互影響。與引力類似，電力能夠影響遠處的物體。
有些物體受電力影響，有些物體則不受影響。為了繼續我們的例子，在原子內部，有三種粒子：電子、質子和中子。在這三種粒子中，中子不帶電，沒有電力。質子和電子以複雜的方式相互影響，如表所示
| 質子 | 電子 | |
|---|---|---|
| 質子 | 推 | 拉 |
| 電子 | 拉 | 推 |
兩個電荷會相互施加電力。這種力可以是排斥（同種電荷）或吸引（異種電荷）。力的強度取決於兩個電荷之間的距離：如果它們很近，力就會很大；如果它們很遠，力就會很弱。我們將在下一章關於庫侖定律中看到控制這種力的確切關係。
出於數學方面的考慮，用某種方式量化不同的電荷很有幫助。我們可以簡單地說，電子有一個電荷值為 1，質子有一個電荷值為 2。但是這種系統將非常有限，實際上我們需要做更多工作來編寫使用這種系統的方程。現代科學已經確定了將+1 電荷分配給質子，-1 電荷分配給電子的約定。該系統很容易反轉，我們的許多方程仍然成立（或者只需要一個簡單的符號改變）。然而，根據慣例，我們說電子帶負電，質子帶正電，中子不帶電（電荷為 0）。
在數學處理小電荷時，最容易考慮點電荷。點電荷有質量和電荷，但沒有體積，無限小。在基本粒子中，電子可能是點電荷的最佳近似，因為所有實驗證據都與它是點電荷一致。人們認為質子等粒子是由夸克組成的，因此它們具有有限的體積，但在大多數情況下可以被視為點電荷。
我們可以定義一個函式 ρ(x, y, z) 作為電荷密度。電荷密度是單位體積內平均電荷量的度量。如果電荷分佈在表面上的一個薄層上，那麼定義表面電荷密度 σ(x, y, z) 也很有用。表面電荷密度測量單位面積內的電荷量。
在 1 安培電流下，兩點之間轉移的電荷量為 1 秒，這個電荷量稱為庫侖，是其 SI 匯出單位。其 SI 基本單位為安培秒。