FHSST 物理/電學/電壓和電流
如前所述，我們需要更多的東西，不僅僅是一條連續的路徑（電路），才能使電子連續流動：我們還需要某種方法來推動這些電子繞著電路流動。就像管子裡的彈珠或管道里的水一樣，需要某種影響力才能啟動流動。對於電子來說，這種力與靜電中起作用的力相同：電荷不平衡產生的力。
電荷差異用於儲存一定量的能量。這種能量與儲存在從低層池塘抽取的儲水池中的能量非常相似。
重力對儲水池中水的影響，產生一種力，試圖將水再流回到低層。如果從儲水池到池塘鋪設一條合適的管道，水將在重力的作用下從儲水池流下，流經管道。
將水從低層池塘抽到高層儲水池需要能量，水透過管道流回到原始水平的過程構成先前抽取的能量的釋放。
如果將水抽到更高的水平，則需要更多的能量來做到這一點，因此將儲存更多的能量，如果允許水透過管道流回，則會釋放更多的能量。
電子並沒有太大區別。如果我們“抽取”電子使其遠離其正常的“水平”，就會創造一種條件，在這種條件下，存在一種力，因為電子試圖恢復其以前的位置。吸引電子回到其原始位置的力類似於重力對儲水池中的水所施加的力，試圖將其拉回到其以前的水平。
就像將水抽到更高水平會導致能量被儲存一樣，“抽取”電子以產生電荷不平衡會導致一定量的能量被儲存在這種不平衡中。而且，就像為水提供一條流回儲水池高處的路徑會導致儲存的能量釋放一樣，為電子提供一條流回其原始“水平”的路徑會導致儲存的能量釋放。
當電子處於靜止狀態時（就像水靜止在儲水池的高處一樣），儲存在那裡的能量被稱為勢能，因為它有可能（潛在）釋放，但尚未完全實現。
這種勢能以電荷不平衡的形式儲存，能夠激發電子透過導體流動，可以表示為一個稱為電壓的術語，在技術上是每單位電子電荷的勢能的量度，或者物理學家稱之為比勢能。在靜電的背景下，電壓是指將單位電荷從一個位置移動到另一個位置所需的功的量度，以對抗試圖保持電荷平衡的力。在電力源的背景下，電壓是指每單位電荷可用的勢能（要做的功）的量，用於使電子透過導體流動。
因為電壓是勢能的表示，代表著電子從一個“水平”移動到另一個“水平”時能量釋放的可能性或潛力，所以它始終是在兩個點之間參考的。考慮一下儲水池的類比。
由於高度差，儲水池透過管道釋放到位置 2 的能量的潛力比釋放到位置 1 的能量的潛力要大得多。這個原理可以在掉落石頭上直觀地理解：哪個會導致更劇烈的撞擊，從一英尺高處掉落的石頭，還是從一公里高處掉落的相同的石頭？顯然，高度更高的掉落會導致更大的能量釋放（更劇烈的撞擊）。我們不能僅僅透過測量水的體積來評估儲水池中儲存的能量，就像我們不能僅僅透過知道石頭的重量來預測掉落的石頭的撞擊強度一樣：在這兩種情況下，我們還必須考慮這些質量從其初始高度下降了多遠。允許質量下降而釋放的能量量與質量開始和結束點之間的距離有關。同樣，用於將電子從一個點移動到另一個點的勢能與這兩個點有關。因此，電壓始終表示為兩個點之間的量。有趣的是，質量可能從一個高度“下降”到另一個高度的類比是一個非常恰當的模型，以至於兩點之間的電壓有時被稱為電壓降。
電壓可以透過除摩擦某些型別的材料以外的方式產生。化學反應、輻射能量和磁場對導體的影響是產生電壓的幾種方法。這三種電壓源的相應示例是電池、太陽能電池和發電機（例如您汽車引擎蓋下方的“交流發電機”單元）。現在，我們不會詳細介紹這些電壓源是如何工作的——更重要的是，我們瞭解電壓源如何被用來在電路中產生電子流動。
讓我們以化學電池的符號為例，逐步構建一個電路。
任何電壓源，包括電池，都有兩個用於電氣接觸的點。在本例中，我們在上面的圖表中具有點 1 和點 2。不同長度的水平線表示這是一個電池，它們進一步表示該電池的電壓將嘗試推動電子透過電路的方向。電池符號中水平線看起來是分開的（因此無法作為電子移動的路徑）的事實無需擔心：在現實生活中，這些水平線代表浸沒在液體或半固體材料中的金屬板，這些材料不僅可以傳導電子，還可以透過與板相互作用來產生推動電子流動的電壓。
注意電池符號左側的 "+" 和 "-" 符號。電池的負 (-) 端始終是具有最短短劃線的端，電池的正 (+) 端始終是具有最長短劃線的端。由於我們決定將電子稱為“負”帶電（感謝，本！），電池的負極是試圖推動電子從其流出的端。同樣，正極是試圖吸引電子的端。
當電池的 "+" 和 "-" 端沒有連線到任何東西時，在這兩點之間會有電壓，但不會有電子流過電池，因為電子沒有連續的路徑可以移動。
同樣的原理也適用於儲水池和水泵的類比：如果沒有回到池塘的迴流管道，儲水池中儲存的能量就不能以水流的形式釋放。一旦儲水池完全裝滿，無論水泵產生多少壓力，都不會發生流動。為了使水持續流動，需要有一條完整的路徑（迴路），使水從池塘流到儲水池，再流回池塘。
我們可以透過將一根導線從電池的一端連線到另一端來為電池提供這樣的路徑。透過形成一個帶環的導線迴路，我們將啟動一個持續的電子流，方向為順時針。
只要電池繼續產生電壓並且電氣路徑的連續性沒有斷開，電子就會繼續在電路中流動。沿水流經管道的隱喻，這種電子在電路中持續均勻的流動被稱為電流。只要電壓源繼續朝同一方向“推動”，電子流就會繼續在電路中朝同一方向移動。這種單向電子流被稱為直流電或 DC。
由於電流是由單個電子在導體中同步流動形成的，它們就像彈珠在管子裡或水在管道中流動一樣，沿著導體移動並推動前面的電子，因此整個電路中的電流在任何點都是相同的。如果我們在單一電路中監測導線的橫截面，統計流過的電子數量，我們會注意到每個時間單位的電子數量在電路的任何其他部分都是相同的，無論導線的長度或直徑如何。
如果我們在任何點斷開電路的連續性，整個迴路中的電流就會停止，電池產生的全部電壓將在斷開處顯示出來，即在原本連線的導線末端之間。
請注意電路斷開處兩端繪製的“+”和“−”符號，以及它們與電池端子旁的“+”和“−”符號的對應關係。這些標記指示電壓試圖推動電子流動的方向。請記住，電壓總是兩個點之間的相對值。電路中某一點是否被標記為“+”或“−”取決於它所參考的另一端。看看下面的電路，電路的每個角落都用數字標記作為參考。
在電路斷開點 2 和 3 之間，點 2 和 3 之間的電壓降為點 2 為“−”，點 3 為“+”。
現在讓我們看看如果我們將點 2 和 3 重新連線在一起，但在點 3 和 4 之間斷開電路會發生什麼。
在點 3 和 4 之間斷開的情況下，這兩個點之間的電壓降為點 4 為“+”，點 3 為“−”。請特別注意，點 3 的“符號”與第一個例子相反，第一個例子是在點 2 和 3 之間斷開（點 3 被標記為“+”）。我們無法說電路中的點 3 將始終為“+”或“−”，因為符號不是特定於單個點的，而是始終是兩個點之間的相對值！