电子学/电压、电流和功率
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实验表明，电点电荷根据库仑定律相互吸引或排斥。对构成特定系统配置的点电荷分布进行积分（求和），可以确定一个标量值，该值定义为特定点的电势或电场。这个数学定义在电子电路理论中非常有用。
电压
- 电路中电荷分布导致的两个测试点之间的电势差，通常以伏特为单位测量。
电流
- 在一定时间间隔（秒）内流过特定点的净电荷量（库仑）（电子数量 x 电子电荷），通常以安培（A）为单位测量（1 安培 = 1 库仑 / 1 秒）。在典型的元件和系统中，电子的数量非常大，总电荷流动被称为电流。
功率
- 在一定时间内给出的能量，通常以瓦特为单位测量。
电荷定律
- 异性电荷相吸，同性电荷相斥。
电感
- 当电流流过导线时，它会在导线周围产生一个移动的磁场。典型的测量单位是亨利。
电容
- 当在物理系统中产生电场或电荷分布以存储可恢复的能量时，影响电量计算的物理元件的特性被称为电容。基本测量单位是法拉，但微法拉（μF）更常用。
电阻
- 当电势差在两点之间产生电子的移动时，系统中原来可用的部分势能会不可逆地从电场或通过元件移动的电子转移到材料内部的原子和分子与之碰撞。欧姆定律，V=IR，定义电阻为 R=V/I，其中 V 是加在元件两端的电压差，I 是产生的电流（安培），R 是由元件的特性产生的常数，该常数是从测量通过元件的电流的测量电压损失计算得出的。
带电粒子，例如质子或电子，在特定环境中可能会感受到电场力。这种力通常是由于附近存在其他电荷。这种力将具有方向和大小，可以用向量表示。（向量仅仅是表示事物方向和大小的量。）力的强度取决于粒子的电荷，周围粒子的电荷以及它们之间的距离：电荷量大的粒子彼此靠近时，会对彼此施加很大的力；如果电荷量小，或者它们彼此相距较远，则力就小。力的方向取决于周围电荷的位置。
在描述该位置的电环境时，据说该位置存在电场。电场定义为单位电荷在该位置感受到的力。在某些测量系统中，电荷单位是单个质子的电荷；在其他系统中，它是库仑。库仑是 6.24×1018 个质子的电荷。
单个带电粒子的力与电场之间的关系由以下等式给出
粗体字母表示向量量。这意味着电荷 q 在电场 E 中具有特定方向和大小 E，它将受到力 F 的作用，力的方向相同，大小为 F。仅考虑大小，根据定义，将得到以下结果。
E = F/q these are all magnitudes or numerical quantities
某个位置的净电场 E 是由于附近所有其他电荷的存在而产生的，类似于如果在该位置存在电荷 q 时的净电场力 F。这些其他电荷中一个对总（或净）电场的贡献是一个向量 E 贡献，对于点电荷，可以从库仑定律推导出。各种形状的电荷密度分布也可能对总电场产生向量 E 贡献，这些贡献应作为向量量相加。实际上，大多数电工、电气工程师以及其他电气电路建造者和爱好者很少进行这种电场计算。这种电场计算更多地是理论物理或特殊应用问题，因此为了便于应用，这里省略了这些计算，而侧重于更实用的材料。有关电场公式的信息，请参阅电场。
只有当存在一个电荷在电场中的某个位置受到力时，电荷才会受到电场力的作用。然而，即使没有受到力作用的电荷，在某个点仍然可能存在电场。这意味着电场是空间或某个点的位置及其电环境的属性，它将决定如果电荷 q 位于该位置，它会“感受到”什么。
现在，微观物理学回顾：功是克服力使物体或物质发生位移（或运动）。能量是执行这种功的能力。能量可以是动能或势能。动能是物体由于运动而具有的能量。势能是物体、物质、电荷或其他情况具有执行功或转化为动能或其他类型的势能的能力。
粒子或电荷可能具有势能的原因可能是它位于力场中，例如重力场、电场或磁场。在这些场存在的情况下，重力或电场力或磁场力会导致粒子或电荷运动更快或克服阻力运动，这表示势能转化为动能或功。它所具有的势能大小取决于其位置。从一个位置移动到另一个位置会导致其势能发生变化。
例如，放置在地球表面附近的物体，如果位置较高，则将根据其质量、位置（高度或海拔）以及地球重力场的强度，具有特定的重力势能。如果物体从该位置（高度）掉落到新的较低位置，则至少一部分重力势能将转化为动能，导致物体向下运动。从一个位置到另一个位置的重力势能差是可以计算的，但确定物体的绝对势能是任意的，因此地面水平被任意地选择为重力势能等于零的高度。所有其他高度的势能都是根据物体的质量、相对于地面水平的位置以及重力场的强度来确定的。
所有能量值都是数值或标量，而不是向量。
类似地，带电粒子在电场环境中的某个点或位置会具有特定的电势能，这取决于其电荷、位置以及该处的电场，而电场又取决于附近所有其他电荷的数量和位置。如果该电荷从该位置移动到一个新的位置或点，则会导致其电势能发生变化。该带电粒子电势能的变化与其电荷成正比，并且可以是增加或减少。通过测量和计算，人们可以确定这种电势能的变化，但很难得到其电势的绝对值，而且通常也不需要。因此，类似于重力势能，人们会选择附近的一个任意位置或点（通常是所讨论的电路中的某个位置）作为电势能为零的点，如果电荷位于该点。通常，布线、电路或设备会连接到地，因此地通常被选为零点。所有其他点的电势能都是相对于地电平确定的。电势能的SI单位是焦耳。
由于带电粒子（或物体）的电势能与其电荷成正比，并且仅取决于其位置（它所在的位置），因此一个有用的值是电势。电势（用V表示）是指一个正电荷（q）在给定点（位置）所具有的电势能（PE）除以该正电荷的值。在点a处，点a的电势由以下公式给出：
Va = (PE of charge at a)/q
与电场类似，电势是位置及其处电场条件的属性，无论该处是否存在受到这些条件影响的电荷。另一方面，电势能更类似于电力，因为要使它存在，必须存在一个受电荷的粒子或物体具有这种能量。物理学家通常将电势简称为势。由于电势能的SI单位是焦耳，而电荷的SI单位是库仑，因此电势的SI单位伏特（用V表示）定义为每库仑焦耳（J/C）。
由于电势能是基于一个任意点，其电势能设置为零，因此给定点的电势值也基于这个相同的任意零点（电势设置为零的参考点）。给定点a的电势是点a到零点之间电势差，通常称为地节点（或简称地）。
有时可以根据库仑定律计算电势能或电势，例如电场计算，但这主要具有理论意义，在实际应用中很少使用。因此，本文也省略了此类计算，转而介绍更实用的内容。
通常，人们会比较两个不同点的电势，我们不妨称为点a和点b。那么点a和点b之间的电势差（Vab）定义为点b的电势减去点a的电势。
Vab = Vb - Va
电势差的单位是伏特，与电势相同。物理学家通常将电势差简称为势差。在直流（DC）条件下，以及在交流（AC）条件下的任何时刻，电势和电势差都是数值或标量，而不是向量，它们可以是正值或负值。
电压是以伏特为单位表达的电势。类似地，以伏特为单位表示的电势差通常称为电压差，或称为两点之间的电压或电气组件两端的电压。电势、势和势差是物理学家更常使用的术语。由于这些量几乎总是以伏特（或毫伏等相关单位）表示，因此工程师、电工、爱好者和普通人通常使用电压而不是电势。此外，在实际应用中，带电粒子的电力、电场和电势能不像宏观意义上的电压、功率和能量那样经常讨论。
补充说明：以下解释了为什么电压“类似于”管道中流体的压力（尽管它只是一个类比，而不是完全相同的事物），也解释了电压奇怪的“维度”。考虑将压缩空气泵入罐中的势能。能量随着每增加一点空气而增加。压力是能量除以体积，我们可以直观地理解这一点。现在考虑将电荷（以库仑为单位测量）强加到电容器中的能量。电压是能量除以电荷，因此电压类似于一种类似压力的强迫力。此外，尺寸分析告诉我们电压（“每单位电荷的能量”）是每单位距离的电荷，距离是电容器极板之间的距离。（更多讨论请参阅D. J. Shanefield编著的“工业电子学”第16页，Noyes Publications，波士顿，2001年。）
当电路以直流（DC）模式运行时，电路中所有电压和电压差通常都是恒定的（不随时间变化）。当电路以交流（AC）条件运行时，电路中的电压会随时间周期性变化；电压是时间的正弦函数，例如V(t) = a sin (b t)，其中a和b为常数，或类似的函数。周期在单位时间内重复（或“循环”）的次数称为V(t)的频率。在直流条件下，或在交流条件下的任何时刻，电势（或电压）和电势差（或电压差）都是数值或标量，而不是向量，它们可以是正值或负值。但是，在交流模式下，电压随时间变化的总函数V(t)可以表示为给定频率的复数或相量。频率可以用每秒循环或简称为sec-1来表示，在SI单位中称为赫兹（Hz）。美国提供的典型商用电力是频率为60 Hz的交流电（印度为50 Hz）。
电子图中显示了地，但它并不是真正的元件。它仅仅是被指定了零电压的节点。它由以下符号之一表示。从技术上讲，任何单个节点都可以被指定为地，而其他电压则相对于它测量。但是，惯例是只用两种方式之一指定它，这与电源类型有关。在单电源情况下，例如由单个电池供电的电路，地通常定义为电源端子中电位更负的端子。这使得电路中所有电压相对于地都是正的（通常情况下），并且是一种常见的惯例。对于分体电源设备，例如由中心抽头变压器驱动的电路，通常将中心电压定义为地，并且电路中存在相等且大致对称的正电压和负电压。
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| 信号 地 |
机箱 地 |
大地 地 |
- 信号地
- 信号的地。由于导线具有一定的电阻，因此电路中的接地点并不完全处于相同的电压。在实际电路设计中，重要的是将电源地与信号地、屏蔽地等分开。在对噪声要求特别低的电路中，电源稳压电路应使用粗导线或走线连接地，从电源到电源滤波器输出端的“最干净”地依次排列，这将成为信号电路接地的“星形点”。
- 机箱地
- 与设备机箱的直接连接。这用于EMI屏蔽，以及交流电源设备的接地安全。
- 大地
- 在地面本身连接到无线电或电力分配系统。由于电力线电压将通过地球寻找路径返回电力线供应站，因此也是安全接地的连接的另一端。这是“接地”一词的最初用法，而该词的更现代含义本来应该称为“浮动接地”。
接地符号和信号接地符号通常在不考虑其原始含义的情况下互换使用。就信号级电子设备（以及本书）而言，接地几乎总是表示信号接地或浮动接地，而不是连接到地球本身。
(请参见：http://www.prosoundweb.com/studyhall/rane/grounding/ground2.php)
电流（通常简称为电流）是在导体（例如电线）或进出或穿过电气组件中的电荷运动。电流被量化为正电荷通过某个点或穿过横截面的速率。简而言之，电流被量化为单位时间的正电荷。但是，由于电流是矢量量，因此电流流动的方向仍然很重要。电流在给定方向上的流动可以是正的或负的；负号意味着正电荷与给定方向相反。某个点的电流量通常用大写或小写字母 I 表示，并带有一个指示电流 I 移动方向的符号。SI 电流单位是安培 (A)，它是物理学的基本单位 之一。有关安培的定义，请参阅安培。有时，安培非正式地缩写为安培。库仑 (C) 的定义，即电荷的 SI 单位，基于安培。库仑是指当恒定 1 安培电流在 1 秒内通过该点时通过该点的正电荷量。秒是 SI 时间单位。换句话说，库仑等于安培秒 (A·s)。安培等于每秒库仑 (C/s)。
通常，电流在金属中，构成负电荷的电子的运动；但是，人们最初认为电流带有正电荷。结果是，即使电流是负电子的流动，并且从电池的负极流向正极，但当人们进行电路分析时，他们假装电流是正电荷的流动，并且从电池的正极流向负极（或其他电源）。实际上，这比这更复杂，因为电流可以由电子、空穴、离子、质子或任何带电粒子组成。由于在分析电路时通常忽略实际的载流子，因此电流被简化，并被认为是从正极流向负极，被称为常规电流。
投掷卵石的类比：我有卵石，我正在把它们扔进篮子里。这样做时，篮子会得到卵石，而我会失去卵石。因此，篮子有负的卵石电流，因为它获得了卵石，而我则有正的卵石电流，因为我失去了卵石。在投掷卵石中，电流具有相同的强度，但方向相反。
电流 I 以安培 (A) 表示，等于 x 个 y
功率是单位时间的能量。功率的 SI 单位是瓦特 (W)，它等于焦耳每秒 (J/s)，其中焦耳是能量的 SI 单位，秒是时间的 SI 单位。当有人将电器插入插座以使用电力使电器工作时，该人就会为电器提供电能。电器通常通过将电能转化为热量、光或功来工作——或者可能将其转化为不同形式的电能。如果这种情况一直在发生，则据说插座或电力公司向电器供电。进入和离开电器的插座电流有效地携带功率，而电器吸收功率。
将功率单位乘以时间单位将得到一个表示能量量的单位。因此，千瓦乘以小时得到千瓦时 (kW·h)，这是一个单位，通常由电力公司用来表示向消费者发电或提供的电量。奇怪的是，在营销和零售包装中，便携式电池通常以“mAh”为单位进行评级，这些通常是功率单位，但不识别电池可以提供多少功率。相反，mAh 额定值始终是电池化学成分定义的隐含电压。例如，常见的优质 18650 锂离子电池的广告/额定值通常为 3400 mAh。即使“3400 mAh”是功率单位，锂离子化学电池的电压通常约为 3.7 伏，这确实将电池识别为一种能够存储约 3400 mAh x 3.7 伏 = 12.6 mWh（毫瓦时）的电池。能量每次充电。）同样奇怪的是，在营销和零售包装中，更大（例如汽车）电池通常以电池可以提供的“安培”或“冷启动安培” (CCA) 为单位进行广告，以指示其可以提供的最大功率。虽然安培不是功率单位，但这些额定值确实代表了可以输出的功率量。
对于直流电 (DC)，功率 P 可以通过将电压和电流相乘来计算，当它们已知时。
P = V I
请注意，能量/电荷乘以电荷/时间得到能量/时间。在交流电 (AC) 电路中，在任何一个时间点 t，功率 P(t) 等于电压 V(t) 乘以电流 I(t)。
P(t) = V(t) I(t) at any one time t
对时间平均的交流电功率的计算将在交流电功率下讨论。
电子电路是一个系统，其中常规电流从电源的正极流出，流过负载，流向电源的负极。但是，只有当从正极到负极的路径闭合时，电流才会流动。如果其路径中存在间断或开路，则电流将不会流动，因此电路将无法正常工作。电流不会流动，因为开路就像无限电阻。
短路是节点的另一个名称，尽管它通常指的是无意中的节点。通过它有电流，但没有跨它的电压。
跨它有电位，但没有通过它的电流。
理论电路连接（电线）没有电阻或电感。如果电线有电流流过，则实际电线总是会产生电压（电阻）。在高频下，如果电线有交流电流流过（像电感器中的电感），则电线连接之间会产生可测量的电压电位。