FHSST 物理/电学/电压和电流
如前所述，我们需要更多的东西，不仅仅是连续路径（电路），才能使电子持续流动：我们还需要某种方法来推动这些电子绕着电路流动。就像管子里的弹珠或管道里的水一样，需要某种影响力来启动流动。对于电子来说，这种力与静电中起作用的力相同：由电荷不平衡产生的力。
电荷差用于储存一定量的能量。这种能量与储存在从低洼池塘中抽出的高水库中的能量类似。
重力对水库中水的影響產生了一种力，试图将水再次移回到低洼的水平面。如果从水库到池塘之间运行合适的管道，水将在重力的作用下从水库流下，穿过管道。
将水从低洼的池塘抽到高水库需要能量，水通过管道流回原位的过程构成了先前抽取的能量的释放。
如果水被抽到更高的水平，则需要更多的能量，因此将储存更多的能量，如果允许水通过管道再次流下，则将释放更多的能量。
电子没有什么不同。如果我们将电子从它们正常的“水平”上“抽离”，创造出电子试图重新建立其以前位置的力存在的情况。吸引电子回到其原始位置的力类似于重力作用在水库中的水上的力，试图将水拉到其以前的水平。
就像将水抽到更高的水平会导致能量储存一样，“抽取”电子以产生电荷不平衡会导致一定量的能量储存在这种不平衡中。并且，就像为水提供从水库高处流回原位的途径会导致储存的能量释放一样，为电子提供流回其原始“水平”的途径会导致储存的能量释放。
当电子处于静止状态（就像高处水库中静止的水一样）时，那里储存的能量被称为势能，因为它具有（潜在地）尚未完全实现的释放可能性。
这种势能，以电荷不平衡的形式储存，并能够促使电子通过导体流动，可以用一个称为电压的术语来表示，从技术上讲，电压是每个电子电荷的势能的量度，或者物理学家称之为比势能。在静电学的背景下，电压是将单位电荷从一个位置移动到另一个位置，克服试图保持电荷平衡的力的功的量度。在电源的背景下，电压是每个电荷可用的势能（要做的功）的量度，用于通过导体移动电子。
因为电压是势能的表达，代表了电子从一个“水平”移动到另一个“水平”时能量释放的可能性或潜力，所以它总是引用在两个点之间。考虑水库的类比。
由于高度差，水库通过管道释放到位置 2 的能量的潜力比释放到位置 1 的能量的潜力要大得多。这个原理可以在掉落的岩石中直观地理解：哪种结果会造成更剧烈的撞击，从一英尺高度掉落的岩石，还是从一公里高度掉落的同一块岩石？显然，从更高的高度掉落会导致更大的能量释放（更剧烈的撞击）。我们不能仅仅通过测量水的体积来评估水库中储存的能量，就像我们不能仅仅从知道岩石的重量来预测掉落的岩石撞击的严重程度一样：在这两种情况下，我们还必须考虑这些质量从初始高度下降了多远。允许质量下降所释放的能量量与质量下降的距离之间成正比。同样，将电子从一点移动到另一点的可用势能与这两个点之间成正比。因此，电压总是表示为两点之间的量。有趣的是，质量可能从一个高度“下降”到另一个高度的类比是一个恰如其分的模型，以至于两点之间的电压有时被称为电压降。
电压可以通过除了摩擦某些类型的材料以外的方式产生。化学反应、辐射能以及磁场对导体的影响是产生电压的几种方式。这三种电压源的相应示例是电池、太阳能电池和发电机（例如您汽车引擎盖下的“交流发电机”单元）。目前，我们不会详细介绍每个电压源的工作原理，更重要的是我们要了解如何将电压源应用于在电路中产生电子流。
让我们以化学电池的符号为例，一步步地构建一个电路。
任何电压源，包括电池，都有两个用于电气连接的点。在本例中，我们在上图中有点 1 和点 2。长度不同的水平线表示这是一个电池，并且它们还表示这个电池的电压试图将电子推动通过电路的方向。电池符号中水平线看起来是分开的（因此不能作为电子移动的路径）并不令人担忧：在现实生活中，这些水平线代表浸没在液体或半固体材料中的金属板，这些材料不仅导电，而且还通过与板相互作用来产生推动电子的电压。
请注意电池符号左侧的“+”和“−”符号。电池的负 (-) 端始终是具有最短短划线的端，而电池的正 (+) 端始终是具有最长短划线的端。由于我们已经决定将电子称为“负”电荷（谢谢，本！），因此电池的负端是试图将电子推出的端。同样，正端是试图吸引电子的端。
当电池的“+”和“−”端未连接到任何东西时，这两个点之间将存在电压，但不会有电子通过电池流动，因为没有电子移动的连续路径。
水库和泵的类比也遵循相同的原理：没有返回池塘的管道，水库中储存的能量就无法以水流的形式释放。一旦水库完全填满，无论泵产生多少压力，都不会发生流动。为了使水持续流动，需要一条完整的路径（电路）从池塘到水库，再返回池塘。
我们可以通过将一根导线从电池的一端连接到另一端来为电池提供这样的路径。通过形成一个由导线组成的环路，我们将使电子以顺时针方向持续流动。
只要電池繼續產生電壓，並且電路通路沒有斷開，電子就會繼續在電路中流動。用水的流動來做比喻，這種持續均勻的電子流動叫做電流。只要電壓源持續向同一方向推動，電流就會持續在電路中向同一方向流動。這種單方向的電子流叫做直流電（DC）。
由於電流是由大量電子在導體中沿著相同方向移動，並推動前面的電子，就像彈珠在管子中或水在管道中流動一樣，所以單個電路中的電流在任何位置都是相同的。如果我們監控電線的橫截面，計算流過的電子數量，我們會注意到在電路的任何位置，每單位時間的數量都完全相同，無論導體的長度或直徑如何。
如果我們在電路的任何位置斷開電路通路，整個迴路的電流就會停止，電池產生的全部電壓將會體現在斷開的位置，即原本連接的兩根電線的端點之間。
注意電路斷開處兩端畫的 "+" 和 "-" 符号，以及它們如何對應於電池端子旁的 "+" 和 "-" 符号。這些標記表示電壓試圖推動電子流動的方向。請記住，電壓始終是兩個點之間的相對值。電路中的一個點是否被標記為 "+" 或 "-" 取決於它所參考的另一個點。看下面這個電路，每個迴路拐角都標有數字作為參考。
在電路斷開處，也就是 2 點和 3 點之間，2 點的電壓下降為 "-"，3 點的電壓下降為 "+"。
現在讓我們看看如果我們將 2 點和 3 點重新連接起來，但在 3 點和 4 點之間斷開電路會發生什麼。
在 3 點和 4 點之間斷開，這兩點之間的電壓下降為 4 點 "+" 和 3 點 "-". 特別要注意 3 點的 "符號" 與第一個例子相反，第一個例子是在 2 點和 3 點之間斷開的 (3 點被標記為 "+" )。我們無法說這個電路中的 3 點總是 "+" 或 "-"，因為符號不是指單個點，而是始終是指兩個點之間的相對值！