FHSST 物理/电学/电压和电流
如前所述，我们需要更多的东西，不仅仅是一条连续的路径（电路），才能使电子连续流动：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，需要某种影响力才能启动流动。对于电子来说，这种力与静电中起作用的力相同：电荷不平衡产生的力。
电荷差异用于存储一定量的能量。这种能量与储存在从低层池塘抽取的储水池中的能量非常相似。
重力对储水池中水的影響，产生一种力，试图将水再流回到低层。如果从储水池到池塘铺设一条合适的管道，水将在重力的作用下从储水池流下，流经管道。
将水从低层池塘抽到高层储水池需要能量，水通过管道流回到原始水平的过程构成先前抽取的能量的释放。
如果将水抽到更高的水平，则需要更多的能量来做到这一点，因此将存储更多的能量，如果允许水通过管道流回，则会释放更多的能量。
电子并没有太大区别。如果我们“抽取”电子使其远离其正常的“水平”，就会创造一种条件，在这种条件下，存在一种力，因为电子试图恢复其以前的位置。吸引电子回到其原始位置的力类似于重力对储水池中的水所施加的力，试图将其拉回到其以前的水平。
就像将水抽到更高水平会导致能量被存储一样，“抽取”电子以产生电荷不平衡会导致一定量的能量被存储在这种不平衡中。而且，就像为水提供一条流回储水池高处的路径会导致储存的能量释放一样，为电子提供一条流回其原始“水平”的路径会导致储存的能量释放。
当电子处于静止状态时（就像水静止在储水池的高处一样），储存在那里的能量被称为势能，因为它有可能（潜在）释放，但尚未完全实现。
这种势能以电荷不平衡的形式存储，能够激发电子通过导体流动，可以表示为一个称为电压的术语，在技术上是每单位电子电荷的势能的量度，或者物理学家称之为比势能。在静电的背景下，电压是指将单位电荷从一个位置移动到另一个位置所需的功的量度，以对抗试图保持电荷平衡的力。在电力源的背景下，电压是指每单位电荷可用的势能（要做的功）的量，用于使电子通过导体流动。
因为电压是势能的表示，代表着电子从一个“水平”移动到另一个“水平”时能量释放的可能性或潜力，所以它始终是在两个点之间参考的。考虑一下储水池的类比。
由于高度差，储水池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石头上直观地理解：哪个会导致更剧烈的撞击，从一英尺高处掉落的石头，还是从一公里高处掉落的相同的石头？显然，高度更高的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储水池中存储的能量，就像我们不能仅仅通过知道石头的重量来预测掉落的石头的撞击强度一样：在这两种情况下，我们还必须考虑这些质量从其初始高度下降了多远。允许质量下降而释放的能量量与质量开始和结束点之间的距离有关。同样，用于将电子从一个点移动到另一个点的势能与这两个点有关。因此，电压始终表示为两个点之间的量。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非常恰当的模型，以至于两点之间的电压有时被称为电压降。
电压可以通过除摩擦某些类型的材料以外的方式产生。化学反应、辐射能量和磁场对导体的影响是产生电压的几种方法。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方的“交流发电机”单元）。现在，我们不会详细介绍这些电压源是如何工作的——更重要的是，我们了解电压源如何被用来在电路中产生电子流动。
让我们以化学电池的符号为例，逐步构建一个电路。
任何电压源，包括电池，都有两个用于电气接触的点。在本例中，我们在上面的图表中具有点 1 和点 2。不同长度的水平线表示这是一个电池，它们进一步表示该电池的电压将尝试推动电子通过电路的方向。电池符号中水平线看起来是分开的（因此无法作为电子移动的路径）的事实无需担心：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，这些材料不仅可以传导电子，还可以通过与板相互作用来产生推动电子流动的电压。
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，电池的正 (+) 端始终是具有最长短划线的端。由于我们决定将电子称为“负”带电（感谢，本！），电池的负极是试图推动电子从其流出的端。同样，正极是试图吸引电子的端。
当电池的 "+" 和 "-" 端没有连接到任何东西时，在这两点之间会有电压，但不会有电子流过电池，因为电子没有连续的路径可以移动。
同样的原理也适用于储水池和水泵的类比：如果没有回到池塘的回流管道，储水池中储存的能量就不能以水流的形式释放。一旦储水池完全装满，无论水泵产生多少压力，都不会发生流动。为了使水持续流动，需要有一条完整的路径（回路），使水从池塘流到储水池，再流回池塘。
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。通过形成一个带环的导线回路，我们将启动一个持续的电子流，方向为顺时针。
只要电池继续产生电压并且电气路径的连续性没有断开，电子就会继续在电路中流动。沿水流经管道的隐喻，这种电子在电路中持续均匀的流动被称为电流。只要电压源继续朝同一方向“推动”，电子流就会继续在电路中朝同一方向移动。这种单向电子流被称为直流电或 DC。
由于电流是由单个电子在导体中同步流动形成的，它们就像弹珠在管子里或水在管道中流动一样，沿着导体移动并推动前面的电子，因此整个电路中的电流在任何点都是相同的。如果我们在单一电路中监测导线的横截面，统计流过的电子数量，我们会注意到每个时间单位的电子数量在电路的任何其他部分都是相同的，无论导线的长度或直径如何。
如果我们在任何点断开电路的连续性，整个回路中的电流就会停止，电池产生的全部电压将在断开处显示出来，即在原本连接的导线末端之间。
请注意电路断开处两端绘制的“+”和“−”符号，以及它们与电池端子旁的“+”和“−”符号的对应关系。这些标记指示电压试图推动电子流动的方向。请记住，电压总是两个点之间的相对值。电路中某一点是否被标记为“+”或“−”取决于它所参考的另一端。看看下面的电路，电路的每个角落都用数字标记作为参考。
在电路断开点 2 和 3 之间，点 2 和 3 之间的电压降为点 2 为“−”，点 3 为“+”。
现在让我们看看如果我们将点 2 和 3 重新连接在一起，但在点 3 和 4 之间断开电路会发生什么。
在点 3 和 4 之间断开的情况下，这两个点之间的电压降为点 4 为“+”，点 3 为“−”。请特别注意，点 3 的“符号”与第一个例子相反，第一个例子是在点 2 和 3 之间断开（点 3 被标记为“+”）。我们无法说电路中的点 3 将始终为“+”或“−”，因为符号不是特定于单个点的，而是始终是两个点之间的相对值！