導體或者半導體材料兩端加上電壓，那麼一端為正，另一端為負，負電壓排斥自由電子（負電荷），正電壓吸引自由電子，
結果自由電子從材料的負端到正端以相同的方向移動，自由電子從材料的負端向正端的移功就是電流。導電材料中的電流I（A）是由單位時間t（S）內流過某一點的電子數Q（C）。作一個簡單的類比，當抽水機（對應於電壓源）施加壓力（對應於電壓）時，可以把電流對應於系統中流過水管的水。實際中把正電荷在電路的移動方向規定為電流方向。這是因為以前是這樣規定而一直保持著，跟自由電子方向相反。
正電荷和負電荷之間存在著吸引力。必須有足夠大的能量以做功的形式克服吸引力，並且使其分開一定的距離。所以相反的電荷都且有一定的勢能，因為它們之間是分開的。電荷的勢能差就是電位差或者電壓。作一個簡單的類比，你可以把電壓對應於抽水機產生的壓差，水壓差使得水在系統中通過水管流動。電壓（V）是用單位電荷Q（C）的能量W（J）來定義。
當電流流過材料時，自由電子在材料中移動，並且偶爾與原子碰撞。這些碰撞導致電子丟失一些能量，因而它們的運動就受阻礙。碰撞越多，電子流動受到的阻礙就越多。這種阻礙是變化的，並且由材料的類型決定。自由電子與原子的碰撞會產生熱。電阻很小的導線，當有足夠大的電流流過時，會變得溫熱甚至是發燙。作為一個簡單的類比，你可以把電阻比作在閉合的水流系統裡部分打開的閥門，這個閥門限制流過水管的水流量。材料阻礙電子流動的屬性稱為電阻。有些金屬導體在溫度升高時，電阻很大，像電燈泡發光時比不發光時電阻大很多，利用這特性可作保護裝置，改變電壓與電流。而像半導體則相反，溫度高電阻變小。當材料兩端加1v相應有1A的電流時，就存在1歐的電阻。電阻的倒數是電導G是產生電流容易程度的度量。
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