如果任何介質中都有自由電荷載流子（例如，金屬中的電子），那麼它們不是靜止的，而是隨機移動的。但是你可以讓電子在給定的方向上有序地移動。帶電粒子的這種定向運動稱為電流。
電流是如何產生的
如果我們取兩個導體，其中一個帶負電（向其中添加電子），另一個帶正電（從中帶走一些電子），就會產生電場。如果將兩個電極與導體連接，則電場將迫使電子按照電場矢量的方向沿電場矢量的相反方向移動。帶負電的粒子將從它們過量的電極移動到它們不足的電極。
對於電子運動的發生，不需要將正電荷賦予第二電極。主要是第一個的負電荷更高。甚至可以使兩個導體都帶負電，但一個導體的電荷必須大於另一個導體。在這種情況下，人們談到導致電流的電位差。
以水為例，如果你將兩個裝滿水的容器連接到不同的高度，就會出現一股水流。它的壓力將取決於水平的差異。
有趣的是，電子在電場作用下的混沌運動通常被保留，但電荷載流子質量的一般運動矢量獲得了定向特徵。如果運動的“混沌”分量具有每秒幾十甚至幾百公里的速度，那麼方向分量就是每分鐘幾毫米。但是衝擊（當電子沿著導體的長度移動時）以光速傳播，所以他們說電流以 3 * 10 的速度移動8 米/秒。
在上述實驗的框架內，導體中的電流不會長期存在——直到帶負電的導體中多餘的電子耗盡，它們在兩極的數量不平衡。這個時間很短——微不足道的幾分之一秒。
回到最初帶負電的電極並在載流子上產生多餘的電荷，不會產生使電子從負向正移動的相同電場。因此，必須有一個外力作用於電場的強度並超過它。與水相似，必須有一個泵將水抽回上層，以產生連續的水流。
當前方向
取正負方向為電流方向，即帶正電粒子的運動方向與電子的運動方向相反。這是因為電流現象的發現比對其性質的解釋要早得多，並且人們認為電流是朝這個方向流動的。到那時，已經積累了大量關於這個主題的文章和其他文獻，出現了概念、定義和規律。為了不修改大量已發表的材料，我們只是將電流方向與電子流相反。
如果電流一直沿一個方向流動（甚至強度變化），則稱為 直流電.如果它的方向發生變化，那麼我們正在談論交流電。在實際應用中，方向按照某種規律變化，例如按照正弦規律變化。如果電流的方向保持不變，但它週期性地下降到零並增加到最大值，那麼我們談論的是脈衝電流（各種形狀）。
維持電路中電流的必要條件
以上推導了閉合電路中電流存在的三個條件。需要更詳細地考慮它們。
免費電荷載體
電流存在的第一個必要條件是自由電荷載流子的存在。電荷不是與其載體分開存在的，因此有必要考慮可以攜帶電荷的粒子。
在具有類似導電類型的金屬和其他物質（石墨等）中，這些是自由電子。它們與原子核的相互作用很弱，可以離開原子並在導體內相對不受阻礙地移動。
自由電子也用作半導體中的電荷載流子，但在某些情況下，它們談到這類固體的“空穴”導電性（與“電子”相反）。這個概念只需要描述物理過程，實際上，半導體中的電流是電子的相同運動。電子不能離開原子的材料是 電介質.它們裡面沒有電流。
在液體中，正離子和負離子都帶有電荷。這是指液體 - 電解質。例如，溶解鹽的水。水本身是電中性的，但當固體和液體物質進入其中時，它們會溶解並離解（分解）形成正離子和負離子。在熔融金屬（例如汞）中，電荷載體是相同的電子。
氣體主要是電介質。它們中沒有自由電子——氣體由中性原子和分子組成。但如果氣體被電離，他們說的是物質聚集的第四種狀態——等離子體。電流也可以在其中流動，它發生在電子和離子的定向運動期間。
此外，電流可以在真空中流動（例如，真空管的作用就是基於此原理）。這將需要電子或離子。
電場
儘管存在自由電荷載流子，但大多數介質是電中性的。這是因為負（電子）和正（質子）粒子分佈均勻，它們的場相互補償。要產生一個領域，電荷必須集中在某個區域。如果電子在一個（負）電極的區域中積累，那麼在相反的（正）電極上就會出現短缺，並且會產生一個場，產生一個作用在電荷載流子上的力並迫使它們移動。
第三方強制進行指控
而第三個條件——必須有一個力攜帶與靜電場方向相反的電荷，否則封閉系統內的電荷會很快平衡。這種外力稱為電動勢。它的起源可能不同。
電化學性質
在這種情況下，EMF 是由於發生電化學反應而產生的。反應可能是不可逆的。一個例子是原電池 - 一種眾所周知的電池。試劑用完後，EMF 降至零，電池“坐下”。
在其他情況下，反應可能是可逆的。因此，在電池中，EMF 也是電化學反應的結果。但完成後，該過程可以恢復 - 在外部電流的影響下，反應將以相反的順序發生，電池將再次準備好提供電流。
光伏性質
在這種情況下，EMF 是由可見光、紫外線或紅外線輻射對半導體結構中的工藝的作用引起的。這種力出現在光電池（“太陽能電池”）中。在光的作用下，在外部電路中產生電流。
熱電性質
如果您取兩個不同的導體，將它們焊接並加熱結，則由於熱結（導體的結）和冷結（導體的兩端）之間的溫差，電路中將出現 EMF。這樣，不僅可以產生電流，還可以 測量溫度 通過測量新興的電動勢。
壓電性質
當某些固體被壓縮或變形時發生。電打火機就是根據這個原理工作的。
電磁性質
工業上最常見的發電方式是使用直流或交流發電機。在直流電機中，框架形電樞在磁場中旋轉，穿過其力線。在這種情況下，根據轉子的旋轉速度和磁通量會產生 EMF。在實踐中，一個錨是由大量的匝數組成的，形成多個串聯的框架。它們中產生的 EMF 加起來。
在 交流發電機 同樣的原理也適用，但磁鐵（電動或永久）在固定框架內旋轉。由於定子中的相同過程， 電磁場，它具有正弦形狀。在工業規模上，幾乎總是使用交流發電 - 將其轉換為運輸和實際使用更容易。
生成器的一個有趣特性是可逆性。它在於，如果從外部電源向發電機端子施加電壓，則其轉子將開始旋轉。這意味著，根據連接方案，電機可以是發電機或電動機。
這些只是電流這種現象的基本概念。事實上，電子定向運動過程中發生的過程要復雜得多。要理解它們，需要對電動力學進行更深入的研究。
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