电的实质
电的现象无处不在，那么电究竟是什么呢？
电是物质运动的一种形式，它是物质内所含的电子等载着流子运动时的一种能量表现形式。因此，从实质上讲，电是一种能量，常称作电能。
电在人们的生产和生活中得到了极其广泛的应用，如通电后可以使电灯发光或电炉发热（称电的热效应）；可以使电动机转动（称电的动力效应）；可以进行电解（称电的化学效应）；电磁铁会产生强大的吸引力（称电的磁效应）等等。可见，电具有许多功能，它可以转化为其他多种形式的能量，因而，人们通常把以电功率表示的电能称为电力。
要想从本质上进一步弄懂电究竟是什么，必须先了解物质的电结构。近代科学的大量实验证明，任何物质都是由分子组成的，分子又由保持原物质属性的原子组成。原子是由原子核和电子组成的，原子核内还包含有质子与中子。
由于中子不带电，但质子带正电，所以原子核带正电，而电子则带负电。正常情况下，原子核所带的正电与电子所带的负电数量相等，因而平常原子（乃至物质）便不显带电状态。电子围绕着原子核按一定轨道运转，好像宇宙天体中的太阳系里各行星与太阳间的关系那样，处在外层轨道上的电子与原子核之间的联系比较薄弱。当电子在外界因素（如光、热、外力等）的影响下获得了一定能量后，就可能会脱离原子核对它的吸引与束缚而跑出轨道成为自由电子，使该物体因缺少了负电而呈现带正电的状态，另一种获得了自由电子的物体则带负电。
电学发展简史
“电”的词语在西方是从希腊文“琥珀”一词转意而来的，在中国则是从雷闪现象中引出来的。自18世纪中叶以来，对电的研究逐渐开展起来。人类对电的每项重大发现都引起广泛的实用研究，从而促进科学技术的飞速发展。
现今，人类生活、科学技术活动以及物质生产活动都离不开电，难以想象没有电的世界会是什么样子。随着科学技术的发展，某些带有专门知识的研究内容逐渐独立，形成专门的学科，如电子学、电工学等。电学又可称为电磁学，是物理学中具有重要意义的基础性学科。
有关电的记载可追溯到公元前6世纪。早在公元前585年，希腊哲学家泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体，后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有吸引轻小物体的能力。在以后的2000多年中，这些现象仅仅被看成与磁石吸铁一样，属于物质具有的性质，此外没有什么其他重大的发现。
1600年，英国物理学家吉伯发现，不仅琥珀和煤玉摩擦后能吸引轻小物体，而且相当多的物质经摩擦后也都具有吸引轻小物体的性质。约在1660年，马德堡的盖利克发明了世界上第一台摩擦起电机。
18世纪，电的研究迅速发展起来。1729年，英国的格雷在研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时，发现导体和绝缘体的区别：金属可导电，丝绸不导电，并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起法国学者迪费的注意。1733年，迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电，因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论。他把玻璃上产生的电叫做“玻璃的”，琥珀上产生的电与树脂产生的相同，叫做“树脂的”。他得出：带相同电的物体互相排斥；带不同电的物体彼此吸引。
1745年，荷兰莱顿的穆申布鲁克发明了能“保存”电的莱顿瓶。莱顿瓶的发明为电的进一步研究提供了条件，它对于电的知识的传播起到了重要的作用。
摩擦起电差不多同时，美国的科学家富兰克林做了许多有意义的工作，使得人们对电的认识更加丰富。1747年，他根据实验提出电是一种流体，且具有不凡特性：在正常条件下电是以一定的量存在于所有物质中的一种元素；电跟流体一样，摩擦的作用可以使它从一物体转移到另一物体，但不能创造；任何孤立物体的电总量是不变的，这就是通常所说的电荷守恒定律。他把摩擦时物体获得的电的多余部分叫做正电，物体失去电而不足的部分叫做负电。从此，对这两种性质截然相反的不同的带电状态给定了正式名称。接着在1752年震撼世界的“风筝实验”的成功，验证了雷与电的内在关系。18世纪后期开始了电荷相互作用的定量研究。1776年，普里斯特利发现带电金属容器内表面没有电荷，猜测电力与万有引力有相似的规律。1769年，鲁宾孙通过作用在一个小球上电力和重力平衡的实验，第一次直接测定了两个电荷相互作用力与距离二次方成反比。1773年，卡文迪什推算出电力与距离的二次方成反比，他的这一实验是近代精确验证电力定律的雏形。1782年，意大利物理学家伏特成功研制了蓄电池。虽然这类电源十分原始，但电池的发明，却是由静电发展到动电的重大突破，并促使电的研究得到迅速的发展。
1785年，法国物理学家库仑设计了精巧的扭秤实验，直接测定了两个静止点电荷的相互作用力与它们之间的距离二次方成反比，与它们的电量乘积成正比的库仑定律，库仑的实验得到了世界的公认，从此电学的研究开始进入科学行列。
化学电源发明后，很快发现利用它可以做出许多不寻常的事情。1800年，卡莱尔和尼科尔森用低压电流分解水；同年里特成功地从水的电解中搜集了两种气体，并从硫酸铜溶液中电解出金属铜；1807年，戴维利用庞大的电池组先后电解得到钾、钠、钙、镁等金属；1811年，戴维利用2000个电池组成的电池组制成了碳极电弧；从19世纪50年代起它成为灯塔、剧院等场所使用的强烈光电源，直到19世纪70年代才逐渐被爱迪生发明的白炽灯所代替。此外伏打电池也促进了电镀的发展，电镀是1839年由西门子等人发明的。
虽然早在1750年，富兰克林已经观察到莱顿瓶放电可使钢针磁化，甚至更早在1640年，已有人观察到闪电使罗盘的磁针发生旋转，但到19世纪初，科学界仍普遍认为电和磁是两种独立的作用。与这种传统观念相反，丹麦的自然哲学家奥斯特接受了德国哲学家康德和谢林关于自然力统一的哲学思想，坚信电与磁之间有着某种联系。1807年，丹麦学者奥斯特发现了导体通电后，它附近的小磁针就会发生偏转的现象，结果证实了这种使磁针偏转的电流具有磁效应。他断言当导体中有电流通过时，周围就会伴有磁场产生。这一电能生磁的重大发现，揭示了电现象与磁现象之间的内在联系，从而奠定了电磁学研究领域的基础。电流磁效应的发现开拓了电学研究的新纪元。
电流磁效应的发现打开了电的应用的新领域。1825年，斯特金发明电磁铁，为电的广泛应用创造了条件。1833年，高斯和韦伯制造了第一台简陋的单线电报；1837年，惠斯通和莫尔斯分别独立发明了电报机，莫尔斯还发明了一套电码，利用他所制造的电报机可通过在移动的纸条上打上点和短横线来传递信息。1861年，贝尔发明了电话，作为收话机，它仍用于现代，而其发话机则被爱迪生发明的碳发话机以及休士发明的传声器所改进。
