ดูต้นฉบับสำหรับ ไฟฟ้า

{{copy edit}}
{{ความหมายอื่น}}
[[ไฟล์:Lightning3.jpg|thumb|[[ฟ้าผ่า]]ในเมืองตอนกลางคืนที่เกิดซ้ำ ๆ หลายครั้ง ฟ้าผ่าเป็นหนึ่งในผลกระทบที่รุนแรงที่สุดของไฟฟ้า]]
{{ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า}}
'''ไฟฟ้า''' ({{langx|el|ήλεκτρον}}; {{langx|en|electricity}}) เป็นอิเล็กตรอนขนาดใหญที่สามารถทำอะไรหลายอย่างได้  

หากกล่าวถึงไฟฟ้า ประจุจะผลิตสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะกระทำกับประจุอื่น ๆ  ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้เนื่องจากหลายชนิดของฟิสิกซ์ดังต่อไปนี้

'''[[ประจุไฟฟ้า]]''' ({{langx|en|electric charge}}) เป็นพลังงานที่ไม่ค่อยได้เห็นเท่าไร เพราะมันสามารถพบได้แค่ในเครื่องปั่นไฟฟ้าขั้นสูงเป็นหลัก 
* '''[[สนามไฟฟ้า]]''' ({{langx|en|electric field}}) เป็นพลังงานแบบวงกวัางที่พบได้ยากมาก
* '''[[ศักย์ไฟฟ้า]]''' ({{langx|en|electric potential}}) เป็นพลังงานที่พบได้ยากที่สุด มีไว้สำหรับตรวจระดับไฟฟ้า
* '''[[กระแสไฟฟ้า]]''' ({{langx|en|electric current}}) เป็นพลังงานที่พบได้ทั่วไป มีไว้สำหรับถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง
* '''[[พลังงานไฟฟ้า]]''' ({{langx|en|electric energy}}) เป็นพลังงานที่ได้จาก[[พลังงานศักย์]]หรือ[[พลังงานจลน์]] ไฟฟ้าเมื่อถูกใช้อย่างหลวม ๆ จะใช้เพื่ออธิบายพลังงานที่ถูกดูดซับหรือถูกนำส่งโดยวงจรไฟฟ้าหนึ่ง (ยกตัวอย่างเช่นพลังงานที่จัดหามาให้จากโรงไฟฟ้า) 
* '''[[แม่เหล็กไฟฟ้า]]''' : กลุ่มประจุที่กำลังเคลื่อนที่จะสร้าง[[สนามแม่เหล็ก]]ขึ้นมาขนาดหนึ่ง กระแสไฟฟ้าก็สร้างสนามแม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กที่กำลังเปลี่ยนแปลงก็สร้างกระแสไฟฟ้า

ใน [[วิศวกรรมไฟฟ้า]] คำว่าไฟฟ้าหมายถึง:
* '''[[กำลังไฟฟ้า]]''' ({{langx|en|electric power}}) เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกใชัเพื่อให้กำลังงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าเป็นอัตราที่พลังงานไฟฟ้าที่ถูกถ่ายโอนไปยังวงจรไฟฟ้า มีหน่วย SI เป็นวัตต์ซึ่งเท่ากับหนึ่งจูลต่อวินาที 
* '''[[อิเล็กทรอนิกส์]]''' เกี่ยวข้องกับ[[วงจรไฟฟ้า]]ที่ใช้ชิ้นส่วนที่[[สภาพพาสซีฟ|แอคทีฟ]]เช่นหลอดสูญญากาศ, ทรานซิสเตอร์, ไดโอดและวงจรรวม และเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ใช้ในการเชื่อมต่อถึงกันแบบ[[สภาพพาสซีฟ|พาสซีฟ]]ที่เกี่ยวข้อง
* '''[[วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า]]''' (อังกฤษ: Power engineering) หรือที่เรียกว่า วิศวกรรมระบบไฟฟ้า เป็นสาขาย่อยของ[[วิศวกรรมพลังงาน]]และ[[วิศวกรรมไฟฟ้า]]ที่เกี่ยวข้องกับ[[การผลิตไฟฟ้า]], [[การส่งกำลังไฟฟ้า]], [[การกระจายกำลังไฟฟ้า]], [[การใช้ให้เป็นประโยชน์]] (อังกฤษ: utilization) และอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับระบบดังกล่าว

ปรากฏการณ์เกี่ยวกับไฟฟ้าได้มีการศึกษากันมานานนับตั้งแต่โบราณกาลแต่ความก้าวหน้าในความเข้าใจทางทฤษฎีก็ยังคงช้าอยู่จนกระทั่งคริสต์ศตวรรษที่ 17 และ 18 แม้ว่าในขณะนั้นการประยุกต์ใช้ไฟฟ้าในทางปฏิบัติจะยังมีน้อยและมันยังไม่ถึงเวลาจนกระทั่งปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ที่[[วิศวกรรมไฟฟ้า|วิศวกรไฟฟ้า]]จะสามารถนำมันไปใช้ในงานอุตสาหกรรมและตามบ้านเรือน การขยายตัวอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีไฟฟ้าในช่วงเวลานี้ได้เปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมและสังคม ความหลากหลายที่เกินธรรมดาของไฟฟ้าทำให้มันสามารถถูกนำไปใช้ในงานที่เกือบจะไร้ข้อจำกัดซึ่งรวมถึงการขนส่ง การให้ความร้อน แสงสว่าง การสื่อสาร และคอมพิวเตอร์<ref>
{{Citation
| first = D.A. | last = Jones
| title = Electrical engineering: the backbone of society
| journal = Proceedings of the IEE: Science, Measurement and Technology
| pages = 1–10
| volume = 138
| issue = 1
| doi = 10.1049/ip-a-3.1991.0001
| year = 1991 |issn = 0960-7641}}
</ref> เป็นต้น

== ประวัติ ==
[[ไฟล์:Thales.jpg|thumb|150px|right|[[เธลีส|เธลีสแห่งมิเลทัส]] ชายที่มีหนวดและผมยุ่ง เขาเป็นนักค้นคว้าทางด้านไฟฟ้าที่รู้กันว่าเป็นคนเก่าแก่ที่สุด]]

{{บทความหลัก|ประวัติของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า|ประวัติของวิศวกรรมไฟฟ้า}}
 
นานก่อนที่จะมีความรู้ใด ๆ ด้านไฟฟ้า ผู้คนได้ตระหนักถึงการกระตุกของ[[ปลาไฟฟ้า]]  ในสมัย[[อียิปต์โบราณ]]พบข้อความที่จารึกในช่วงประมาณ 2750 ปีก่อนคริสต์ศักราช ได้พูดถึงปลาเหล่านี้ว่าเป็น "สายฟ้าแห่ง[[แม่น้ำไนล์]]" และพรรณนาว่าพวกมันเป็น "ผู้พิทักษ์" ของปลาอื่น ๆ ทั้งมวล  ปลาไฟฟ้ายังถูกบันทึกอีกครั้งในช่วงพันปีต่อมาโดย[[กรีกโบราณ]], [[อาณาจักรโรม|ชาวโรมัน]]และ[[ภูมิภาคทศาสนาอิสลาม|นักธรรมชาติวิทยาชาวอาหรับ]]และ[[การแพทย์อิสลาม|แพทย์มุสลิม]]<ref>{{citation|title=Review: Electric Fish|first=Peter|last=Moller|journal=BioScience|volume=41|issue=11|date=December 1991|pages=794–6 [794]|doi=10.2307/1311732|jstor=1311732|publisher=American Institute of Biological Sciences|last2=Kramer|first2=Bernd}}</ref> นักเขียนโบราณหลายคน เช่น [[Pliny the Elder]] และ [[Scribonius Largus]] ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงอาการชาจาก[[ไฟฟ้าช็อค]]ที่เกิดจาก[[ปลาดุกไฟฟ้า]]และ[[ปลากระเบนไฟฟ้า]] และยังรู้อีกว่าการช็อคเช่นนั้น  สามารถเดินทางไปตามวัตถุที่นำไฟฟ้า<ref name=Electroreception>
{{citation
| first = Theodore H. | last = Bullock
| title = Electroreception
| pages = 5–7
| publisher = Springer
| year = 2005
| isbn = 0-387-23192-7}}
</ref>  [[ผู้ป่วย]]ที่ต้องทนทุกข์ทรมาณจากการเจ็บป่วยเช่นเป็น[[โรคเกาต์]]หรือ[[ปวดหัว]] จะถูกส่งไปสัมผัสกับปลาไฟฟ้าซึ่งหวังว่าการกระตุกอย่างมีพลังอาจรักษาพวกเขาได้<ref name=morris>
{{citation
| first = Simon C. | last = Morris
| title = Life's Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe
| pages = 182–185
| publisher = Cambridge University Press
| year = 2003
| isbn = 0-521-82704-3}}</ref> เป็นไปได้ว่าวิธีการที่เก่าแก่ที่สุดและใกล้ที่สุดในการค้นพบตัวตนของ[[ฟ้าผ่า]]และไฟฟ้าจากแหล่งที่มาอื่น ๆ ควรที่จะอุทิศให้กับชาวอาหรับ ผู้ที่ก่อนศตวรรษที่ 15 พวกเขามีคำ[[ภาษาอารบิก]]สำหรับฟ้าผ่าว่า ''raad'' ที่หมายถึง[[ปลากระเบนไฟฟ้า]]<ref name="EncyclopediaAmericana">''The [[Encyclopedia Americana]]; a library of universal knowledge'' (1918), [[New York]]: Encyclopedia Americana Corp</ref>

วัฒนธรรมโบราณรอบ ๆ [[ทะเลเมดิเตอร์เรเนียน]]จะรู้จักวัตถุบางอย่าง เช่นแท่ง[[อำพัน]] เมื่อนำมาขัดถูกับขน[[แมว]] มันสามารถดึงดูดวัตถุที่เบาเช่นขนนก [[เธลีส|เธลีสแห่งมิเลทัส]]ได้ทำข้อสังเกตหลายอย่างเกี่ยวกับ[[ไฟฟ้าสถิต]]ราว 600 ปีก่อนคริสตกาล จากข้อสังเกตเหล่านั้นเขาเชื่อว่าการเสียดสีทำให้เกิด[[แม่เหล็ก]]บนอัมพัน ซึ่งต่างกับสินแร่อื่นเช่น[[แมกนีไทต์]]ที่ไม่ต้องขัดถู <ref name=stewart>
{{Citation
| first = Joseph | last= Stewart
| title = Intermediate Electromagnetic Theory
| publisher = World Scientific
| year = 2001
| page = 50
| isbn = 981-02-4471-1}}
</ref><ref>
{{Citation
| first = Brian | last = Simpson
| title = Electrical Stimulation and the Relief of Pain
| publisher = Elsevier Health Sciences
| year = 2003
| pages = 6–7
| isbn =0-444-51258-6}}
</ref>  เธลีสผิดที่เชื่อว่าการดึงดูดเกิดจากแม่เหล็ก แต่วิทยาศาสตร์ต่อมาจะพิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างแม่เหล็กและไฟฟ้า ตามทฤษฎีที่ขัดแย้งกัน ชาว[[พาเทีย|พาเทียน]]อาจมีความรู้เกี่ยวกับ[[การชุบด้วยไฟฟ้า]]มาก่อน เมื่ออ้างถึงการค้นพบ[[แบตเตอรี่แบกแดด]]ที่คล้ายคลึงกับ[[เซลล์กัลวานี]]ในปี [[ค.ศ. 1936]]    แม้จะยังไม่แน่นอนว่าสิ่งประดิษฐ์ที่ได้จะเป็นไฟฟ้าในธรรมชาติหรือไม่<ref>
{{Citation
| first = Arran | last = Frood
| title = Riddle of 'Baghdad's batteries'
| publisher = BBC
| date = 27 February 2003
| accessdate = 2008-02-16
| url = http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/2804257.stm}}
</ref>

[[ไฟล์:Franklin-Benjamin-LOC.jpg|thumb|left|upright|[[เบนจามิน แฟรงคลิน]]ได้ทำการทดลองอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับไฟฟ้าในคริสต์ศตวรรษที่ 18 ตามบันทึกของ [[โจเซฟ พรีสท์ลี่]] (1767) ''ประวัติและสถานะปัจจุบันของไฟฟ้า'' ที่แฟรงคลินมีหนังสือโต้ตอบอย่างกว้างขวางกับเขาด้วย]]

ไฟฟ้ายังเป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นทางปัญญาเป็นเวลานับพันปี กระทั่งทศวรรษที่ 1600 เมื่อ[[วิลเลียม กิลเบิร์ต]]นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทำการศึกษาเรื่องแม่เหล็กและไฟฟ้าอย่างจริงจัง เขาได้แยกความแตกต่างของผลกระทบจาก[[แร่แแม่เหล็ก]]ออกจากไฟฟ้าสถิตที่เกิดจากการขัดสีแท่งอำพัน<ref name=stewart/>   เขาบัญญัติศัพท์คำ[[ภาษาละตินใหม่]]ว่า "electricus" ("ของอำพัน" หรือ "เหมือนอัมพัน" จาก ἤλεκτρον หรือ ''elektron'' คำ[[กรีกโบราณ]]สำหรับ "อัมพัน") เพื่อหมายถึงคุณสมบัติในการดึงดูดวัตถุเล็กๆหลังการขัดสี<ref>
{{Citation
| first = Brian | last = Baigrie
| title = Electricity and Magnetism: A Historical Perspective
| publisher = Greenwood Press
| year = 2006
| pages = 7-8
| isbn = 0-3133-3358-0}}
</ref> การผสมกันนี้ทำให้เกิดคำในภาษาอังกฤษว่า "electric" และ "electricity" ซึ่งปรากฏขึ้นครั้งแรกในสิ่งพิมพ์ Pseudodoxia Epidemica ของ[[โธมัส บราวน์]] เมื่อปี [[ค.ศ. 1646]]<ref>
{{Citation
| first = Gordon | last = Chalmers
| title = The Lodestone and the Understanding of Matter in Seventeenth Century England
| journal = Philosophy of Science
| year = 1937
| volume = 4
| issue = 1
| pages = 75–95
| doi = 10.1086/286445}}</ref>

[[ไฟล์:M Faraday Th Phillips oil 1842.jpg|thumb|upright|[[ไมเคิล ฟาราเดย์]] การค้นพบของเขาก่อตัวเป็นรากฐานของเทคโนโลยีมอเตอร์ไฟฟ้า]]

ผลงานชิ้นต่อมาดำเนินการโดย[[อ็อตโต ฟอน เกียริก]], [[โรเบิร์ต บอยล์]], [[สตีเฟน เกรย์]] และ[[ชาร์ล เอฟ. ดู เฟย์]]  ในคริสต์ศตวรรษที่ 18 [[เบนจามิน แฟรงคลิน]] ทำการวิจัยเรื่องไฟฟ้าอย่างกว้างขวาง เขาขายทรัพย์สมบัติที่มีเพื่อเป็นทุนวิจัย ในเดือนมิถุนายน [[ค.ศ. 1752]] เขามีชื่อเสียงจากการติดลูกกุญแจโลหะไว้ที่หางของเชือก[[ว่าว]]ที่เปียกชื้น แล้วปล่อยลอยขึ้นฟ้าในวันที่มีลมพายุรุนแรง<ref>
{{citation
| first = James | last = Srodes
| title = Franklin: The Essential Founding Father
| pages = 92–94
| year = 2002
| publisher = Regnery Publishing
| isbn = 0-89526-163-4}} มันไม่แน่ว่าแฟรงคลินดำเนินการทดลองนี้ด้วยตัวเอง แต่นิยมที่จะอุทิศให้กับเขา</ref>  ประกายไฟที่กระโดดอย่างต่อเนื่องจากลูกกุญแจไปยังหลังมือของเขาได้แสดงให้เห็นว่า[[ฟ้าผ่า]]คือไฟฟ้าในธรรมชาติอย่างแท้จริง<ref>{{Citation
| last = Uman
| first = Martin
| authorlink = Martin A. Uman
| title = All About Lightning
| publisher = Dover Publications
| year = 1987
| url = http://ira.usf.edu/CAM/exhibitions/1998_12_McCollum/supplemental_didactics/23.Uman1.pdf
|format=PDF| isbn = 0-486-25237-X}}</ref> เขายังได้อธิบายถึงพฤฒิกรรมที่ผิดปกติและขัดแย้งกันเองที่ปรากฏอีกด้วย<ref>{{Citation
| last=Riskin
| first=Jessica
| title=Poor Richard’s Leyden Jar: Electricity and economy in Franklinist France
| year=1998
| url=http://www.stanford.edu/dept/HPS/poorrichard.pdf
| page=327
| access-date=2016-06-01
| archive-date=2014-05-12
| archive-url=https://web.archive.org/web/20140512220545/http://www.stanford.edu/dept/HPS/poorrichard.pdf
| url-status=dead
}}</ref> เกี่ยวกับ[[โถเลย์เดน]]ที่ใช้เป็นอุปกรณ์สำหรับเก็บประจุไฟฟ้าปริมาณมากในรูปของไฟฟ้าที่ประกอบด้วยทั้งประจุบวกและประจุลบ

ในปี[[ค.ศ. 1791]]  [[ลุยจิ กัลวานี]]ได้ตีพิมพ์การค้นพบ[[แม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพ]]ของเขาที่แสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าเป็นตัวกลางที่ผ่านสัญญาณจาก[[เซลล์ประสาท]]ไปสู่กล้ามเนื้อ<ref name=kirby>
{{citation
| first = Richard S. | last = Kirby
| title = Engineering in History
| pages = 331-333
| year = 1990
| publisher = Courier Dover Publications
| isbn = 0486264122}}
</ref>  แบตเตอรี่ของ[[อาเลสซานโดร โวลตา]] หรือ[[เซลล์ซ้อนของโวลตา]]ในคริสต์ทศวรรษ 1800 ที่ทำจากชั้นที่สลับซ้อนกันของสังกะสีและทองแดง เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ให้กับเหล่านักวิทยาศาสตร์มากกว่า[[เครื่องจักรไฟฟ้าสถิต]] ({{langx|en|Electrostatic machine}}) ที่เคยใช้กันอยู่ก่อนหน้านี้ <ref name=kirby/> การยอมรับใน[[ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า]] ถึงความเป็นหนึ่งเดียวของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นผลงานของ [[ฮันส์ คริสเทียน เออสเตด]]และ[[อังเดร มารี แอมแปร์]]ในปี 1819-1820,    [[ไมเคิล ฟาราเดย์]]ได้ประดิษฐ์[[มอเตอร์ไฟฟ้า]]ในปี[[ค.ศ. 1821]]   และ[[จอร์จ ไซมอน โอห์ม]]ได้ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้าในปี[[ค.ศ. 1827]]<ref name=kirby/> ไฟฟ้าและแม่เหล็ก (และแสงสว่าง) ถูกเชื่อมกันในทางนิยามโดย[[เจมส์ เคริก แมกซเวลล์]] โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากผลงาน "บนเส้นกายภาพของแรง" ของเขาในปี 1861 และปี 1862<ref>Berkson, William (1974) [https://books.google.com/books?id=hMc9AAAAIAAJ&pg=PA148&dq=maxwell+on+physical+lines+of+force#v=onepage&q=maxwell%20on%20physical%20lines%20of%20force&f=false Fields of force: the development of a world view from Faraday to Einstein] p.148. Routledge, 1974</ref>

ในตอนต้นศตววรษที่ 19 มีความเจริญรุดหน้าด้านวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ขณะที่ตอนปลายศตววรษที่ 19 จะเห็นความก้าวหน้าด้าน[[วิศวกรรมไฟฟ้า]]อย่างมหาศาล  จากผลงานของบุคคล เช่น[[อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์]], [[อ็อตโต บลาธี]], [[โทมัส อัลวา เอดิสัน]], [[Galileo Ferraris]], [[Oliver Heaviside]], [[Ányos Jedlik]], [[วิลเลียม ทอมสัน บารอนเคลวินที่ 1]], [[ชาลส์ แอลเกอร์นอน พาร์ซันส์]], [[เวอร์เนอร์ ฟอน ซีเมนส์]], [[โจเซฟ สวอน]], [[นิโคลา เทสลา]] และ [[จอร์จ เวสติงเฮาส์]] ไฟฟ้าได้เปลี่ยนจากความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์ มาเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับชีวิตสมัยใหม่ และกลายเป็นแรงขับเคลื่อนของ[[การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สอง]]<ref>{{Citation
| first = Dragana
| last = Marković
| title = The Second Industrial Revolution
| url = http://www.b92.net/eng/special/tesla/life.php?nav_id=36502
| accessdate = 2007-12-09
| archive-date = 2007-11-19
| archive-url = https://web.archive.org/web/20071119074224/http://www.b92.net/eng/special/tesla/life.php?nav_id=36502
| url-status = dead
}}</ref>

ในปี 1887 [[ไฮน์ริช เฮิร์ตซ์]]<ref name=uniphysics/>{{rp|843–844}}<ref name="Hertz1887">{{cite journal | first=Heinrich|last= Hertz|title=''Ueber den Einfluss des ultravioletten Lichtes auf die electrische Entladung''|journal= [[Annalen der Physik]] |volume=267|issue=8|pages=S. 983–1000|year=1887|doi=10.1002/andp.18872670827|bibcode=1887AnP...267..983H}}</ref> ค้นพบว่า[[ขั้วไฟฟ้า]]ที่เรืองแสงด้วยรังสีอุลตร้าไวโอเลตจะสร้าง[[ประกายไฟฟ้า]]ได้ง่ายมาก ในปี 1905 [[อัลเบิรต ไอน์สไตน์]]ได้ตีพิมพ์เอกสารที่อธิบายข้อมูลการทดลองจาก[[ผลกระทบโฟโตอิเล็กตริก]]เมื่อการเป็นผลลัพธ์ของพลังงานแสงที่กำลังถูกนำส่งในแพกเกตที่แปลงเป็นปริมาณที่ไม่ต่อเนื่อง เป็นการใส่พลังงานให้กับอิเล็กตรอน การค้นพบนี้นำไปสู่การปฏิวัติ[[ควอนตัม]] ไอน์สไตน์ได้รับ[[รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์]]ในปี 1921 สำหรับ "การค้นพบกฎของผลกระทบโฟโตอิเล็กตริก"<ref>{{cite web |title=The Nobel Prize in Physics 1921 |publisher=Nobel Foundation |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1921/index.html |accessdate=2013-03-16}}</ref> ผลกระทบโฟโตอิเล็กตริกยังถูกใช้ใน[[โฟโตเซลล์]]อย่างที่สามารถพบได้ใน[[เซลล์แสงอาทิตย์]]อีกด้วยและเซลล์นี้มักจะถูกใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าเพื่อการพานิชย์

[[โซลิดสเตต|อุปกรณ์โซลิดสเตต]]ตัวแรกเป็น "[[ตัวตรวจจับแบบหนวดแมว]]" มันถูกใช้เป็นครั้งแรกในทศวรรษที่ 1900 ในเครื่องรับวิทยุ ลวดคล้ายหนวดแมวจะถูกวางเบา ๆ ในการสัมผัสกับผลึกของแข็ง (เช่นผลึกเจอร์เมเนียม) เพื่อที่จะตรวจจับสัญญาณ[[วิทยุ]]จากผลกระทบจุดสัมผัสที่รอยต่อ ({{langx|en|contact junction effect}})<ref>[http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/solid+state "Solid state"], ''The Free Dictionary''</ref> ในชิ้นส่วนโซลิดสเตต [[กระแสไฟฟ้า|กระแส]]จะถูกกักขังอยู่ในชิ้นส่วนที่เป็นของแข็งและสารประกอบที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อสวิตช์และขยายมัน การไหลของกระแสสามารถเข้าใจได้ในสองรูปแบบ: แบบแรกเป็นอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ และแบบที่สองเป็นพร่องอิเล็กตรอนที่มีประจุบวกที่เรียกว่า[[โฮลอิเล็กตรอน|โฮล]] ประจุและโฮลเหล่านี้สามารถเข้าใจได้ในแง่ของควอนตัมฟิสิกส์ วัสดุที่ใช้สร้างส่วนใหญ่มักจะเป็น[[สารกึ่งตัวนำ]]ที่เป็นผลึก<ref>John Sydney Blakemore, ''Solid state physics'', pp.1-3, Cambridge University Press, 1985 ISBN 0-521-31391-0.</ref><ref>Richard C. Jaeger, Travis N. Blalock, ''Microelectronic circuit design'', pp.46-47, McGraw-Hill Professional, 2003 ISBN 0-07-250503-6.</ref>

การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ในปี 1947 ทำให้อุปกรณ์โซลิดสเตตเริ่มมีการใช้แพร่หลาย ในทศวรรษที่ 1950 และ 1960 ในช่วงการเปลี่ยนผ่านจากหลอดสูญญากาศไปเป็น[[ไดโอด]]สารกึ่งตัวนำ, [[ทรานซิสเตอร์]], [[วงจรรวม]] (IC) และ[[ไดโอดเปล่งแสง]] (LED) ปัจจุบันอุปกรณ์โซลิดสเตตที่พบบ่อยได้แก่[[ทรานซิสเตอร์]], ชิป[[ไมโครโปรเซสเซอร์]] และหน่วยความจำแรม (RAM) ชนิดพิเศษที่เรียกว่า แฟลชแรม ซึ่งถูกใช้ใน USB แฟลชไดรฟ์ และเมื่อเร็วๆนี้[[โซลิดสเตตไดรฟ์]]ได้เข้ามาแทนที่จานแม่เหล็กฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์แบบหมุนด้วยกลไก

== แนวคิด ==

=== ประจุไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|ประจุไฟฟ้า}}

ดูเพิ่มเติม: [[อิเล็กตรอน]], [[โปรตอน]], [[ไอออน]]

[[ไฟล์:Electroscope.svg|thumb|upright|[[เครื่องตรวจวัดไฟฟ้าสถิตแบบแผ่นทอง]]มีลักษณะเป็นโดมแก้วใสมีหนึ่งขั้วไฟฟ้าภายนอกที่ต่อผ่านแก้วไปยังแผ่นทองคำเปลวหนึ่งคู่ แท่งที่มีประจุเมื่อแตะกับขั้วไฟฟ้าภายนอกจะทำให้แผ่นทองผลักกันและกัน]]

การปรากฏตัวของประจุก่อให้เกิดแรงไฟฟ้าสถิต นั่นคือประจุจะออกแรงอย่างหนึ่งต่อกัน ผลกระทบเป็นที่รู้จัก แต่ไม่เข้าใจ ในสมัยโบราณ<ref name=uniphysics>
{{Citation
| first = Francis | last = Sears
| title = University Physics, Sixth Edition
| publisher = Addison Wesley
| year = 1982
| isbn = 0-201-07199-1|display-authors=etal}}
</ref>{{rp|457}} ลูกกลมน้ำหนักเบาที่ห้อยลงมาด้วยเชือก สามารถสร้างประจุขึ้นบนตัวมันได้โดยการสัมผัสกับแท่งแก้ว ซึ่งตัวแท่งแก้วถูกสร้างประจุมาก่อนโดยการถูกับผ้า ถ้าลูกกลมที่คล้ายกันอีกลูกหนึ่งถูกสร้างประจุโดยแท่งแก้วอันเดียวกัน ลูกกลมทั้งสองจะผลักกัน นั่นคือประจุจะออกแรงที่บังคับให้ลูกกลมทั้งสองแยกออกจากกัน ลูกกลมสองลูกที่ถูกสร้างประจุด้วยแท่งอำพันที่ผ่านการขัดถูก็ผลักกันเช่นกัน แต่ถ้าลูกหนึ่งถูกสร้างประจุด้วยแท่งแก้ว และอีกลูกถูกสร้างประจุด้วยแท่งอำพัน ลูกกลมทั้งสองจะดึงดูดกัน ปรากฏการณ์เหล่านี้ถูกตรวจสอบในช่วงปลายศตวรรษที่สิบแปดโดย[[ชาร์ล-โอกุสแต็ง_เดอ_กูลง|คูลอมบ์]] ซึ่งเป็นผู้สรุปว่าประจุจะแสดงตัวในสองรูปที่หักล้างกัน การค้นพบนี้นำไปสู่วลีที่รู้จักกันดีว่า ''ประจุเหมือนกันผลักกันและประจุต่างกันดึงดูดกัน''<ref name=uniphysics/>

แรงจะกระทำบนตัวอนุภาคที่มีประจุเอง ดังนั้นประจุมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายตัวเองอย่างสม่ำเสมอเท่าที่เป็นไปได้ทั่วพื้นผิวนำกระแส ขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ว่าจะเป็นแบบดึงดูดหรือแบบผลักจะถูกกำหนดโดย[[กฎของคูลอมบ์]], ซึ่งเชื่อมโยงแรงกับผลิตภัณฑ์ของประจุและมีความสัมพันธ์แบบ[[ผกผันกำลังสอง]] ({{langx|en|inverse-square}}) กับระยะทางระหว่างจุดศูนย์กลางของทั้งสองลูกกลม<ref>"The repulsive force between two small spheres charged with the same type of electricity is inversely proportional to the square of the distance between the centres of the two spheres." Charles-Augustin de Coulomb, ''Histoire de l'Academie Royal des Sciences'', Paris 1785.</ref><ref name=Duffin>
{{Citation
| first = W.J. | last = Duffin
| title = Electricity and Magnetism, 3rd edition
| publisher = McGraw-Hill
| year = 1980
| isbn = 0-07-084111-X}}
</ref>{{RP|35}} แรงแม่เหล็กไฟฟ้ามีความแรงมาก ความแรงเป็นรองก็แต่กับ[[อันตรกิริยาอย่างเข้ม]]<ref>
{{citation
| last = National Research Council
| title = Physics Through the 1990s
| pages = 215–216
| year = 1998
| publisher = National Academies Press
| isbn = 0-309-03576-7}}
</ref> แต่ไม่เหมือนแรงนั้นที่มันดำเนินการไปทั่วทุกระยะทาง<ref name=Umashankar>
{{citation
| first = Korada | last = Umashankar
| title = Introduction to Engineering Electromagnetic Fields
| pages = 77–79
| year = 1989
| publisher = World Scientific
| isbn = 9971-5-0921-0}}
</ref> ในการเปรียบเทียบกับ[[แรงโน้มถ่วง]]ที่อ่อนกว่ามาก แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผลักอิเล็กตรอนสองตัวให้แยกจากกันจะเป็น 10<sup>42</sup> เท่าของแรงดึงดูดจากแรงโน้มถ่วงที่ดึงพวกมันเข้ามารวมกัน<ref name=hawking>
{{Citation
| first = Stephen | last = Hawking
| title = A Brief History of Time
| publisher = Bantam Press
| page = 77
| year = 1988
| isbn = 0-553-17521-1}}</ref>


การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าต้นกำเนิดของประจุไฟฟ้ามาจากบางชนิดของ[[อนุภาคย่อยของอะตอม]] ที่มีคุณสมบัติของประจุไฟฟ้า  ประจุไฟฟ้าทำให้เกิด[[แรงแม่เหล็กไฟฟ้า]]และพวกมันก็มีปฏิสัมพันธ์กับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย   แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหนึ่งในสี่[[อันตรกิริยาพื้นฐาน]] ของธรรมชาติ พาหะที่คุ้นเคยมากที่สุดของประจุไฟฟ้าคือ[[อิเล็กตรอน]]และ[[โปรตอน]] การทดลองได้แสดงให้เห็นว่าประจุจะเป็น[[ปริมาณอนุรักษ์]] (หรือปริมาณคงที่) ค่าหนึ่ง นั่นคือ ประจุสุทธิ (หลังจากถ่ายเทไปมาแล้ว) ภายใน[[ระบบโดดเดี่ยว]]หนึ่งจะมีค่าคงที่เสมอโดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่เกิดขึ้นภายในระบบนั้น<ref>
{{Citation
| first = James | last = Trefil
| title = The Nature of Science: An A–Z Guide to the Laws and Principles Governing Our Universe
| publisher = Houghton Mifflin Books
| page = 74
| year = 2003
| isbn = 0-618-31938-7}}
</ref> ภายในระบบ ประจุอาจถูกโอนย้ายระหว่างระบบย่อยด้วยกัน อาจจะโดยการสัมผัสโดยตรงหรือโดยการวิ่งผ่านไปตามวัตถุตัวนำเช่นสายลวด<ref name=Duffin/>{{rp|2–5}} คำศัพท์อย่างไม่เป็นทางการของ[[ไฟฟ้าสถิต]]จะหมายความถึงการปรากฏตัวของประจุเป็นสุทธิ (หรือ 'ไม่สมดุล') บนร่างกายหนึ่งปกติจะเกิดขึ้นเมื่อวัตถุที่ไม่เหมือนกันขัดถูกัน ประจุจะถูกถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง

ประจุบนอิเล็กตรอนและโปรตอนจะมีเครื่องหมายตรงกันข้ามกัน ดังนั้นจำนวนของประจุอาจจะแสดงเครื่องหมายเป็นได้ทั้งบวกหรือลบ โดยธรรมเนียมปฏิบัติ ประจุที่ถูกนำพาโดยอิเล็กตรอนจะถือว่าเป็นลบ และนำพาโดยโปรตอนจะเป็นบวก เป็นธรรมเนียมที่มีต้นกำเนิดมาจากงานของ[[เบนจามิน แฟรงคลิน]]<ref>
{{Citation
| first = Jonathan | last = Shectman
| title = Groundbreaking Scientific Experiments, Inventions, and Discoveries of the 18th Century
| publisher = Greenwood Press
| pages = 87–91
| year = 2003
| isbn = 0-313-32015-2}}
</ref> จำนวนของประจุมักจะได้รับสัญลักษณ์เป็น ''Q'' และมีค่าเป็น[[คูลอมบ์]]<ref>
{{Citation
| first = Tyson | last = Sewell
| title = The Elements of Electrical Engineering
| publisher = Lockwood
| page = 18
| year = 1902}}. ค่า ''Q'' แต่เดิมหมายถึง 'ปริมาณไฟฟ้า', คำว่า 'ไฟฟ้า' ตอนนี้จะถูกแสดงออกให้เป็นทั่วไปมากขึ้นเป็น 'ประจุ'.</ref> อิเล็กตรอนแต่ละตัวจะนำพาประจุจำนวนเดียวกันคือประมาณ −1.6022×10<sup>−19</sup>&nbsp;คูลอมบ์  โปรตอนจะมีประจุที่มีค่าเท่ากันแต่เครื่องหมายตรงกันข้าม ดังนั้นจึงเท่ากับ +1.6022×10<sup>−19</sup>&nbsp;คูลอมบ์ ประจุไม่ได้อยู่แค่ใน[[สสาร]]เท่านั้น แต่ยังอยู่ใน[[ปฏิสสาร]]อีกด้วย แต่ละ[[ปฏิอนุภาค]]จะแบกประจุที่เท่ากันและตรงข้ามกันกับอนุภาคที่สอดคล้องกัน<ref>
{{Citation
| first = Frank | last = Close
| title = The New Cosmic Onion: Quarks and the Nature of the Universe
| publisher = CRC Press
| page = 51
| year = 2007
| isbn = 1-58488-798-2}}
</ref>

ประจุสามารถวัดได้หลายวิธี เครื่องมือวัดยุคต้นก็คือ[[เครื่องตรวจวัดไฟฟ้าสถิตแบบแผ่นทอง]] ซึ่งแม้ว่ายังคงใช้อยู่ในห้องเรียนเพื่อการสาธิต มันได้ถูกแทนที่โดย[[อิเล็กโทรมิเตอร์]]แบบอิเล็กทรอนิกส์<ref name=Duffin/>{{rp|2–5}}

=== กระแสไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|กระแสไฟฟ้า}}

การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าเราเรียกว่า[[กระแสไฟฟ้า]] ความเข้มของมันเราวัดได้ในหน่วย[[แอมแปร์]]  กระแสไฟฟ้าสามารถประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของอนุภาคใด ๆ ที่มีประจุ โดยทั่วไปส่วนใหญ่อนุภาคเหล่านี้จะเป็นอิเล็กตรอน แต่ประจุใด ๆ ที่กำลังเคลื่อนที่ทำให้เกิดกระแส

จากธรรมเนียมปฏิบัติในอดีต กระแสบวกถูกกำหนดให้มีทิศทางเดียวกันกับการไหลเนื่องจากประจุบวกที่มันมีอยู่ หรือมีการไหลส่วนของวงจรที่เป็นบวกมากที่สุดไปยังส่วนที่เป็นลบมากที่สุด  การกำหนดกระแสในลักษณะนี้เรียกว่า[[กระแสไฟฟ้า|กระแสตามธรรมเนียมปฏิบัติ]] การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบไปรอบ[[วงจรไฟฟ้า]] หนึ่งในรูปแบบของกระแสที่คุ้นเคยที่สุดจึงถือว่าเป็นบวกในทิศทาง ''ตรงกันข้าม'' กับทิศทางของอิเล็กตรอน<ref>
{{Citation
| first = Robert | last = Ward
| title = Introduction to Electrical Engineering
| publisher = Prentice-Hall
| page = 18
| year = 1960}}
</ref> อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับหลายเงื่อนไข กระแสไฟฟ้าสามารถประกอบด้วยการไหลของอนุภาคในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง หรือแม้แต่ทั้งสองทิศทางในเวลาเดียวกัน การไหลตามธรรมเนียมปฏิบัติจากบวกไปลบมีการใช้อย่างกว้างขวางเพื่อทำให้สถานะการณ์นี้ง่ายขึ้น   

[[ไฟล์:Lichtbogen 3000 Volt.jpg|thumb|left|สายไฟโลหะสองเส้นทำเป็นรูปตัว V กลับหัว [[ประกายไฟฟ้า]]ส้มขาวสว่างแถบทำให้ตาบอดจะไหลระหว่างปลายทั้งสอง เป็นการสาธิตให้เห็นถึงพลังงานของการไหลของกระแส]]

กระบวนการที่ยอมกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวัสดุเรียกว่า[[การนำไฟฟ้า]] และธรรมชาติของมันสามารถแปรไปตามธรรมชาติของอนุภาคที่มีประจุและวัสดุที่อนุภาคเหล่านั้นจะไหลผ่าน  ตัวอย่างของกระแสไฟฟ้าจะรวมถึงการนำกระแสของโลหะเมื่ออิเล็กตรอนไหลไปใน[[ตัวนำไฟฟ้า|ตัวนำ]]เช่นโลหะ อีกตัวอย่างหนึ่งคือ[[การแยกสลายด้วยไฟฟ้า]]เมื่อ[[ไอออน]] ([[อะตอม]]ที่มีประจุ) ไหลผ่านของเหลวหรือผ่าน[[พลาสมา]]เช่นสปากของไฟฟ้า ในขณะที่อนุภาคเองสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างเชื่องช้า บางครั้งด้วย[[ความเร็วลอย]]เฉลี่ยเพียงเศษของมิลิเมตรต่อวินาทีเท่านั้น<ref name=Duffin/>{{rp|17}} [[สนามไฟฟ้า]]ที่ขับพวกมันนั้นตัวมันเองแผ่กระจายที่ความเร็วใกล้กับ[[ความเร็วแสง]] เปิดโอกาสให้สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านไปได้อย่างรวดเร็วไปตามเส้นลวด<ref>
{{Citation
| first = L. | last = Solymar
| title = Lectures on electromagnetic theory
| publisher = Oxford University Press
| page = 140
| year = 1984
| isbn = 0-19-856169-5}}
</ref>

กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดผลกระทบที่สังเกตเห็นได้หลายอย่าง ซึ่งตามประวัติศาสตร์ผลกระทบเหล่านั้นเป็นวิธีการเพื่อการรับรู้การปรากฏตัวของมัน ที่ว่าน้ำสามารถถูกแยกสลายได้โดยกระแสจาก[[เซลล์กัลวานี]] ผลกระทบนี้ถูกค้นพบโดย[[วิลเลี่ยม นิโคลสัน]]กับ[[เซอร์ แอนโธนี คาร์ลิเซิล]] สองนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษในปีคริสต์ศักราช 1800 กระบวนการนี้ปัจจุบันเรียกว่า[[การแยกสลายด้วยไฟฟ้า]หรืออิเล็กโตรไลซิส งานของพวกเขาถูกขยายออกไปอย่างมหาศาลโดย[[ไมเคิล ฟาราเดย์]]ในปี 1833 กระแสไฟฟ้าเมื่อไหลผ่าน[[ความต้านทาน]] มันทำให้เกิดความร้อนอยู่ภายใน  ผลกระทบนี้[[เจมส์ เพรสคอต จูล]]ได้ทำการศึกษามันทางคณิตศาสตร์ในปี 1840<ref name=Duffin/>{{rp|23–24}} หนึ่งในการคันพบที่เกี่ยวข้องกับกระแสที่สำคัญที่สุดถูกค้นพบโดยบังเอิญโดย[[ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด]]ในปี 1820 เมื่อครั้งที่เขากำลังเตรียมการสอน เขาพบเห็นกระแสในเส้นลวดไปรบกวนเข็มของเข็มทิศแม่เหล็ก<ref name=berkson>
{{Citation
| first = William | last = Berkson
| title = Fields of Force: The Development of a World View from Faraday to Einstein
| publisher = Routledge
| page = 370
| year = 1974
| isbn = 0-7100-7626-6}} Accounts differ as to whether this was before, during, or after a lecture.</ref> เขาได้ค้นพบ[[ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า]] ซึ่งเป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างแม่เหล็กกับไฟฟ้า ระดับของการปลดปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดย[[การอาร์กด้วยไฟฟ้า]]จะสูงพอที่จะสร้าง[[การรบกวนจากแม่เหล็กไฟฟ้า]] ซึ่งสามารถก่อให้เกิดอันตรายกับการทำงานของอุปกรณ์ใกล้เคียง<ref>{{cite web | title = Lab Note #105 ''EMI Reduction - Unsuppressed vs. Suppressed'' | publisher = Arc Suppression Technologies | date = April 2011 | url = http://www.arcsuppressiontechnologies.com/arc-suppression-facts/lab-app-notes/| accessdate = March 7, 2012}}</ref>

ในทางวิศวกรรมหรือการใช้งานตามอาคารบ้านเรือน  กระแสมักจะถูกอธิบายว่าเป็น[[ไฟฟ้ากระแสตรง]] (DC) หรือ[[ไฟฟ้ากระแสสลับ]] (AC) คำศัพท์เหล่านี้บอกว่ากระแสจะแปรเปลี่ยนตามเวลาได้อย่างไร กระแสตรงอย่างที่ถูกผลิตขึ้นโดย[[แบตเตอรี]]และเป็นที่ต้องการของอุปกรณ์[[อิเล็กทรอนิกส์]]ส่วนใหญ่ จะไหลไปในทิศทางเดียวคือจากขั้วบวกผ่านวงจรภายนอกไปยังขั้วลบ<ref name=bird>
{{citation
| first = John | last = Bird
| title = Electrical and Electronic Principles and Technology, 3rd edition
| publisher = Newnes
| year = 2007
| isbn = 9781417505432}}
</ref>{{rp|11}} ถ้า อย่างที่เกิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่ การไหลนี้ถูกนำพาโดยอิเล็กตรอน พวกมันจะต้องเดินทางไปในทิศทางตรงกันข้าม กระแสสลับเป็นกระแสที่ไหลในทิศทางกลับไปกลับมาซ้ำ ๆ กัน; เกือบตลอดเวลาการไหลนี้ใช้รูปแบบของ[[คลื่นไซน์]]<ref name=bird/>{{rp|206–207}} ดังนั้นกระแสสลับจะไหลไปและกลับมาภายในตัวนำโดยปราศจากประจุที่เคลื่อนที่เป็นระยะทางสุทธิใดในช่วงเวลา ค่าของกระแสสลับเฉลี่ยตามเวลาเป็นศูนย์ แต่มันส่งมอบพลังงานในทิศทางแรกก่อน จากนั้นก็ทิศทางย้อนกลับ กระแสสลับได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ไม่ถูกรับรู้ภายใต้สภาวะมั่นคงของกระแสตรง เช่น[[อินดักแตนซ์]]และ[[คาปาซิแตนซ์]]<ref name=bird/>{{rp|223–225}} อย่างไรก็ตามคุณสมบัติเหล่านี้อาจมีความสำคัญเมื่อวงจรอยู่ภายใต้สัญญาณไฟกระโชก ({{langx|en|transient}}) เช่นเมื่อถูกป้อนพลังงานไฟฟ้าครั้งแรก

=== สนามไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|สนามไฟฟ้า}}

ดูเพิ่มเติม: [[ไฟฟ้าสถิต]]

แนวคิดของ[[สนาม]]ไฟฟ้าได้รับการแนะนำโดย[[ไมเคิล ฟาราเดย์]] สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุที่มีประจุในที่ว่างล้อมรอบมัน และให้ผลลัพธ์เป็นแรงที่กระทำบนประจุอื่นใด ๆ ที่ถูกวางภายในสนาม สนามไฟฟ้าจะกระทำระหว่างสองประจุในลักษณะที่คล้ายคลึงกับวิธีการที่สนามแรงโน้มถ่วงจะกระทำระหว่างสอง[[มวล]] และเหมือนมัน จะขยายไปสู่อินฟินิตี้และแสดงความสัมพันธ์แบบกำลังสองผกผันกับระยะทาง<ref name=Umashankar/> อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่ง แรงโน้มถ่วงจะทำหน้าที่ดึงดูด ดึงมวลทั้งสองเข้าหากัน ในขณะที่สนามไฟฟ้าสามารถให้ผลลัพธ์ทั้งการดึงดูดหรือการผลักกัน เนื่องจากวัตถุที่ใหญ่เช่นดาวเคราะห์โดยทั่วไปจะขนส่งประจุแบบไม่มีจำนวนเป็นสุทธิ สนามไฟฟ้าในระยะห่างมักจะเป็นศูนย์ ดังนั้นแรงโน้มถ่วงคือพลังหลักที่ระยะห่างในจักรวาล แม้ว่าจะอ่อนกว่ามาก<ref name=hawking/>

[[ไฟล์:VFPt image charge plane horizontal.svg|thumb|เส้นสนามกระจายออกมาจากประจุบวกเหนือแผ่นตัวนำแบนราบ]]

โดยทั่วไปสนามไฟฟ้าแปรเปลี่ยนในที่ว่าง (เกือบทั้งหมดของสนามไฟฟ้าจะแปรเปลี่ยนในที่ว่าง ยกเว้นสนามไฟฟ้ารอบ ๆ แผ่นตัวนำที่ขยายไปไกลถึงอินฟินิตี้ สนามของมันจะสม่ำเสมอ) และความแข็งแรงที่คนใดคนหนึ่งรายการที่ถูกกำหนดให้เป็นแรง (ต่อภาระต่อหน่วย) และความแรงของมันที่จุดหนึ่งจุดใดจะถูกกำหนดเป็นแรง (ต่อหน่วยประจุ) ที่จะรู้สึกได้โดยประจุที่อยู่นิ่งแต่ขนาดเล็กน้อยถ้าประจุนั้นถูกวางที่จุดนั้น<ref name=uniphysics/>{{rp|469–470}} ประจุตามแนวคิด ที่เรียกว่า 'ประจุทดสอบ' จะต้องมีขนาดเล็กและสูญหายได้เพื่อป้องกันไม่ให้สนามไฟฟ้าไปรบกวนสนามหลักและมันยังจะต้องอยู่นิ่งอีกด้วยเพื่อป้องกันผลกระทบจากสนามแม่เหล็กอื่น ๆ เมื่อสนามไฟฟ้าถูกกำหนดในแง่ของ[[แรง]] และแรงเป็น[[Euclidean vector|เวกเตอร์]] ดังนั้นสนามไฟฟ้าจึงเป็นเวกเตอร์ด้วย คือมีทั้งขนาดและทิศทาง โดยเฉพาะมันเป็น[[สนามเวกเตอร์]]<ref name=uniphysics/>{{rp|469–470}}

การศึกษาเกี่ยวกับสนามไฟฟ้าที่ถูกสร้างขึ้นโดยประจุนิ่งถูกเรียกว่า[[ไฟฟ้าสถิต]] สนามอาจจะมองเห็นได้โดยชุดของเส้นสมมุติที่ทิศทางของมันที่จุดใด ๆ จะขนานไปกับทิศทางของสนาม แนวคิดนี้ถูกนำเสนอโดยฟาราเดย์<ref name="elec_princ_p73">
{{citation
| last = Morely & Hughes
| title = Principles of Electricity, Fifth edition
| page = 73
| isbn = 0-582-42629-4}}</ref> ที่ตั้งชื่อมันว่า '[[เส้นแรง]] 'บางครั้งยังคงเห็นว่าคำนี้ถูกใช้งานอยู่ เส้นสนามเป็นเส้นทางที่จุดประจุบวกหนึ่งจะกระจายออกไปเมื่อมันถูกบังคับให้เคลื่อนที่ภายในสนาม อย่างไรก็ตามเส้นสนามเหล่านี้เป็นแนวคิดในจินตนาการโดยไม่มีการดำรงอยู่จริงทางกายภาพ และสนามจะแทรกซึมไปทุกพื้นที่ที่แทรกแซงระหว่างเส้นสนาม<ref name="elec_princ_p73"/> เส้นสนามจะกระจายออกมาจากประจุนิ่งและมีคุณสมบัติที่สำคัญหลายอย่าง: อย่างแรก พวกมันมีจุดกำเนิดจากประจุบวกและสิ้นสุดที่ประจุลบ; อย่างที่สอง พวกมันจะต้องเข้าในตัวนำที่ดีใด ๆ ที่มุมฉาก และอย่างที่สาม พวกมันอาจไม่เคยข้ามกันเองหรือไม่เคยสิ้นสุดตัวมันเอง<ref name=uniphysics/>{{rp|479}}

วัตถุตัวนำที่กลวงจะนำพาประจุทั้งหมดบนพื้นผิวด้านนอกของมัน ดังนั้นสนามจะเป็นศูนย์ในทุกสถานที่ภายในวัตถุ<ref name=Duffin/>{{rp|88}} นี้เป็นหลักของการทำงานของ[[กรงฟาราเดย์]] ซึ่งเป็นเปลือกโลหะตัวนำที่แยกส่วนภายในของมันออกจากผลกระทบไฟฟ้าภายนอก

หลักการของไฟฟ้าสถิตมีความสำคัญเมื่อทำการออกแบบรายการของอุปกรณ์[[ไฟฟ้าแรงสูง]] มีข้อจำกัดที่แน่นอนต่อความแรงของสนามไฟฟ้าที่ตัวกลางใด ๆ อาจจะต้องมีความอดทน ถ้าเลยจากจุดนี้ไป [[ความล้มเหลวด้านไฟฟ้า]] ({{langx|en|electrical breakdown}}) อาจจะเกิดขึ้นและ[[อาร์คไฟฟ้า]]จะทำให้เกิดประกายไฟวาบระหว่างส่วนที่มีประจุด้วยกัน ตัวกลางเช่นอากาศเป็นตัวอย่าง มีแนวโน้มที่จะอาร์คข้ามช่องว่างเล็ก ๆ ถ้าความแรงของสนามไฟฟ้าเกินกว่า 1 กิโลโวลต์ต่อเซนติเมตร แต่เมื่อต้องข้ามช่องว่างขนาดใหญ่ขึ้น ค่าความแรงจนเบรกดาวน์ของสนามไฟฟ้าจะสูงขึ้น บางทีอาจสูงถึง 30 กิโลโวลต์ต่อเซนติเมตร<ref name=hv_eng>
{{Citation
| first = M.S.| last = Naidu
| first2 = V.| last2 = Kamataru
| title = High Voltage Engineering
| publisher = Tata McGraw-Hill
| page = 2
| year = 1982
| isbn = 0-07-451786-4}}
</ref> 

ตัวอย่างที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและมองเห็นได้มากที่สุดของไฟฟ้าสถิตคือ[[ฟ้าผ่า]] ที่เกิดขึ้นเมื่อประจุแยกออกจากกันในเมฆโดยการยกขึ้นสูงของโดมอากาศ และเพิ่มสนามไฟฟ้าในอากาศจนมากเกินกว่าอากาศจะสามารถทนต่อ เมฆฟ้าผ่าขนาดใหญ่อาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 100 MV และมีพลังงานปลดปล่อยออกมาอาจใหญ่มากถึง 250 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง<ref>
{{Citation
| first = M.S.| last = Naidu
| first2 = V.| last2 = Kamataru
| title = High Voltage Engineering
| publisher = Tata McGraw-Hill
| pages = 201–202
| year = 1982
| isbn = 0-07-451786-4}}
</ref>

ความแรงของสนามได้รับผลกระทบอย่างมากจากวัตถุตัวนำที่อยู่บริเวณใกล้เคียง โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันจะรุนแรงเมื่อมันถูกบังคับให้โค้งรอบวัตถุปลายแหลมคม หลักการนี้้เป็นประโยชน์ใน[[สายล่อฟ้า]] ที่ปลายแหลมของมันจะทำหน้าที่ส่งเสริมให้เกิดฟ้าผ่าลงที่จุดนั้น แทนที่จะลงมาที่อาคารที่มันปกป้อง<ref name="Nahin2002">{{cite book|author=Paul J. Nahin|authorlink=Paul J. Nahin|title=Oliver Heaviside: The Life, Work, and Times of an Electrical Genius of the Victorian Age|date=9 October 2002|publisher=JHU Press|isbn=978-0-8018-6909-9}}</ref>{{rp|155}}

=== ศักย์ไฟฟ้า ===

{{บทความหลัก|ศักย์ไฟฟ้า}}

ดูเพิ่มเติม: [[แรงดันไฟฟ้า]]และ[[แบตเตอรี่]]

[[ไฟล์:Panasonic-oxyride.jpg|thumb|แบตเตอรี่ AA สองตัว แต่ละตัวมีเครื่องหมาย + ที่ปลายด้านหนึ่งเพื่อแสดงขั้วของความต่างศักย์ระหว่างสองขั้วไฟฟ้า]]

แนวคิดของศักย์ไฟฟ้าจะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดของสนามไฟฟ้า ประจุขนาดเล็กที่วางอยู่ภายในสนามไฟฟ้าจะประสบกับแรงหนึ่ง และก่อนหน้านั้น ในการที่จะนำประจุนั้นไปที่จุดนั้นโดยต้านกับแรงดังกล่าวได้ มันจำเป็นต้องมี[[งานเชิงกล]] ศักย์ไฟฟ้าที่จุดใด ๆ จะถูกกำหนดเป็นพลังงานที่ใช้เพื่อนำประจุทดสอบหนึ่งหน่วยจาก[[ระยะอนันต์]]อย่างช้า ๆ ไปยังจุดนั้น มันมักจะถูกวัดเป็นค่า[[โวลต์]] และหนึ่งโวลต์เป็นศักย์ภาพสำหรับหนึ่งจูลของการทำงานจะต้องจ่ายไปเพื่อนำประจุหนึ่งคูลอมบ์จากอนันต์มาที่จุดนั้น<ref name=uniphysics/>{{rp|494–498}} นิยามของศักย์นี้ ในขณะที่เป็นทางการ มีการใช้ในทางปฏิบัติเล็กน้อย และแนวคิดที่มีประโยชน์มากกว่าคือ[[ความต่างศักย์]]ไฟฟ้า และมันเป็นพลังงานที่จำเป็นในการย้ายหนึ่งหน่วยประจุระหว่างจุดสองจุดที่กำหนด สนามไฟฟ้าจะมีคุณสมบัติพิเศษที่มันเป็น[[แรงอนุรักษ์|อนุรักษ์]], ซึ่งหมายถึงว่าเส้นทางที่ใช้โดยประจุทดสอบจะไม่เกี่ยวข้อง นั่นคือทุกเส้นทางระหว่างสองจุดที่กำหนดจะใช้พลังงานเท่ากัน และดังนั้นค่าหนึ่งเดียวสำหรับความต่างศักย์อาจถูกระบุ<ref name=uniphysics/>{{rp|494–498}} คำว่าโวลต์ได้ถูกระบุอย่างแข็งแรงอย่างมากว่าเป็นหน่วยของทางเลือกสำหรับการวัดและคำอธิบายของความต่างศักย์ไฟฟ้า คำว่า[[โวลเตจ]]จะเห็นมากขึ้นในการใช้ประจำวัน

สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ มันจะเป็นประโยชน์ในการกำหนดจุดอ้างอิงทั่วไปที่จุดนี้ศักย์ทั้งหลายอาจจะถูกพูดถีงและเปรียบเทียบกับ ในขณะที่จุดนี้อาจจะอยู่ที่อินฟินิตี้ จุดอ้างอิงที่มีประโยชน์มากกว่าคือตัวโลกเอง ซึ่งถูกถือว่ามีศักย์เดียวกันทุกที่ จุดอ้างอิงนี้โดยธรรมชาติจะใช้ชื่อว่า[[กราวด์ (ไฟฟ้า)|กราวด์หรือดิน]] โลกหรือดินถุกถือว่าเป็นแหล่งที่ไม่ชัดเจนของปริมาณที่เท่ากันของประจุบวกและลบ เพราะฉะนั้นมันจึงไม่มีการปลดปล่อยและเติมประจุไฟฟ้าเข้าไปใหม่ได้<ref>
{{Citation
| first = Raymond A. | last = Serway
| title = Serway's College Physics
| publisher = Thomson Brooks
| page = 500
| year = 2006
| isbn = 0-534-99724-4}}
</ref>

ศักย์ไฟฟ้าเป็น[[ปริมาณสเกลาร์]] นั่นคือ มันมีแต่ปริมาณเท่านั้นไม่มีทิศทาง มันอาจถูกมองว่าเหมือนกับ[[ความสูง]]: อุปมาเหมือนวัตถุที่ถูกปล่อยออกมาจะ 'ตก' ผ่านความแตกต่างในความสูงที่เกิดจากสนามแรงโน้มถ่วง ดังนั้นวัตถุก็คือประจุจะ 'ตก' ผ่านแรงดันที่เกิดโดยสนามไฟฟ้า<ref>{{Citation
| first = Sue
| last = Saeli
| title = Using Gravitational Analogies To Introduce Elementary Electrical Field Theory Concepts
| url = http://physicsed.buffalostate.edu/pubs/PHY690/Saeli2004GEModels/older/ElectricAnalogies1Nov.doc
| accessdate = 2007-12-09
| bibcode = 2007PhTea..45..104S
| last2 = MacIsaac
| first2 = Dan
| volume = 45
| year = 2007
| pages = 104
| journal = The Physics Teacher
| doi = 10.1119/1.2432088
| issue = 2
| archive-date = 2008-02-16
| archive-url = https://web.archive.org/web/20080216100859/http://physicsed.buffalostate.edu/pubs/PHY690/Saeli2004GEModels/older/ElectricAnalogies1Nov.doc
| url-status = dead
}}</ref> อย่างที่ relief map จะแสดงจุดเครื่องหมายของเส้นระดับชั้นดิน ({{langx|en|contour line}}) ที่มีความสูงเท่ากัน หลาย ๆ จุดที่เป็นเครื่องหมายของเส้นที่มีศักย์เท่ากัน (ที่เรียกว่า equipotentials) อาจถูกวาดรอบ ๆ วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิตย์ เส้น equipotentials เหล่านี้จะข้ามทุกเส้นแรงเป็นมุมฉาก และยังต้องวางตัวขนานกับพื้นผิวของตัวนำอีกด้วย มิฉะนั้นนี่จะผลิตแรงที่จะย้ายพาหะของประจุเพื่อที่จะทำให้ศักย์ของพื้นผิวสม่ำเสมอกัน

สนามไฟฟ้าถูกกำหนดอย่างเป็นทางการเป็นแรงที่กระทำต่อหน่วยประจุ แต่แนวคิดของศักย์ไฟฟ้าจะช่วยให้คำนิยามมีประโยชน์มากขึ้นและเทียบเท่า: สนามไฟฟ้าคือการไล่ระดับของศักย์ไฟฟ้า มักจะมีค่าเป็นโวลต์ต่อเมตร ทิศทางเวกเตอร์ของสนามจะเป็นเส้นของความลาดชันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของศักย์ไฟฟ้า และเป็นจุดที่ equipotentials วางตัวอยู่ด้วยกันและใกล้กันที่สุด<ref name=Duffin/>{{rp|60}}

=== แม่เหล็กไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|แม่เหล็กไฟฟ้า}}

[[ไฟล์:Electromagnetism.svg|thumb|left|เส้นลวดที่นำกระแสไปในทิศทางด้านล่าง ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบเส้นลวดโดยมีเส้นแรงทวนเข็มนาฬิกาตาม[[กฎมือขวา]] (เมื่อกำมือขวาแล้วชี้ห้วแม่มือขึ้น ถ้ากระแสไหลในทิศทางของหัวแม่มือ เส้นแรงแม่เหล็กจะมีทิศทางตามนิ้วที่เหลือทั้งสี่)]]

การค้นพบของนายเออสเตดในปี 1821 ที่[[สนามแม่เหล็ก]]จะปรากฏรอบเส้นลวดที่มีกระแสไหลได้ชี้ให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก นอกจากนี้การมีปฏิสัมพันธ์ดูเหมือนแตกต่างจากแรงโน้มถ่วงและแรงไฟฟ้าสถิต-สองแรงของธรรมชาติที่รู้จักกันตอนนั้น แรงบนเข็มของเข็มทิศไม่ได้ชี้นำเข็มไปทางลวดหรือผลักมันไปไกลจากลวดนำกระแส แต่กระทำเป็นมุมฉากกับเข็ม<ref name=berkson/> เออสเตดได้พูดอย่างคลุมเครือเล็กน้อยว่า "ไฟฟ้ากระทำแบบขัดแย้งในลักษณะการหมุน" แรงยังขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสอีกด้วย เพราะถ้ากระแสไหลกลับทาง แรงก็จะกลับทางด้วย<ref>
{{Citation
| first = Silvanus P. | last = Thompson
| title = Michael Faraday: His Life and Work
| publisher = Elibron Classics
| page = 79
| year = 2004
| isbn = 1-4212-7387-X}}
</ref>

เออสเตดไม่เข้าใจการค้นพบของเขาอย่างสมบูรณ์ แต่เขาสังเกตว่าผลลัพธ์จะแลกเปลี่ยนกันและกัน นั่นคือกระแสสร้างแรงบนแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กสร้างแรงบนกระแส ปรากฏการณ์ไดัถูกตรวจสอบต่อไปโดย[[อ็องเดร-มารี อ็องแปร์|แอมแปร์]] ที่ค้นพบว่าเส้นลวดคู่ขนานนำกระแสสองเส้นสร้างแรงบนกันและกัน นั่นคือถ้าเส้นลวดสองเส้นนั้นนำกระแสในทิศทางเดียวกันแรงที่เกิดจะดึงดูดกัน ในขณะที่เส้นลวดทั้งสองถ้ามีกระแสในทิศทางตรงข้ามกันแรงที่เกิดจะผลักกัน<ref name="elec_princ_92-93">
{{citation
| last = Morely & Hughes
| title=Principles of Electricity, Fifth edition
| pages=92–93}}</ref> ปฏิสัมพันธ์จะถูกควบคุมโดยโดยสนามแม่เหล็กที่กระแสแต่ละเส้นลวดผลิตขึ้น และเกิดเป็นพื้นฐานสำหรับนิยามของแอมแปร์ระหว่างประเทศ<ref name="elec_princ_92-93"/>

[[ไฟล์:Electric motor cycle 3.png|thumb|ภาพตัดขวางของมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก มอเตอรืไฟฟ้าจะใช้ประโยชน์จากผลกระทบที่สำคัญของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสที่ใหลอยู่ในสนามไฟฟ้าจะประสบกับแรงหนึ่งที่ตั้งฉากกับทั้งสนามและกระแส]]

ความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กกับกระแสจะมีความสำคัญอย่างมาก เพราะมันได้นำไปสู่การประดิษฐ์[[มอเตอร์ไฟฟ้า]]ของไมเคิล ฟาราเดย์ในปี 1821 [[มอเตอร์ขั้วเหมือน]] ({{langx|en|homopolar motor}}) ของฟาราเดย์ประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรวางอยู่ในสระปรอท กระแสจะถูกปล่อยให้ไหลผ่านสายไฟที่ห้อยลงมาจากเดือยหมุนเหนือแม่เหล็กและถุกจุ่มลงไปในปรอท แม่เหล็กจะส่งแรงที่ขนานที่สัมผัสกับเส้นลวด ทำให้มันหมุนเป็นวงกลมรอบแม่เหล็กได้นานเท่าที่กระแสยังคงอยู่<ref name=iet_faraday>{{Citation
| last = Institution of Engineering and Technology
| authorlink = Institution of Engineering and Technology
| title = Michael Faraday: Biography
| url = http://www.iee.org/TheIEE/Research/Archives/Histories&Biographies/Faraday.cfm
| accessdate = 2007-12-09
| archive-date = 2007-07-03
| archive-url = https://web.archive.org/web/20070703063432/http://www.iee.org/TheIEE/Research/Archives/Histories%26Biographies/Faraday.cfm
| url-status = dead
}}</ref>

การทดลองของฟาราเดย์ในปี 1831 เปิดเผยว่าเส้นลวดที่เคลื่อนที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กจะพัฒนาความต่างศักย์ขึ้นระหว่างปลายทั้งสอง เมื่อทำการวิเคราะห์กระบวนการนี้ต่อไปจึงพบในสิ่งที่เรียกว่า[[การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า]] ซึ่งเปิดโอกาสให้เขาสามารถระบุหลักการที่ปัจจุบันนี้เรียกว่า[[กฎของการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์]] ที่ความต่างศักย์ที่ถูกเหนี่ยวนำในวงปิดหนึ่งจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของ[[ฟลักซ์แม่เหล็ก]]ที่ผ่านลูป การใช้ประโยชน์จากการค้นพบนี้เปิดโอกาสให้เขาในการประดิษฐ์[[เครื่องกำเนิดไฟฟ้า]]ตัวแรกในปี 1831 ในเครื่องนี้เขาเปลี่ยนพลังงานกลของจานทองแดงที่กำลังหมุนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า<ref name=iet_faraday/> จานของฟาราเดย์ไม่มีประสิทธิภาพและนำไปใช้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในทางปฏิบัติไม่ได้ แต่มันแสดงให้เห็นความเป็นไปได้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยพวกที่ติดตามการทำงานของเขา

=== ไฟฟ้าเคมี ===
[[ไฟล์:Volta-and-napoleon.PNG|thumb|right|[[นักฟิสิกซ์]]ชาวอิตาลี  [[อาเลสซานโดร โวลตา]]กำลังแสดง ''"[[แบตเตอรี]]"'' ของเขาต่อพระพักตร์ของจักรพรรดิ์ฝรั่งศส [[นโปเลียน โบนาปาร์ต]] ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19]]

{{บทความหลัก|ไฟฟ้าเคมี}}

ความสามารถของปฏิกิริยาทางเคมีในการผลิตไฟฟ้า และความสามารถในทางตรงกันข้ามของไฟฟ้าในการผลักดันให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีมีการใช้งานที่หลากหลาย

ไฟฟ้าเคมีได้เป็นส่วนสำคัญในการผลิตไฟฟ้าเสมอ จากสิ่งประดิษฐ์ช่วงเริ่มต้นของเซลล์ซ้อนของโวลตา [[เซลล์ไฟฟ้าเคมี]]ได้วิวัฒนาการไปเป็นแบตเตอรีชนิดต่าง ๆ มากมาย รวมทั้งเซลล์การชุบด้วยไฟฟ้าและเซลล์อิเล็กโทรไลต์ [[อะลูมิเนียม]]สามารถผลิตขึ้นมาได้ในปริมาณมหาศาลก็ด้วยวิธีนี้ และอุปกรณ์เคลื่อนที่จำนวนมากได้รับพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แบบที่ชาร์จไฟใหม่ได้

=== วงจรไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|วงจรไฟฟ้า}}
[[ไฟล์:Ohms law voltage source.svg|thumb|[[วงจรไฟฟ้า]]พื้นฐาน [[แหล่งจ่ายไฟ]] ''V'' ด้านซ้ายขับเคลื่อน[[กระแสไฟฟ้า|กระแส]] ''I'' ไปรอบวงจร นำส่ง[[พลังงานไฟฟ้า]]ให้กับ[[ตัวต้านทาน]] ''R'' จากตัวต้านทาน กระแสจะไหลกลับไปที่แหล่งจ่าย เป็นการครบวงจร]]

วงจรไฟฟ้าเป็นการเชื่อมต่อถึงกันของชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฟฟ้าอย่างน้อยหนึ่งตัวแบบที่ว่าประจุไฟฟ้าจะสามารถเดินทางไปตามเส้นทางจนกลับมาที่เดิม (หรือครบวงจร) มักจะปฏิบัติงานที่มีประโยชน์บางอย่าง

ชิ้นส่วนในวงจรไฟฟ้าสามารถเป็นได้หลายรูปแบบ ซึ่งอาจเป็น[[ตัวต้านทาน]], [[ตัวเก็บประจุ]], [[สวิตช์]], [[หม้อแปลง]]และ[[อิเล็กทรอนิกส์]] วงจรอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วย[[สภาพพาสซีฟ|ชิ้นส่วนที่แอคทีฟ]] มักจะเป็น[[สารกึ่งตัวนำ]] และมักจะแสดงพฤติกรรมที่ไม่เป็นเส้นตรง ที่ต้องใช้การวิเคราะห์ที่ซับซ้อน ชิ้นส่วนไฟฟ้าที่ธรรมดาที่สุดจะเป็นพวกที่เรียกว่า[[สภาพพาสซีฟ|พาสซีฟ]]และเชิงเส้น คือในขณะที่พวกมันอาจจัดเก็บพลังงานไว้เป็นการชั่วคราว พวกมันไม่มีแหล่งที่มาของพลังงานในตัวมันเอง และจะแสดงการตอบสนองต่อสิ่งเร้าแบบเชิงเส้น<ref name=Alexander>{{Citation  | last = Alexander  | first = Charles  | last2 = Sadiku  | first2 = Matthew  | title = Fundamentals of Electric Circuits  | publisher = McGraw-Hill  | year = 2006  | edition = 3, revised  |isbn = 9780073301150}}</ref>{{rp|15–16}}

[[ตัวต้านทาน]]บางทีอาจเป็นชิ้นส่วนพาสซีฟที่ง่ายที่สุดของวงจร ตามชื่อของมัน มันต้านกระแสที่ไหลผ่านตัวมัน สลายพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานความร้อน ความต้านทานเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวของประจุผ่านตัวนำ ตัวอย่างเช่นในโลหะ ความต้านทานเกิดเนื่องจากการชนระหว่างอิเล็กตรอนและไอออนเป็นหลัก [[กฎของโอห์ม]]เป็นกฎพื้นฐานของ[[ทฤษฎีวงจร]] ที่ระบุว่ากระแสที่ไหลผ่านความต้านทานจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความต่างศักย์ที่ตกคร่อมความต้านทานนั้น ความต้านทานของวัสดุส่วนใหญ่ค่อนข้างคงที่ตามช่วงอุณหภูมิและกระแส วัสดุภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้จะถูกเรียกว่าเป็น 'ohmic' หน่วยของความต้านทานเป็นโอห์ม ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่[[จอร์จ โอห์ม]] และมีสัญลักษณ์เป็นอักษรกรีก Ω  ความต้านทาน 1 Ω จะผลิตความต่างศักย์ขนาดหนึ่งโวลต์ในการตอบสนองกับกระแสขนาดหนึ่งแอมป์<ref name=Alexander/>{{rp|30–35}}

[[ตัวเก็บประจุ]]ได้พัฒนามาจาก[[โถเลย์เดน]] มันเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเก็บประจุได้ เรจัดเก็บประจุจึงเป็นการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปสนามไฟฟ้าที่เกิดขี้น มันประกอบด้วยแผ่นตัวนำสองแผ่นแยกจากกันโดยชั้น[[สารไดอิเล็กตริก]]ที่เป็น[[ฉนวน]]บาง ๆ; ในทางปฏิบัติ แผ่นฟอยล์โลหะบางจะขดม้วนเข้าด้วยกันเพิ่มพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรและดังนั้นจึงเรียกมันว่า[[คาปาซิแตนซ์]] หน่วยของคาปาซิแตนซ์จะเป็นฟารัด  ตั้งชื่อตาม[[ไมเคิล ฟาราเดย์]]และมีสัญลักษณ์ ''F'': หนึ่งฟารัดเป็นค่าความสามารถในการเก็บประจุที่จะสร้างความต่างศักย์ขนาดหนึ่งโวลต์เมื่อมันเก็บประจุขนาดหนึ่งคูลอมบ์ ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันขั้นแรกมันจะทำให้เกิดกระแสเป็นมันสะสมประจุ อย่างไรก็ตามกระแสนี้จะสลายตัวไปตามเวลาเมื่อตัวเก็บประจุเริ่มเติมประจุ ในที่สุดก็ตกลงไปที่ศูนย์ ดังนั้นตัวเก็บประจุจะไม่ยอมให้มีกระแสในสถานะที่มั่นคง แต่จะบล็อกมันแทน<ref name=Alexander/>{{rp|216–220}}

[[ตัวเหนี่ยวนำ]]ก็เป็นตัวนำเช่นกัน มักจะเป็นขดลวด ที่เก็บพลังงานในรูปสนามแม่เหล็กในการตอบสนองกับกระแสทีไหลผ่านตัวมัน เมื่อกระแสเปลี่ยน สนามแม่เหล็กก็เปลี่ยนไปด้วย ทำให้เกิด[[การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า|การเหนี่ยวนำ]]แรงดันไฟฟ้าขึ้นระหว่างปลายของตัวเหนี่ยวนำ แรงดันไฟฟ้าที่ถูกเหนี่ยวนำขึ้นจะเป็นสัดส่วนกับอัตราของการเปลี่ยนแปลงของกระแส หน่วยของการเหนี่ยวนำเป็น[[เฮนรี]] ที่ตั้งชื่อตาม[[โจเซฟ เฮนรี]] เพื่อนร่วมรุ่นของฟาราเดย์ หนึ่งเฮนรีเป็นค่าการเหนี่ยวนำที่จะเหนี่ยวนำให้เกิดความต่างศักย์ขนาดหนึ่งโวลต์ถ้ากระแสผ่านมันเปลี่ยนแปลงในอัตราหนึ่งแอมแปร์ต่อวินาที ลักษณะการทำงานของตัวเหนี่ยวนำจะค่อนข้างตรงข้ามกับตัวเก็บประจุ เพราะมันจะยอมให้กระแสที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงไหลได้อย่างอิสระ แต่ขัดขวางกระแสที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว<ref name=Alexander/>{{rp|226–229}}

=== กำลังไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|พลังงานไฟฟ้า}}

กำลังไฟฟ้าเป็นอัตราการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าไปให้[[วงจรไฟฟ้า]] มีหน่วย SI เป็นวัตต์ หรือหนึ่งจูลต่อวินาที

กำลังไฟฟ้า เหมือน[[กำลัง (ฟิสิกส์)|กำลังเชิงกล]] เป็นอัตราของการทำ[[งาน (ไฟฟ้า)|งาน]]ที่วัดในหน่วย[[วัตต์]]และมีสัญลักษณ์เป็นตัวอักษร ''P''  กำลังไฟฟ้ามีค่าเป็นวัตต์ที่ผลิตขึ้นจากกระแสไฟฟ้า ''I'' ที่ประกอบด้วยประจุ Q คูลอมบ์ทุก ๆ ''t'' วินาทีไหลผ่าน[[ความต่างศักย์ไฟฟ้า]] ([[แรงดันไฟฟ้า]]) ความแตกต่างของ ''V'' จะเป็น

:<math>P = \text{work done per unit time} = \frac {QV}{t} = IV \,</math>

[[การผลิตไฟฟ้า]]มักจะทำโดย[[เครื่องกำเนิดไฟฟ้า]] แต่ก็สามารถผลิตขึ้นจากแหล่งเคมีอีกด้วยเช่นจาก[[แบตเตอรี]]หรือจากหลากหลายแหล่งที่มาของพลังงาน พลังงานไฟฟ้าโดยทั่วไปจะถูกส่งไปยังบ้านและธุรกิจโดย[[อุตสาหกรรมการผลิตพลังงานไฟฟ้า]] กระแสไฟฟ้ามักจะขายเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมง (3.6 MJ) ซึ่งเป็นผลคูณของกำลังเป็นกิโลวัตต์คูณด้วยเวลาของการทำงานเป็นชั่วโมง บริษัทไฟฟ้าจะวัดกำลังไฟโดยใช้[[มิเตอร์ไฟฟ้า]] ซึ่งจะเก็บการใช้งานโดยของพลังงานไฟฟ้าส่งมอบให้กับลูกค้า แตกต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ไฟฟ้าเป็นรูปแบบ[[เอนโทรปี]]ที่ต่ำของพลังงานและสามารถถูกแปลงให้เป็นการเคลื่อนไหวหรือรูปแบบอื่นของพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง<ref>Environmental Physics By Clare Smith 2001</ref>

=== อิเล็กทรอนิกส์ ===
{{บทความหลัก|อิเล็กทรอนิกส์}}

[[ไฟล์:Arduino ftdi chip-1.jpg|thumb|ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบวางบนผิว]] 
อิเล็กทรอนิกส์จะเกี่ยวข้องกับ[[วงจรไฟฟ้า]]ที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนไฟฟ้าแบบ[[สภาพพาสซีฟ|แอคทีฟ]]เช่น[[หลอดสูญญากาศ]], [[ทรานซิสเตอร์]], [[ไดโอด]],  [[วงจรรวม]], และเทคโนโลยีเชื่อมต่อระหว่างกันแบบพาสซีฟที่เกี่ยวข้อง พฤฒิกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นของชิ้นส่วนแอคทีฟและความสามารถของมันในการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนทำให้ต้องมีการขยายสัญญาณที่อ่อนแอและอิเล็กทรอนิกส์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายใน[[การประมวลผลข้อมูล]], [[การสื่อสารโทรคมนาคม]], และ[[การประมวลผลสัญญาณ]] ความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่จะทำหน้าที่ เป็น[[เนทเวิร์ค สวิตช์|สวิตช์]]ทำให้การประมวลผลข้อมูลดิจิทัลมีความเป็นไปได้ เทคโนโลยีเชื่อมต่อระหว่างกันเช่น[[แผงวงจร]], เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์แบบอิเล็กทรอนิคส์, และรูปแบบหลากหลายอื่นของโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารเติมเต็มหน้าที่การทำงานของวงจรและเปลี่ยนส่วนประกอบผสมให้เป็น[[ระบบ]]การทำงานปกติ

วันนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะใช้ชิ้นส่วน[[สารกึ่งตัวนำ]]เพื่อการควบคุมอิเล็กตรอน การศึกษาอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องได้รับการพิจารณาว่าเป็นสาขาหนึ่งของ[[ฟิสิกส์สถานะของแข็ง]] ในขณะที่การออกแบบและสร้าง[[วงจรอิเล็กทรอนิกส์]]ในการแก้ปัญหาที่เกิดตอนปฏิบัติจะมาภายใต้[[วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์]]

=== คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ===
{{บทความหลัก|คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า}}

งานของฟาราเดย์และแอมแปร์แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กที่แปรตามเวลาจะทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของสนามไฟฟ้า และสนามไฟฟ้าที่แปรตามเวลาก็เป็นแหล่งที่มาของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นเมื่อทั้งสองใดสนามหนึ่งมีการเปลี่ยนแปลง อีกสนามหนึ่งก็จำเป็นที่จะถูกเหนี่ยวนำขึ้น<ref name=uniphysics/>{{rp|696–700}} ปรากฏการณ์เช่นนี้จะมีคุณสมบัติของคลื่น และจะถูกเรียกโดยธรรมชาติว่าเป็น[[คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า]] คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาวิเคราะห์ในทางทฤษฎีโดย[[เจมส์ เคิร์ก แมกส์เวลล์]] ในปี 1864 แมกซ์เวลล์ได้พัฒนาชุดของสมการที่อาจอธิบายอย่างกำกวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างกันของสนามไฟฟ้า, สนามแม่เหล็ก, ประจุไฟฟ้า, และกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าคลื่นเช่นนั้นจำเป็นที่จะเดินทางด้วย[[ความเร็วของแสง]] ดังนั้นตัวแสงเองเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า กฎของแมกซ์เวล ซึ่ง รวมแสง, สนาม, และประจุโหลดเป็นหนึ่งเดียวเป็นหนึ่งของเหตุการณ์สำคัญที่สุดของฟิสิกส์ในทางทฤษฎี<ref name=uniphysics/>{{rp|696–700}}

ดังนั้นงานของนักวิจัยหลายคนได้เปิดโอกาสให้มีการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการแปลงสัญญาณให้มีกระแสสั่นความถี่สูง และโดยใช้ตัวนำรูปทรงที่เหมาะสม ไฟฟ้าจะยอมให้มีการส่งและการรับสัญญาณเหล่านี้ผ่านทางคลื่นวิทยุในระยะทางที่ไกลมาก

== การผลิตและการใช้ประโยชน์ ==
<!--
=== วงจรอนุกรม ===
วงจรอนุกรมหมายถึง การนำเอาอุปกรณ์ทางไฟฟ้ามาต่อกันในลักษณะที่ปลายด้านหนึ่งของอุปกรณ์ตัวที่ 1 ต่อเข้ากับอุปกรณ์ตัวที่ 2 จากนั้นนำปลายที่เหลือของอุปกรณ์ตัวที่ 2 ไปต่อกับอุปกรณ์ตัวที่ 3 และจะต่อลักษณะนี้ไปเรื่อยๆ ซึ่งการต่อแบบนี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวกระแสไฟฟ้าภายในวงจร อนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกๆจุด ค่าความต้านทานรวมของวงจรอนุกรมนั้นคือการนำเอาค่าความต้านทานทั้งหมดนำมา รวมกันส่วนแรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้นแรงดันจะปรากฏคร่อมตัวต้านทานทุกตัว ที่จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะมีค่าไม่เท่ากันโดยสา มารถคำนวณหาได้จากกฎของโอห์ม

R<sub>T</sub> = R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub> + R<sub>3</sub> + R<sub>4</sub> + R<sub>5</sub>

R<sub>T</sub> = ค่าความต้านทานรวมหรือค่าความต้านทานทั้งหมด
R<sub>1</sub> ค่าความต้านทานตัวที่ 1
R<sub>2</sub> ค่าความต้านทานตัวที่ 2
R<sub>3</sub> ค่าความต้านทานตัวที่ 3
R<sub>4</sub> ค่าความต้านทานตัวที่ 4
R<sub>5</sub> ค่าความต้านทานตัวที่ 5

 
==== กระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรม ====

 

เนื่องจากกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมมีการไหลในทิศทางเดียว ดังนั้นกระแสไฟฟ้าภายในวงจรอนุกรมจะมีค่าเท่ากันทุกจุด

จากสมการ

I<sub>T</sub> = I<sub>1</sub> = I<sub>2</sub> = I<sub>3</sub>



==== ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรม ====

ค่าความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยนำค่าความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวมารวมกัน

จากสมการ

R<sub>T</sub> = R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub> + R<sub>3</sub> + R<sub>4</sub> +…….

==== แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรม ====
แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมนั้น คำนวณได้โดยการนำค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรมารวมกัน

จากสมการ

V<sub>T</sub> = V<sub>1</sub> + V<sub>2</sub> + V<sub>3</sub> + V<sub>4</sub> + V<sub>5</sub> + ......

==== ลักษณะคุณสมบัติของวงจรอนุกรม ====
1. ในวงจรหรือส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรอนุกรมจะมีกระแสไหลผ่านในทิศทางเดียวเท่านั้น

2. แรงดันตกคร่อมที่ความต้านทานแต่ละตัวในวงจรเมื่อนำมาร่วมกันจะมีค่าเท่ากับแรงดันที่จ่ายให้กับวงจร

3. ค่าความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากับค่าความต้านทานรวมกันทั้งหมดในวงจร

4. กำลังและพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ความต้านทานย่อยแต่ละตัวในวงจร เมื่อนำมารวมกันก็จะมีค่าเท่ากำลังและพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในวงจร

=== วงจรขนาน ===
วงจรที่เกิดจากการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปให้ขนานกับแหล่งจ่ายไฟมีผลทำให้ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อม อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละตัวมีค่าเท่ากัน ส่วนทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าจะมีตั้งแต่ 2 ทิศทางขึ้นไปตามลักษณะของสาขาของวงจรส่วนค่าความต้านทานรวมภายในวงจรขนานจะ มีค่าเท่ากับผลรวมของส่วนกลับของค่าความต้านทานทุกตัวรวมกัน ซึ่งค่าความต้านทานรวมภายในวงจรไฟฟ้าแบบขนานจะมีค่าน้อยกว่าค่าความต้านทาน ภายในสาขาที่มีค่าน้อยที่สุดเสมอ และค่าแรงดันที่ตกคร่อมความต้านทานไฟฟ้าแต่ละตัวจะมีค่าเท่ากับแรงเคลื่อน ของแหล่งจ่าย

==== แรงดันไฟฟ้าในวงจรขนาน ====
สำหรับค่าแรงดันไฟฟ้าในวงจรขนานที่ตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัวนั้น มีค่าเท่ากับค่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมความต้านทานแต่ละตัวซึ่งมีค่าเท่ากับ

VR<sub>1</sub> = VR<sub>2</sub> = VR<sub>3</sub> = VR<sub>4</sub> = VS = 9V

==== กระแสไฟฟ้าในวงจรขนาน ====
กระแสไฟฟ้าภายในวงจรขนานจะมีหลายค่าด้วยกัน ทั้งนี้เนื่องจากทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้ามีมากกว่า 1 ทิศทาง ดังนั้น การคำนวณหาค่ากระแสไฟฟ้าจึงใช้กฎของ Kerchhoff,s Current Law โดยมีวิธีการคำนวณสองวิธีคือ

1. กระแสไฟฟ้ารวมภายในวงจร ( I<sub>T</sub> ) จะมีค่าเท่ากับผลรวมของกระแสไฟฟ้าที่ไหลแยกในแต่ละทิศทาง ( I<sub>1</sub> + I<sub>2</sub> + I<sub>3</sub> + I<sub>4</sub>+…..)

2. กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่จุดๆ หนึ่งจะมีค่าเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลออกจากจุดๆ นั้นเสมอ

==== ลักษณะคุณสมบัติของวงจรขนาน ====


1. แรงดันที่ตกคร่อมที่อิลิเมนท์ หรือที่ความต้านทานทุกตัวของวงจรจะมีค่าเท่ากันเพราะว่าเป็นแรงดันตัวเดียวกันในจุดเดียวกัน  

2. กระแสที่ไหลในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับกระแสที่ไหลผ่านวงจรทั้งหมดหรือกระแสรวมของวงจร

3. ค่าความนำไฟฟ้าในแต่ละสาขาย่อยของวงจร เมื่อนำมารวมกันจะมีค่าเท่ากับค่าความนำไฟฟ้าทั้งหมดของวงจร

4. กำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่อิลิเมนท์หรือค่าความต้านทานในแต่ละสาขาในวงจร เมื่อนำมาร่วมกันก็จะมีค่าเท่ากับกำลังและ[http://www.aran.co.th พลังงานไฟฟ้า]ทั้งหมดของวงจรไฟฟ้าในตำนาน

== การผลิตและการใช้งาน ==
-->
=== การผลิตและการส่งกำลัง ===
{{บทความหลัก|การผลิตไฟฟ้า}}
ดูเพิ่มเติม: [[การส่งกำลังไฟฟ้า]]และ[[ไฟฟ้าสายเมน]]

[[ไฟล์:Gorskii 04414u.jpg|thumb|300px|ตัวสลับกระแส ({{langx|en|alternator}}) ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ทำในเมืองบูดาเปสต์ ประเทศฮังการี ในห้องโถงผลิตไฟฟ้าของสถานี[[ไฟฟ้าพลังน้ำ]] (ภาพโดย Prokudin Gorsky ระหว่างปี 1905-1915)]]

ในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล นักปรัชญาชาวกรีก [[ธาลีสแห่งไมลิตัส]] ได้ทำการทดลองหลายครั้งกับแท่งอำพัน และการทดลองเหล่านี้เป็นการศึกษาครั้งแรกในการผลิตพลังงานไฟฟ้า ในขณะที่ใช้วิธีการนี้ ในปัจจุบันเรียกว่า[[ผลกระทบไทรโบอิเล็กตริก]]  สามารถยกวัตถุเบาและสร้างประกายไฟ แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพอย่างมาก<ref name=batteries>
{{citation
| first = Ronald | last = Dell
| first2 = David | last2 = Rand
| title = Understanding Batteries
| pages = 2–4
| year = 2001
| publisher = Royal Society of Chemistry
| isbn = 0-85404-605-4
| bibcode = 1985STIN...8619754M
| volume = 86
| journal = Unknown}}
</ref> มันต้องรอต่อไปอีกจนกระทั่งมีการประดิษฐ์[[เซลล์ซ้อนของโวลตา]]ในศตวรรษที่สิบแปดได้กลายเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่มีศักยภาพที่พร้อมให้ใช้งานได้ เซลล์ซ้อนของโวลตา และลูกหลานของมันที่ทันสมัย-[[แบตเตอรี่]] สามารถเก็บพลังงานด้วยวิธีการทางเคมีและทำให้มันพร้อมสนองความต้องการใช้งานในรูปแบบของพลังงานไฟฟ้า<ref name=batteries/> แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานที่หลากหลายและพบบ่อยมากซึ่งเหมาะที่จะใช้งานได้หลายอย่าง แต่การจัดเก็บพลังงานของมันมี จำกัด และเมื่อมันถูกใช้งานหมดแล้ว มันจะต้องถูกกำจัดหรือชาร์จใหม่ สำหรับความต้องการใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ พลังงานไฟฟ้าจะต้องถูกผลิตและส่งกำลังอย่างต่อเนื่องไปตามสายส่งตัวนำกระแสไฟฟ้า

พลังงานไฟฟ้ามักจะถูกผลิตขึ้นโดย[[เครื่องกำเนิดไฟฟ้า|เครื่องกำเนิด]]แบบที่ใช้ไฟฟ้า-เครื่องกลที่ขับโดย[[ไอน้ำ]]ที่ผลิตจากการเผาไหม้[[เชื้อเพลิงฟอสซิล]] หรือโดยความร้อนที่ปล่อยออกมาจาก[[ปฏิกิริยานิวเคลียร์]] หรือจากแหล่งอื่น ๆ เช่น[[พลังงานจลน์]]สกัดจากลมหรือการไหลของน้ำ [[กังหันไอน้ำ]]ทันสมัยที่คิดค้นโดยท่านเซอร์[[ชาร์ลส์ พาร์ซันส์]]ในปี 1884 ในวันนี้มีการผลิตประมาณร้อยละ 80 ของพลังงานไฟฟ้าในโลกโดยการใช้ความหลากหลายของแหล่งความร้อน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวไม่มีความคล้ายคลึงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบจานขั้วเหมือนของฟาราเดย์ที่สร้างในปี 1831 แต่พวกมันยังคงพึ่งพาหลักการแม่เหล็กไฟฟ้าของเขาที่ว่าตัวนำที่เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กจะเหนี่ยวนำให้เกิดความต่างศักย์ตกคร่อมปลายทั้งสองของมัน<ref>
{{citation
| first = Peter G. | last = McLaren
| title = Elementary Electric Power and Machines
| pages = 182–183
| year = 1984
| publisher = Ellis Horwood
| isbn = 0-85312-269-5}}
</ref> การประดิษฐ์[[หม้อแปลง]]ในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้ามีความหมายว่าพลังงานไฟฟ้าจะสามารถถูกส่งออกไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นแต่กระแสลดลง [[การส่งกำลังไฟฟ้า]]ที่มีประสิทธิภาพจึงหมายความว่าไฟฟ้าอาจจะผลิตขึ้นที่[[โรงไฟฟ้า]]ที่ส่วนกลาง ในสถานที่ที่จะได้รับประโยชน์จาก[[การประหยัดจากขนาด]]และจากนั้นพลังงานไฟฟ้าจะถูกจัดส่งไปในระยะทางค่อนข้างไกลไปยังตำแหน่งที่ต้องการใช้มัน<ref name=Patterson_p44-48>
{{citation
| first = Walter C. | last = Patterson
| title = Transforming Electricity: The Coming Generation of Change
| pages = 44–48
| year = 1999
| publisher = Earthscan
| isbn = 1-85383-341-X}}
</ref><ref>{{citation
 |last        = Edison Electric Institute
 |title       = History of the Electric Power Industry
 |url         = http://www.eei.org/industry_issues/industry_overview_and_statistics/history
 |accessdate  = 2007-12-08
 |archiveurl  = https://web.archive.org/web/20071113132557/http://www.eei.org/industry_issues/industry_overview_and_statistics/history
 |archivedate = 2007-11-13
 |url-status  = live
}}</ref>

[[ไฟล์:Parque eólico La Muela.jpg|thumb|left|ฟาร์มลมประมาณหนึ่งโหลของกังหันลมสามใบพัดสีขาว [[พลังงานลม]]มีความสำคัญเพิ่มขึ้นในหลายประเทศ]]

เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าไม่สามารถจะเก็บไว้ได้ง่ายในปริมาณที่มากพอที่จะตอบสนองความต้องการในระดับชาติได้ตลอดเวลา ซึ่งจะต้องมีการผลิตให้ได้มากเท่าตามความต้องการใช้จริงอย่างแม่นยำ<ref name=Patterson_p44-48/> เพื่อผลิตให้พอดีใช้บริษัทสาธารณูปโภคไฟฟ้าจะต้องทำการคาดการณ์อย่างระมัดระวังของโหลดไฟฟ้าของพวกเขาและรักษาการประสานงานให้คงที่กับโรงไฟฟ้าทั้งหลายของพวกเขา จำนวนที่แน่นอนของการผลิตจะต้องจัดทำปริมาณสำรองเพื่อรองรับกริดไฟฟ้าในขณะที่มีการแปรปรวนและการสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ความต้องการใช้ไฟฟ้าเติบโตด้วยความรวดเร็วอย่างมากเมื่อประเทศเริ่มจะทันสมัยและเศรษฐกิจของประเทศกำลังพัฒนา ประเทศสหรัฐอเมริกาพบว่ามีความต้องการเพิ่มขึ้น 12% ในแต่ละปีในสามทศวรรษแรกของศตวรรษที่ยี่สิบ<ref>
{{Citation
| last = Edison Electric Institute
| title = History of the U.S. Electric Power Industry, 1882-1991
| url=http://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/chg_stru_update/appa.html
| accessdate = 2007-12-08}}
</ref> อัตราการเจริญเติบโตที่ขณะนี้กำลังประสบกับเศรษฐกิจที่เกิดใหม่เช่นสิ่งที่เกิดกับอินเดียหรือจีน<ref>{{Citation
| last = Carbon Sequestration Leadership Forum
| title = An Energy Summary of India
| url = http://www.cslforum.org/india.htm
| accessdate = 2007-12-08
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20071205080916/http://www.cslforum.org/india.htm
| archivedate = 2007-12-05
| url-status = dead
}}</ref><ref>
{{Citation
| last = IndexMundi
| title = China Electricity - consumption
| url=http://www.indexmundi.com/china/electricity_consumption.html
| accessdate = 2007-12-08}}
</ref> ในอดีต อัตราการเจริญเติบโตในความต้องการใช้ไฟฟ้าได้แซงรูปแบบอื่น ๆ ของพลังงาน<ref name=NRC1986>
{{Citation
| last= National Research Council
| authorlink = United States National Research Council
| title = Electricity in Economic Growth
| publisher = National Academies Press
| year = 1986
| isbn = 0-309-03677-1}}
</ref>{{rp|16}}

ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อการผลิตไฟฟ้าได้นำไปสู่การจับตาที่เพิ่มขึ้นกับการผลิตจากแหล่ง[[พลังงานทดแทน]] โดยเฉพาะอย่างยิ่งจาก[[พลังงานลม|ลม]]และ[[ไฟฟ้าพลังน้ำ|น้ำ]] ในขณะที่การอภิปรายสามารถคาดว่าจะยังคงดำเนินต่อไปในส่วนของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของวิธีการที่แตกต่างกันของการผลิตไฟฟ้า รูปแบบสุดท้ายของมันคือมันค่อนข้างสะอาด<ref name=NRC1986/>{{rp|89}}

=== การประยุกต์ใช้งาน ===

[[ไฟล์:Gluehlampe 01 KMJ.png|thumb|upright|[[หลอดไฟ]] การประยุกต์ใช้ในช่วงต้นของไฟฟ้า ทำงานโดย[[การให้ความร้อนของจูล]]: การผ่านกระแสเข้าไปใน[[ความต้านทาน]]เพื่อสร้างความร้อน]]

ไฟฟ้าเป็นวิธีที่สะดวกมากในการถ่ายโอนพลังงาน และมันได้ถูกปรับให้เข้ากับการใช้งานขนาดใหญ่และกำลังจริญเติบโตจำนวนมาก<ref>
{{Citation
| first = Matthew | last = Wald
| title = Growing Use of Electricity Raises Questions on Supply
| newspaper = New York Times
| url= http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE6DD1F3AF932A15750C0A966958260
| date = 21 March 1990
| accessdate = 2007-12-09}}</ref> การประดิษฐ์[[หลอดไฟแบบใช้ไส้]]ที่ใช้งานได้ในทางปฏิบัติในทศวรรษที่ 1870 ทำให้[[แสงสว่าง]]กลายเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้งานพลังงานไฟฟ้าแรกที่เปิดเผยต่อสาธารณชน แม้ว่าการใช้พลังงานไฟฟ้าจะตามมาด้วยอันตรายจากตัวมันเอง การเปลี่ยนเปลวไฟเปลือยของการให้แสงสว่างจากก๊าซได้ลดอันตรายจากไฟไหม้ภายในบ้านและโรงงานลงไปอย่างมาก<ref>
{{Citation
| first = Peter | last = d'Alroy Jones
| title = The Consumer Society: A History of American Capitalism
| page = 211
| publisher = Penguin Books}}
</ref> สาธารณูปโภคถูกตั้งขึ้นในหลายเมืองที่กำหนดเป้าหมายในตลาดที่กำลังขยายตัวสำหรับไฟฟ้าแสงสว่าง

ผลกระทบจากความต้านทาน[[การให้ความร้อนของจูล]]ที่นำไปใช้ในหลอดไฟแบบจุดไส้ยังแสดงให้เห็นถึงการใช้งานโดยตรงมากขึ้นใน[[การให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า]] ขณะนี้เป็นที่หลากหลายและสามารถควบคุมมันได้ มันอาจมองเห็นเป็นที่สิ้นเปลืองเนื่องจากการผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่จำเป็นต้องมีการผลิตความร้อนอยู่แล้วที่โรงไฟฟ้า<ref>
{{Citation
| first = Charles and Penelope | last = ReVelle
| title = The Global Environment: Securing a Sustainable Future
| publisher = Jones & Bartlett
| page = 298
| year = 1992
| isbn = 0-86720-321-8}}
</ref> หลายประเทศเช่นเดนมาร์กได้มีการออกกฎหมายเพื่อจำกัดหรือห้ามการให้ความร้อนจากตัวต้านทานด้วยไฟฟ้าในอาคารสร้างใหม่<ref>{{Citation |last=Danish Ministry of Environment and Energy |work=Denmark's Second National Communication on Climate Change |title=F.2 The Heat Supply Act |url=http://glwww.mst.dk/udgiv/Publications/1997/87-7810-983-3/html/annexf.htm |accessdate=2007-12-09 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080108011443/http://glwww.mst.dk/udgiv/Publications/1997/87-7810-983-3/html/annexf.htm |archivedate=2008-01-08 |url-status=dead }}</ref> อย่างไรก็ตาม ไฟฟ้ายังคงเป็นแหล่งพลังงานในทางปฏิบัติอย่างสูงสำหรับการให้ความร้อนและเครื่องทำความเย็น<ref>
{{Citation
| first = Charles E. | last = Brown
| title = Power resources
| publisher = Springer
| year = 2002
| isbn = 3-540-42634-5}}
</ref> ที่มี[[เครื่องปรับอากาศ]]/[[ปั๊มความร้อน]]ที่เป็นตัวแทนของภาคอุตสาหกรรมที่เจริญเติบโตสำหรับความต้องการใช้ไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนและความเย็น ทำให้สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้ามีหน้าที่เพิ่มมากขึ้นเพื่อรองรับผลของความต้องการดังกล่าว<ref>
{{Citation
| first = B. | last = Hojjati
| first2 = S. | last2 = Battles
| title = The Growth in Electricity Demand in U.S. Households, 1981-2001: Implications for Carbon Emissions
| url= http://www.eia.doe.gov/emeu/efficiency/2005_USAEE.pdf
| accessdate = 2007-12-09}}
</ref>

ไฟฟ้ายังถูกนำมาใช้ใน[[การสื่อสารโทรคมนาคม]] และแน่นอน[[การโทรเลข]]ได้สาธิตในเชิงพาณิชย์ในปี 1837 โดยวิลเลียม โฟเธอร์กิล คุก และชาลส์ วีทสโตน มันเป็นหนึ่งในการประยุกต์ใช้งานในยุคแรกที่สุดของไฟฟ้า กับการก่อสร้างโทรเลขข้ามทวีปเป็นครั้งแรกและจากนั้นก็สายเคเบิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก, ระบบโทรเลขในยุค 1860, ไฟฟ้าได้เปิดโอกาศให้การสื่อสารสามารถติดต่อทั่วโลกภายในเวลาเป็นนาที [[ใยแก้วนำแสง]]และ[[การสื่อสารดาวเทียม]]ได้แชร์ส่วนแบ่งการตลาดสำหรับระบบการสื่อสาร แต่ไฟฟ้ายังสามารถคาดเดาได้ว่ามันจะยังคงเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของกระบวนการ

ผลกระทบของแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้อย่างเห็นได้ชัดส่วนใหญ่ใน[[มอเตอร์ไฟฟ้า]] ซึ่งให้กำลังขับเคลื่อนที่สะอาดและมีประสิทธิภาพ มอเตอร์นิ่งเช่น[[เครื่องกว้าน]]จะให้บริการได้อย่างง่ายดายด้วยการจ่ายพลังงานให้ แต่ยานยนต์ที่เคลื่อนที่ไปพร้อมกับการประยุกต์ใช้เช่น[[ยานยนต์ไฟฟ้า]]สามารถทำงานได้โดยบรรทุกแหล่งจ่ายไฟไปด้วยเช่นแบตเตอรี่ หรือการเก็บรวบรวมกระแสไฟฟ้าจากจุดสัมผัสที่เลื่อนได้เช่นโครงรับไฟฟ้าเหนือหัวรถราง ({{langx|en|pantograph}})

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้ประโยชน์จาก[[ทรานซิสเตอร์]] อาจจะเป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ยี่สิบ<ref>
{{Citation
| first = Dennis F. | last = Herrick
| title = Media Management in the Age of Giants: Business Dynamics of Journalism
| publisher = Blackwell Publishing
| year = 2003
| isbn = 0-8138-1699-8}}
</ref> และเป็นโครงสร้างพื้นฐานของวงจรที่ทันสมัยทั้งหมด [[วงจรรวม]]ที่ทันสมัยอาจประกอบด้วยหลายพันล้านทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กในพื้นที่เพียงไม่กี่ตารางเซนติเมตร<ref>
{{Citation
| first = Saswato R.| last = Das
| title = The tiny, mighty transistor
| newspaper = Los Angeles Times
| date = 2007-12-15
| url = http://www.latimes.com/news/opinion/la-oe-das15dec15,0,4782957.story?coll=la-opinion-rightrail}}
</ref>

ไฟฟ้ายังถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในการขนส่งสาธารณะ รวมทั้งรถเมล์และรถไฟไฟฟ้า<ref>
{{Citation
| title = Public Transportation
| newspaper = Alternative Energy News
| date = 2010-03-10
| url = http://www.alternative-energy-news.info/technology/transportation/public-transit/}}
</ref>

<!--
== ไฟฟ้าจากธรรมชาติ ==

=== พลังงานน้ำ ===
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้น้ำจากเขื่อนไปหมุนกังหัน

=== พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง ===
การเคลื่อนที่ของน้ำขึ้นน้ำลงผ่านช่องแคบสามารถนำไปใช้หมุนกังหันได้

=== พลังงานลม ===
การเคลื่อนที่ของลม ทำให้กังหันลมหมุนโดยที่กังหันลม เชื่อมต่อกับตัวแปลงไฟฟ้า
นะครับบบบบ
-->

== อ้างอิง ==
{{รายการอ้างอิง}}
158.108.71 p.6/3

[[หมวดหมู่:ไฟฟ้า| ]]
{{โครงฟิสิกส์}}