1.2.1 电荷与电流

根据原子理论，物质是由原子组成的，原子又是由原子核和围绕原子核高速运动的电子组成的。原子核由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成，所以整体上原子核带正电荷。电子带负电荷。电子的负电荷与质子的正电荷平衡，而且每个原子的质子数与电子数相等，因此原子呈中性。

带电粒子所带的电荷数称为电荷量。电荷量的国际单位是库仑（C）。1C的电量等于6.24×1018个电子所带的电荷量。单个电子所带的电荷量是-1.602×10-19C，单个质子所带的电荷量是1.602×10-19C。

不随时间变化的电荷量常用大写字母Q表示。瞬间电荷量（可以随时间变化，也可以不随时间变化）则用q（t）表示，也常常简写为q。这是工程上的一种习惯用法：大写字母表示常量；小写字母则用于更一般的表示，可以是常量，也可以是变量。原子最外层的电子在适当条件下可能克服原子核的吸引力，而从原子中挣脱出来，成为带负电的自由电子，失去电子的原子则会形成带正电荷的粒子。因此电荷既不能创造，也不能消失，这种特性叫作电荷守恒性。但是在一定的条件下，电荷能从一个地方转移到另一个地方，这种电荷的移动就形成了电流。

图1-3表示了金属导体中产生电流的情况，外加电压的作用使金属导体中的电子发生迁移。其中的箭头表示正电荷的运动方向，所以电子的运动方向实际上是与箭头方向相反的。

图1-3 金属导体中的电流

由于电荷在工程上难以测量，因此常常将电流作为分析和测量的对象。