电场的存在是有方向的，但不能简单地认为电场就是一条条线组成的。它的方向就是从正电荷出发一直延伸到负电荷而终止。
把带电粒子放到电场中任何处，它都受到当地的电场的作用力。这电场力的方向就是由电力线所指示的方向决定的，它就是电力线的切线方向。
正电荷受电场力的方向与当地电场的方向相同，负电荷受电场力的方向和电场的方向相反。
电场越强的地方，电荷受的电场力越大。
利用电场对带电粒子的作用力可以控制粒子的运动。
最常见的例子是电子射线管。它是一个喇叭形的玻璃管，管内抽成真空。管的底部是一个“电子枪”，它能像机关枪发射那样连续地发射电子。
管的中部有两对平行金属板。一对叫水平偏转板。它们分别带上正负电后，板的中间产生竖直方向的电场。
管的前部内表面涂有荧光粉，叫荧光屏。电子打到屏上某点时，该处就发光成亮点。这种电子射线管工作时，电子由电子枪射出，如果两对偏转板都没有加电压，它们中间就没有电场。电子从它们中间飞过时就不会受到电场力的作用而径直前进打到荧光屏中心形成一个亮点。
如果两对偏转板都加了电压，则它们中间就产生了电场。电子飞过水平偏转板时，会受到电场力的作用而发生水平偏转，这会使荧光屏上的光点左右移动位置。电子飞过竖直偏转板时，会受到电场力作用而发生竖直偏转，这就使荧光屏上的光点上下移动位置。
随着板上电压大小不同，两板间电场的强弱也不同，对电子的作用力也就随之发生变化，屏上光点上下左右移动的距离也就不同，电子撞击形成的光点就会描绘出各种曲线。
雷达装置中就用到这种电子射线管。它的荧光屏能显示被探测目标的方位、距离、运动方向及速度。
实验室内的示波器中也用到电子射线管，它的荧光屏上面的曲线能迅速形象化地显示出各种情况下偏转板上所加电压变化情况。
喷墨打印机也用到电子射线管的原理，只是它的枪不是电子枪而是墨汁枪。
电流现象
与静电相对的是流动的电，即电流。
找一根细铜丝和一根细铁丝，把它们的一端都含到嘴里，压在舌头下面，但不要让它们接触。
然后，把它们的另一端都插入一个苹果里，你的舌头会感到有点麻酥酥的。
这是电在作怪，不过不是静电的作用，而是电荷通过你的舌根流动的缘故。电荷的流动就形成电流。
这种用不同的金属产生电流的现象早在200多年前就有人发现了。
1780年，意大利生物学教授伽伐尼将一只解剖用的青蛙放在桌上，助手用手术刀碰了一下蛙腿，蛙腿就抽搐一下。
这一偶然的发现，促使他进一步实验，把解剖了的青蛙挂在铁栏杆上，用铜钩子刺进蛙身，蛙腿也会出现痉挛。
于是，伽伐尼认为青蛙体内就有电，青蛙腿抽搐是因为电流流过蛙腿肌肉的结果。
不过当时伽伐尼只是想到青蛙体内就能产生电流，没有认识到产生电的主要的原因：钩子和栏杆是由不同金属做的。
伽伐尼的实验经过传媒公开后，在当时引起了许多人的关注，许多人也加入了实验研究这种现象的行列。
他的同胞，自然哲学教授伏打则非常仔细地重做了伽伐尼的实验，发现自己同胞的青蛙体内产生电流的说法是不正确的。
伏打把两种不同的金属线的一端连在一起，又捉来一只活青蛙，用连好的金属线做实验，青蛙腿也会抽搐。他换用不同金属线做类似的实验，其结果都完全一样。
于是，伏打又使用了带电的莱顿瓶做实验，结果青蛙也抽搐。
根据实验的结果，伏打作了正确的判断，做成了历史上第一个电池，这就是我们现在所说的伏打电池。
这个装置是用铜片和锌片插入食盐水中做成的，铜片叫正极，锌片叫负极。铜片和锌片之间能产生11伏特（简称伏）的电压，把铜片和锌片用导线连接起来，就会有电流从铜片不断地流向锌片。
为了产生更大的电流，伏打还把许多锌片和铜片交替地叠在一起，片与片之间夹着浸了食盐水的纸，这种装置叫伏打电堆，能成几十倍地提高单个伏打电池的电压。
伏打电池发明后，人类从此就能得到持续不断的电流，并对它加以研究。
像伏打电池这种能产生持续电流的装置叫电源。所有电源都有两个极：正极和负极。
用导线把各种电装置，如灯泡，连到电源两极上，就会有电流从正极流出经过用电装置流回电源负极。
伏打电池虽然能产生持续电流，但是，性能很不稳定。两极接通后，虽有电流产生，可是，过不久两个电极表面就会被化学反应产生的气泡所包围，电压就要下降，电流就迅速减小了。
人类经过不断的实验、研究、更新，产生了各种各样的电池。
但无论怎样更新，都是利用伏打电池的原理：两种不同材料做的电极插在一种导电溶液中。
直流电与交流电
伏打发明了电池，在导体中产生了电流。但是，他却没弄明白导体中的电是怎样流动的。
这一时代的物理学家们只是笼统地想象，电荷沿导线流动，并规定了电流的方向就是正电荷运动的方向，它是由电源正极出来回到电源负极的。
但是，电流到底是怎样形成的呢？过了百余年，科学家们才真正弄明白。
在金属的各个原子中，离原子核最远的电子受核的引力很小，因而容易脱离原子核的束缚而“公有化”，这些公有化的电子就成了导体的自由电子。最远的电子，“公有化”后，剩下的电子和原子核总体就变成了带正电的正离子了。
这些正离子在导线中的相对位置是固定不变的，而自由电子在它们中间不停地自由运动。在正常情况下，金属中的自由电子运动的速度是非常快的，可以达到1000000米／秒。
但是，只有运动并不形成电流。
这是因为金属中的自由电子非常多，多到每立方厘米可以有1022个电子。这些电子的运动方向杂乱无章，有东有西，有南有北，有上有下，并没有特定方向。
这样，尽管电子在不停地运动，但从整体上看，显示不出电荷流动的迹象，金属中就没有电流。
如果把导线两端和电池两极连接起来，导体内就产生了电场。这电场就要驱使电子运动。由于电子带的是负电，所以电子受电场力的方向和电场的方向相反。
导体中所有的自由电子都要受到这种与电场方向相反的作用力，于是都会沿着与电场方向相反的方向运动了。
大量自由电子的这种按一定方向的运动就表现为能被人类测量出的电流。
所以，金属导体中的电流是其中的大量自由电子受电场力的作用逆着电场方向运动的表现。
导电溶液硫酸溶液或食盐水（或电离的气体）中，有大量的带正电的正离子和带负电的负离子。
在正常情况下，这些正、负离子也都在无规则地完全紊乱的运动着，所以也不产生电流。如果在溶液中插入两根碳棒，并把它们分别连在电池的两极上，则在溶液中也产生了电场。
在这电场的作用下，正离子也将沿着电场的方向运动，而负离子则逆着电场方向运动。这种正负离子的定向移动在整体上就表现为液体或气体中产生的电流。
电流形成时，并不是导体中的自由电子或正负离子都是整齐地沿着或逆着电场方向运动了。自由电子或离子基本上还是在无规则运动。电场的作用不过是使它们稍稍偏向一个方向罢了。
电流形成时，带电粒子的定向运动速率叫漂移速率。
为什么叫漂移速率呢？
同学们一定留心过天上的云的飘动：整个云体的飘动速率不过每秒几米，而云块中的水分子或空气分子并不是同步，并不是都沿着一个方向按这个速率运动的。它们都作着无规则运动，而这种无规则速率可以达到每秒几百米，但这种无规则运动对云块的飘动不起作用。
导体中的电子或离子的无规则运动对云块的飘动不起作用，导体中的电子或离子的无规则运动对电流的形成也没有影响。类似片云的飘动，电子或离子的定向移动速率就叫漂移速率。
也许有的同学会提出疑问：电灯导线中形成电流时，自由电子的漂移速率这么小，电流的速度也一定很慢了。可为什么电灯开关一打开，满屋都是亮光，见不到光在移动呢？
电灯亮说明有电流通过灯丝，灯丝内的自由电子在作定向运动了。
但是，运动的电子并不是由开关流过来的，而是灯丝处的电场驱使当地自由电子定向运动的结果，只要电场一到，电子就会立刻作定向运动。
电场传播的速度是非常快的，和光速一样300000000米／秒。一合上开关电场从开关传到灯丝只需要0．000000003秒的时间。
这就是说，只要经过这点时间，灯丝中的电子就要开始作定向运动，就有电流通过灯丝，而电灯也就亮起来了。这一点时间，人自然感觉不出来。
电流始终向一个方向运动的叫直流电；电流的方向是来回不断地改变的叫交流电。
电量
既然电流有大小，那么它的度量又是如何的呢？
电流是电荷的定向运动，电流的大小自然就应该用每秒钟沿一定方向通过导线截面积的电量来表示。
电量是按“库仑”（简称库）来计量的。1库仑是6×1018个电子所带电量的总和。
电流的单位叫“安培”，简称“安”。
1安培是指1秒钟通过导线截面积的电量为1库仑的电流，也就是1秒钟有6×1018个电子通过导线的截面积。
手电筒灯泡亮时，通过它的电流约0．3安。半导体收音机、录音机、计算器、计算机内导线中的电流通常只有千分之几安。家用60瓦电灯亮时通过的电流约为0．3安。
一次闪电通过那条闪电通路的电流可以达到几万甚至几十万安。闪电电流虽然很大，但由于时间极短（不过十万分之几秒），所以通过的电量并不大，仅几库仑。
电阻
什么是电阻？为什么导体有电阻？电阻的大小是如何测算的呢？
大家都知道导体中的电流是其中的自由电子或正负离子定向运动的表现。但是，自由电子的定向运动是在无规则运动的基础上进行的。
从漂移速率很小这一点可以看出，电流形成时，各自由电子的运动基本上还是无规则的，只不过稍稍有点定向秩序而已。
电子在无规则运动中是要不断地和正离子发生碰撞的，一个电子每秒钟受到的这种碰撞可达10万亿次。
由于频繁的碰撞，自由电子的定向运动并不是顺畅的，而是要受到阻碍。这也是漂移速率很小的原因。
自由电子（或带电离子）的定向运动受到的阻碍整体上就表现为导体的电阻。
导体的横截面积越大，所形成的自由电子或离子的定向运动通道就越宽大，电阻就会显得小些。
另外，导线越长，由于自由电子在每一段上都受到阻碍作用，所以电阻就要显得大一些。
电阻不光取决于导体的几何尺寸，不同的导体，有不同的电阻。
1827年，德国一位名叫欧姆的中学教师，通过反复的实验，得出这样一个结论：
通过一段导体的电流和导体的电阻成反比，和它两端的电压成正比。
不过，遗憾的是，欧姆的这一研究成果并未能够引起他同胞们的足够重视，甚至弄得他差一点丢掉教师的饭碗。
但是，欧姆的成果却得到了英国人的首肯，并于1841年吸收他为英国皇家学会会员。
为了纪念他的功绩，人们把他得到有关导体中电流的定律命名为欧姆定律。电阻的单位也用他的名字命名，叫“欧姆”，简称“欧”。
一段导线，如果两端加上1伏的电压时，通过的电流是1安，这段导线的电阻就是1欧。长1米截面积为1平方毫米的铜丝的电阻约为百分之一欧；家用60瓦电灯灯丝的电阻约600欧；人体的电阻随皮肤干湿而有不同，干时可达500000欧，湿时可能只有500欧。
电热
保险丝是家庭中必备之物，是用来防止家用电器损害及电击事故的。
保险丝之所以能够保险，是利用电流能够产生热的性质。保险丝是一种熔点很低的金属丝，通常安装在供电电路进入户内的地方。
家庭用电过量，家用电器发生意外短路的时候，因为电流过大，电流通过保险丝时产生的热足以使保险丝熔化。这样就切断了入户的电路，避免了可能发生的电器损害和火灾。
保险丝有粗有细。应该根据允许通过电流的大小来选用合适的保险丝，不能任意选用过粗保险些，更不能用其他金属丝代替保险丝。
电流为什么能产生热呢？
自由电子在定向不规则运动中，不断地发生碰撞。每经过一次碰撞，自由电子的定向运动就终止了。它在电场作用下就又开始一段定向运动。
每经过一次碰撞，自由电子就把定向运动传给金属的离子，使这些离子的无规则运动更加激烈，而导体的温度也就随之升高了。
这就是电流产生热的过程。
大约150年前，英国科学家焦耳通过实验首先总结出了电流产生热的规律：电流通过导体产生的热量和导体的电流的平方成正比，而且和导体的电阻以及通电的时间成正比。这一规律现在就叫做焦耳定律。
生物电
鱼能放电打死人。猛一听，肯定会吓你一跳，怎么可能？只有人类用电去电鱼，怎会鱼电人呢？
很久以前人们发现，在南美洲某些河里，常发生有些人洗澡时忽然昏迷过去甚至死亡的事件。
后来才知道这是一种鱼在作怪，这种鱼叫电鳗。它靠发出电流脉冲来打死其他小鱼或生物然后吞而食之来生存。
经实验测定，这种鱼在头和尾之间可以产生800伏以上的脉冲电压，导致周围的水中产生大到1安的脉冲电流（0．05安的电流就足以致人于死命）。
生物体内产生的电压或电流，就叫生物电。
