1 原理
1.1 电势·电压·电阻·电流
不妨将电势、电压、电阻、电流的一套系统想象为水流，电势好比水势，电压好比水压，电阻好比水阻，电流好比水流。水处在的位置（相对地面）越高，其向下流动的水势越强。如果接通了一根管道，那么从高处向低处产生的水压越大。如果管道细而长，那么相比粗而短的管道，水阻更大。水压相同，流经阻力小的管道，水流大；流经阻力大的管道，水流小。
把以上的“水”，全部替换为“电”，则关于电的基础原理就明晰了。
1.2 电势&电压的误解
需要注意的是对电压的理解。
对于初学者，很多教材会忽视电势概念的引入，这样会导致他们以为电压是凭空存在的。并不！
好比水压，电压是从电势高处流到电势低处的一个差值（假如真的流的话），而不是单独存在，它是一个高低相对的概念。想象珠穆朗玛峰，山顶处电势最高，山脚处电势最低，如何使电压达到最大？就是把山顶与山脚连接起来。如果只连接山顶与半山腰，虽然两处的电势都较高，但是他们的差值并非最大，形成的相对的电压自然只有最大情况（连接山顶与山脚）的一半。
1.3 电势的延伸——触电
电流好比水流，水流是一滴滴水珠组成的，电流是一颗颗最微小的电荷组成的，尽管后者微小到无法用宏观的方法观察。所谓电流，就可以具象地理解成一颗颗电荷组成的集体，从电势高处蜂拥而下，克服一点点的阻力，到达电势最低的地方。
那么电势最低的地方在哪里？
就在我们脚下。地球是一个可怕的电容器（恕我对电容、电感等还没有研究），胸怀广阔的她可以容纳一切电荷，包括任何用电器的接地线最终也是导向地球的。
所以，所谓的电流回路（circuit）是一个狭隘的观念，只要我站在大地上，手紧紧地抓住1.5V电池的一端，电荷就会向我的身体喷涌而出，然后从脚下一直流向亲爱的地球母亲。同样的事情也发生在触摸高压电线、其他带电导体等时，当然危险程度不同。需要注意的是，除非你在手接触高压电线时，双脚也同时站在那上面，所以脚下的大地会随时成为电荷的归宿，而使你的身体经受电流以及电流热的考验——前者会干扰神经系统赖以传输信号的生物电，后者是因为电流的热效应。
或者可以说，由于我们脚踏实地，所以人是一个行走的零电势点，不要妄图接触任何高电势的物体——也就是聚集了大量电荷无处发泄的东西。比如一般的用电器，只要它们具有交流电输入。
1.4 串联与并联
串联就是在同一回路中的前后连接。想象相对水势不变，但水阻变多了，那么水压就会在每个水阻间分配。同样地，在一条电势降低的通路上，多个电阻也会分配电势差。
并联就是额外引出一个支路，电压不变，而增大了电流，提高了负载，对于恒压电源来说，会增大输出功率。虽然这貌似与能量守恒有些冲突，但考虑到固定的是瀑布的落差，而不是水流量，所以通过增加支流而增大水流量，确实会使输出势能变大。
当然，对于瀑布，或者说发电机而言，由于其能量供应端，比如锅炉，它的输出是有限的，所以发电机的容量输出自然有最大值。只不过外界负载是否达到最大了。

2 应用：发电机、供电与电动机
2.1 发电机
发电机依靠动生电动势，即运动着的导体切割磁感线产生电势，简而言之，磁生电。
2.1.1 磁场
磁场在微观层面表现为分布不均的电子自旋。由于不均匀的分布，磁核聚集而产生能量，就好比一边水多，一边水少，他们总要流动直至均匀一样。但是不均匀的磁核分布往往受到物理局限，比如磁块，而不能均匀分布（如果把它化成铁水就行了）。因此它会对外界能够产生感应的电荷施加一个磁力。同样地，从能量的角度，可以说它们形成了磁场，对一定范围内整齐运动的电子会产生宏观的影响（如果这些电子不是整齐运动的，它们就会互相抵消，而不会加和到宏观的程度）。
2.1.2 电势的发生
在某种程度上，磁场也好比一个瀑布，导体在瀑布中运动必然会付出某种代价，就是导体中原来散乱分布的电荷会受到磁场的作用，而分布发生极化，聚集到导体的一端。就好比你拿着气球，硬生生地往门缝里面挤，然后你会发现气球被挤得一头大，一头小，往往大的那头在外面。
电荷的极化分布就形成了我们所谓的电势，电荷密度高的地方会倾向于向电荷密度低的地方流，就好好像大禹疏通洪水一般。如果再通过导线将其引出，那么这种电荷的运动就变得可持续了。当然，并不是说导体中的电荷是无限的，一般是两端都有连接而形成回路，电势落回山脚的电荷被送回导体重新充能，爬上山峰，然后继续向下落的过程。
2.1.3 实际应用
任何能源都可以作为导体运动的能源，包括锅炉烧的蒸汽、内燃机烧油压缩空气推动活塞、风能推动巨型叶片、潮汐推动涡轮，经过一系列变速和传动装置，不难想象与飞速旋转、切割磁场的导体最终联系起来。
发电机最终采用三相绕组，也就是各呈120°方向的线圈，提高效率；但是绕组再多，就主要是增加麻烦了。对于用电端而言，电动机往往也是三相绕组。但家庭的情况与之不同。
2.2 供电
发电机三相绕组采用星型或三角形接线，最终实现每相与中心点间的电压为220V，每相之间的电压为380V。（380是220的根号三倍，注意三相之间形成的角度）而220V则是一个常用的规定，因为通过调整线圈的圈数、运行速度等很容易调节输出电压。
所谓三相四线制，就是发电机输出的三相，加上三相尾端合并连接为一条中线回输。
对于家用用电就引出一相和中间线，达到220V。在室内，相线被称为火线（Live），中线被称为零线（Neutral），有时还有一根接地的地线（PE，protective earthing）。
火线是从输电端直接引出的，具有高电势，否则电器就无法工作了。而经过一系列负载后，电流再从零线流回。零线的电势应当为0，否则那点电势不给电器用不是浪费了吗？地线则连接电器外壳与大地，使得一旦发生漏电，电荷将被迅速导往大地，而不是当我们无意间触摸时经过人体再流向脚下的大地。
2.3 电动机
电动机是将发电机的原理反向运用，对于恒定的磁场，通电的线圈在其中受到作用力，从而发生旋转运动，也就是产生了机械能。机械运动的产生，需要电能的供应才得以实现。
电动机又分化同步电机与异步电机，这是根据它们对磁场的感应是否同步而区分，前者更稳定高效但成本高。

其他：
1. 电流是否要形成回路？
（1）持续电流需要形成回路，否则电荷都跑光了（电流指每秒通过截面的电荷数量）；形成回路后，电荷就不是单向性的供给了，输出源会进行电荷的循环。好比心脏通过动脉输血，然后静脉血返回心脏；如果只有动脉输出而没有静脉回心，不多时血就流干了。
（2）瞬间电流不需要形成回路。比如2个可以带电的小球，1个带有高密度电荷，1个暂时空空如也；如果将它们碰在一起，不难想象，它们的电荷会匀一匀——这个电荷瞬间匀一匀的过程，就发生了电荷的定向移动，也就是电流。不过它是瞬间的。静电现象——积蓄的电荷的瞬间释放（无源之水本身也不能长流），也都属于瞬间电流。还比如雷电，云层间的摩擦积聚电荷，对湿润空气造成瞬间放电。
（3）下一步问题：电荷如何积聚？积聚的前提条件？导体与绝缘体的本质区别？（思维引导）
2. 电势的概念
（1）电势是一种潜能（potential），比如感生电动势，并不意味着已经发生了电流。
（2）大地是唯一（？）的零电势物体。当然，相对于月球人，月球是零电势物体。
（3）大地之所以被认为零电势，是因为它是一个巨大的电容。好比大海，就算下几场暴风雨，水位也没有明显的上升，这就是胸怀宽广的大电容；而自家下水道，要是被堵住了，不出几天水位就要溢出，这就是小电容。
对于一个小电容，稍微积蓄一点电荷，电势就会马上飙升；这意味着它浑身不舒服，就想把身上的电荷甩出去；这样它一旦遇到大地，这个绝对的大电容，就好比之前的那两个小球，想把电荷匀一匀。然而下水道和大海匀电荷的后果就是，下水道都给匀干了，大海还没什么变化，我们看起来就是下水道的单向电荷输出，或者说是一个向大海的瞬间水流。
这里请注意一些细节：我们说的匀电荷很容易想象，但对于2个相同的小球而言，匀电荷从数量和密度上同时达到；而对于不同的小球，仅仅把电荷的总量一分为二是不行的，而应当根据表面积的因素达到表面电荷密度相同，当然也达到了表面电势的相等。
也就是说，对于有电势也就是积蓄了电荷的物体，一旦它们与大地相连，它们就面临着与大地分电荷的问题，由于大地的容量几乎无限，这就好比与虎谋皮而有去无回。不过，如果我们把眼光放得长远一点，在宇宙中地球就不是零电势了。就在我们的邻居中，木星以其可怕的身材是可能的更凶猛的电容器（如果可行的话），那样的话，至少在太阳系中，零电势就是木星大气而不是地球大地。