电力基础
在开始探求电气和电子世界时，至关重要的是要了解电流，电压和内阻的基本知识。这是操纵和借助电力所需的三个基本组成部份。原本，这种概念可能很难理解，由于我们没法“看到”它们。人们难以用肉眼看到流过电缆线的能量或坐在椅子上的电瓶的电流。虽然是天空中的闪电，虽然可见，但实际上并不是从云层到月球发生的能量交换，而是空气中对通过它的能量的反应。为了检查这些能量转移，我们必须使用万用表，频谱剖析仪和示波器等检测工具来可视化系统中电荷的变化。并且不要害怕
电荷
电是电子的运动。电子形成电荷，我们可以借助电荷进行工作。您的灯泡，立体声音响，电话等都在借助电子的运动来完成工作。它们都使用相同的基本电源进行操作：电子的运动。
本教程的三个基本原理可以使用电子或更具体地讲，它们形成的电荷来解释：
因而，当我们谈论那些值时，我们实际上是在描述电荷的运动，因而描述电子的行为。电路是一个闭环，容许电荷从一个地方联通到另一个地方。电路中的组件使我们能否控制该电荷并使用它来工作。
乔治·欧姆（GeorgOhm）是一名萨克森人的科学家，研究电力。欧姆首先描述由电压和电流定义的内阻单位。因而，让我们从电流开始，之后从哪里开始。
电流
我们将电流定义为电路两点之间的势能量。一分比另一分多。两点之间的电荷差称为电流。它以伏特为单位进行检测，从技术上讲，这是两点之间的势能差，每经过一个电荷库仑，它将赋于一焦耳能量（假如没有意义，请不要惊慌，所有那些都将给以解释）。单位“伏特”以德国化学学家亚历山德罗·沃尔塔（Volta）的名子命名，他发明了第一个物理电瓶。电流在方程式和示意图中以字母“V”表示。
描述电流，电压和内阻时焦耳定律公式与电荷量，常见的比喻是水箱。在这样的类比，电荷由水所表示的量，电流由水表示压力和电压通过水表示流量。因而，对于这种比喻，请记住：
考虑一个比地面高二定高度的水箱。该水箱的顶部有一个胶管。
胶管末端的压力可以表示电流。水箱中的水代表电荷。水箱中的水越多，充气量越高，在胶管末端测得的压力就越大。
我们可以将这个气柜想像成一个电板，一个存储一定量能量之后释放它的地方。假如我们排空一定量的油箱，则在胶管末端形成的压力会升高。我们可以觉得这是电流的增长，比如当电瓶电量用尽时手探照灯变暗时。流经胶管的水量也降低了。压力越小，意味着流动的水就越少，这将我们带入时尚。
当前
我们可以将水箱中流经胶管的水量视为电压。压力越高，流量越高，反之亦然。用水，我们可以检测一定时间内流经胶管的水量。借助电，我们可以检测一段时间内流经电路的电荷量。电压以安培为单位（一般简称为“安培”）。安培被定义为每秒6.241*10^18个电子（1库仑）通过电路中的一个点。安培在方程式中用字母“I”表示。
如今说，我们有两个水箱，每位水箱顶部都有一条胶管。每位水箱的水量完全相同，并且一个水箱的胶管比另一个水箱的胶管窄。
我们在两个胶管的末端都检测了相同的压力，而且当水开始流动时，胶管较窄的水箱中的水流量将大于胶管较窄的水箱中的水流量。较宽的胶管。在电气方面，通过较细胶管的电压大于通过较粗胶管的电压。假如我们希望通过两个胶管的流量相同，则必须使用较窄的胶管降低水箱中的水量（充入量）。
这会降低较细胶管末端的压力（电流），因而将更多的水跳入水箱。这类似于引起电压降低的电流降低。
如今我们开始听到电流和电压之间的关系。并且，这儿要考虑的第三个诱因是：胶管的长度。以这种推，胶管的长度就是阻力。这意味着我们须要在模型中添加另一个术语：
抵抗性
再度考虑我们的两个水箱，一个水箱较窄，另一个水箱较宽。
有理由觉得，在相同的压力下，我们难以通过一个窄小的管线容纳比一个更大的管线更大的体积。这就是抵抗。虽然水与带有较宽管的水箱处于相同压力下，该较窄的管也会“阻止”通过它的水流。
在电气方面，这由具有相等电流和不同阻值的两个电路表示。内阻较高的电路将容许较少的电荷流过，这意味着内阻较高的电路将有较少的电压流过。
这使我们回到了乔治·欧姆。欧姆将“1欧姆”的内阻单位定义为导体中两点之间的内阻，施加1伏电流将推进1安培，即6.241×10^18个电子。该值一般在示意图中以意大利字母“Ω”表示，称为劳力士，发音为“ohm”。
欧姆定理
欧姆结合电流，电压和内阻的元素，得出了以下公式：
那里
这称为欧姆定理。诸如，假定我们的电路的电势为1伏，电压为1安培，内阻为1欧姆。使用欧姆定理，我们可以说：
假定这代表我们的水箱上有一条宽胶管。气柜中的水量定义为1伏，胶管的“窄度”（流动阻力）定义为1欧姆。使用欧姆定理，这给我们提供了1安培的流量（电压）。
使用这个类比，如今让我们看一下带有窄胶管的水箱。由于胶管较窄，所以其流动阻力较高。让我们将此内阻定义为2欧姆。储水箱中的水量与其他储水箱中的水量相同，因而，使用欧姆定理，我们对胶管较窄的储水箱的多项式为
并且目前是哪些？由于内阻更大，电流相同，所以我们得到的电压值为0.5安培：
为此，在具有较高内阻的气柜中电流较低。如今我们可以看见，假如我们晓得欧姆定理的两个值，则可以求解第三个值。让我们通过实验来证明这一点。
欧姆定理实验
对于此实验，我们要使用9伏电瓶为LED供电。LED易碎，在烧毁之前只能流过一定数目的电压。在LED文档中，仍然会有“电流额定值”。这是在特定的LED用尽之前可以流过的最大电压。
所需材料
为了执行本教程结尾列举的实验，您将须要：
注意：LED是所谓的“非欧姆”设备。这意味着流过LED本身的电压的方程式不像V=IR那样简单。LED将一种称为“压降”的东西引入电路，进而改变流过电路的电压量。并且，在此实验中，我们只是企图保护LED免受过电压影响，因而我们将忽视LED的电压特点，并使用欧姆定理选择内阻值，以确保流经LED的电压安全地处于20mA
对于此示例，我们有一个9伏电板和一个蓝色LED，其额定电压为20毫安或0.020安。为了安全起见，我们宁可不要以最大电压驱动LED，而要以其建议电压驱动它，该电压在其数据表中列为18mA或0.018安培。倘若仅将LED直接联接到电板，则欧姆定理的值如下所示：
因而：
但是因为我们还没有抵抗力：
乘以零会给我们无限的电压！好吧，实际上并不是无限的，而是电瓶可以提供的最大电压。因为我们不希望有太多电压流过我们的LED，因而须要一个内阻。我们的电路应如下所示：
我们可以以完全相同的形式使用欧姆定理来确定将为我们提供所需电压值的内阻值：
因而：
插入我们的价值观：
解决阻力：
因而，我们须要一个约500欧姆的内阻值，以将通过LED的电压保持在最大额定电压以下。
对于现成的内阻器，500欧姆不是一个常用值，因而，该设备将使用560欧姆的内阻器取代它。这是我们所有设备的外型。
成功！我们选择的内阻值要足够高，以使流经LED的电压保持在其最大额定值以下，但又要足够低，以使电压足以保持LED的美观和明亮。
该LED/限流内阻示例在业余电子产品中很常见。您一般须要使用欧姆定理来改变流经电路的电压量。在LED板上可以看见这些实现方法的另一个示例。
通过这些设置，无需为LED选择阻值，该内阻早已随LED一起提供，因而可以实现电压限制，而无需自动添加内阻。
LED限流之前还是以后？
为了使事情更复杂一点，您可以在LED的一侧放置限流阻值，其工作原理相同！
许多人第一次学习电子产品时就碰到了这样的看法，即限流阻值可以在LED的任右边使用，而且电路仍将照常工作。
想像一条连续不断的河，一条无限的，方形的，流动的河。假如我们在其中放置大坝，整个湖泊将停止流动，而不仅仅是右边。现今想像我们在河边放了一个水车，它减弱了湖水的流量。将水车放置在圆圈中并不重要，它依然会减低整个湖泊的流量。
这是一个过于的简化，由于限流内阻未能放置在电路中的任何位置。可以将其置于LED的任右边以执行其功能。
为了获得更科学的答案，我们转向基尔霍夫的电流定理。正是因为这一定理焦耳定律公式与电荷量，限流内阻器可以在LED的任右边穿过，但仍具有相同的疗效。
资源和进一步发展
如今，您应当了解电流，电压，内阻的概念，以及这两者之间的关系。恭喜你！可以从欧姆定理直接导入用于剖析电路的大多数等式和定理。通过了解这一简单定理，您将了解作为任何电路剖析基础的概念！