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1820年，汉斯·奥斯特在课堂做实验时意外发现，电流能够偏转指南针的方向，演示出电流周围会生成磁场，即电流的磁效应。随后，安德烈·玛丽·安培对于这现象做定量描述，给出安培力定律与安培定律。

他们两个人的研究成果成功地将电与磁现象连结在一起，共称为“电磁现象”。应用这理论，可以制作出来磁性劲于天然磁石的电磁铁。1827年，格奥尔格·欧姆发展出一套精致的数学理论来分析电路。

电子（electron）是带负电的亚原子粒子。它可以是自由的（不属于任何原子），也可以被原子核束缚。原子中的电子在各种各样的半径和描述能量级别的球形壳里存在。球形壳越大，包含在电子里的能量越高。在电导体中，电流由电子在原子间的***运动产生，并通常从电极的阴极到阳极。在半导体材料中，电流也是由运动的电子产生的。