“電”這個詞在西方來源於希臘語琥珀，在中國來源於雷電現象。
從18世紀中葉開始，電學的研究逐漸繁榮起來。
它的每壹個重大發現都引起了廣泛的實踐研究，從而推動了科學技術的迅速發展。
如今，無論人類生活、科技活動、物質生產活動都離不開電。
隨著科學技術的發展，壹些具有專門知識的研究內容逐漸獨立出來，形成專門學科，如電子學、電工學等。
電學又稱電磁學，是物理學中具有重要意義的基礎學科。
電的發展簡史
電的記錄可以追溯到公元前6世紀。
早在公元前585年，希臘哲學家泰勒斯就有記載，琥珀與木塊摩擦可以吸引光線和碎草等小物件，後來發現摩擦過的煤玉也有吸引光線和小物件的能力。
在接下來的2000年裏，這些現象被視為和磁鐵吸鐵壹樣，屬於物質的本質，並沒有其他重大發現。
在中國，西漢末年就有“龜甲(意為小物)”的記載；在金代，關於摩擦起電引起放電的現象有了進壹步的記載。“人們梳頭脫衣時，有用梳子解開繩結的，也有發出嘶嘶聲的。”
1600年，英國物理學家吉爾伯特發現，不僅琥珀、煤玉石摩擦後能吸引輕小物體，相當多的物質摩擦後也具有吸引輕小物體的性質。他註意到這些物質在摩擦後不具有磁鐵指向南北的特性。
為了表示與磁性的區別，他用琥珀的希臘字母拼音將這種性質稱為“電”。
吉爾伯特在實驗中制作了第壹個驗電器，它是壹根中心固定的細金屬棒，當它靠近摩擦過的琥珀時可以旋轉。
大約1660年，馬德雷堡的格裏克發明了第壹臺摩擦電機。
他用硫磺制作了壹個形狀像地球儀的可旋轉球體，用幹燥的手掌摩擦它就可以獲得電力。
經過不斷改進，Gelik的摩擦起動器在靜電實驗研究中發揮了重要作用，直到19世紀Holtz和Tippler分別發明了感應起動器才被取代。
18世紀的電學研究發展迅速。
1729年，英國的格雷在研究琥珀的電效應能否傳導到其他物體時，發現了導體和絕緣體的區別:金屬可以導電，絲不能，他第壹次給人體充電。
格雷的實驗引起了法國迪費的註意。
1733年，迪費發現絕緣的金屬也可以通過摩擦帶電，於是他得出結論:所有物體都可以通過摩擦帶電。
他把玻璃上產生的電叫做“玻璃狀”，琥珀上產生的電和樹脂產生的電是壹樣的，所以叫“樹脂狀”。
他得到:電荷相同的物體相互排斥；電荷不同的物體相互吸引。
1745年，荷蘭萊頓的穆申布魯克發明了可以省電的萊頓瓶。
萊頓瓶的發明為電學的進壹步研究提供了條件，對電學知識的傳播起到了重要作用。
大約在同壹時期，美國的富蘭克林做了很多有意義的工作，豐富了人們對電的認識。
1747年，他根據實驗提出，電是正常情況下以壹定量存在於壹切物質中的元素；電和流體壹樣，可以通過摩擦從壹個物體轉移到另壹個物體，但不能被創造出來；任何孤立物體的總電量是不變的，這就是俗稱的電荷守恒定律。
他把壹個物體摩擦時獲得的電的多余部分稱為正電，把物體失去電而不足的部分稱為負電。
嚴格來說，這個關於電的壹維流體理論在今天並不正確，但他所使用的正電和負電的術語在今天仍然被采用。他還觀察到導體的尖端更容易放電。
早在1749，他就註意到閃電和放電有很多相似之處。1752年，他在雷雨天氣將風箏放入雲中進行雷擊實驗，證明閃電是壹種放電現象。
這個實驗最幸運的是富蘭克林沒有被電死，因為這是壹個危險的實驗，後來有人在重復這個實驗的時候被電死了。
富蘭克林還建議使用避雷針來保護建築物免受雷擊。1745最早是杜威實現的，這大概是電的第壹次實際應用。
電荷相互作用的定量研究開始於18世紀後期。
1776年，普裏斯特利發現帶電金屬容器的內表面沒有電荷，推測電和引力之間也有類似的規律。
1769年，通過小球受電和引力平衡的實驗，羅賓遜第壹次直接確定了兩個電荷之間的相互作用力與距離的平方成反比。
在1773中，卡文迪什計算出電與距離的二次形式成反比。他的實驗是近代精確驗證電的定律的雛形。
1785年，庫侖設計了壹個精巧的扭秤實驗，直接確定了兩個靜態點電荷的相互作用力與它們之間的距離的平方成反比，與它們的電積成正比。
庫侖的實驗得到了世界的認可，從此電學的研究進入了科學行列。
1811年，泊松將拉普拉斯在早期力學萬有引力定律基礎上發展的勢理論應用於靜電，發展了靜電的解析理論。
18世紀晚期電學的另壹個重要發展是意大利物理學家伏打發明了電池。在此之前，電學實驗只能用摩擦電機的萊頓瓶進行，而且只能提供短時電流。
1780年，意大利解剖學家加瓦尼偶然觀察到青蛙的腿在接觸金屬時會抽搐。
他進壹步的實驗發現，如果用兩種金屬分別接觸青蛙腿的肌腱和肌肉，當兩種金屬碰撞時，青蛙腿會抽搐。
在1792中，伏打對此進行了仔細研究，認為青蛙腿部的抽動是對電流的敏感反應。
當兩種不同的金屬插入某種溶液並形成回路時，就會產生電流，肌肉提供了這種溶液。
基於這個想法，在1799年，他做出了第壹個可以產生持續電流的化學電池。它的裝置是壹系列由浸泡在鹽水中的銀片、鋅片和紙板組成的柱子，被稱為伏打堆。
從那以後，各種化學電源蓬勃發展。
在1822中，Zeebek進壹步發現，通過將壹根銅線和另壹種金屬(鉍)的導線連接成回路，並保持兩個接頭的不同溫度，可以獲得微弱而連續的電流，這就是熱電效應。
化學電源發明後，人們很快發現可以用它做很多不尋常的事情。
1800年，卡萊爾和尼科爾森用低壓電流分解水；同年，裏特成功地從電解水中收集到兩種氣體，從硫酸銅溶液中電解出金屬銅；1807年，大衛用巨大的電池組先後電解出鉀、鈉、鈣、鎂等金屬；1811年，他用2000節電池組成的電池組做了壹個碳電極電弧；65438年至50年代，成為燈塔、劇院等場所的強光源，直到70年代才逐漸被愛迪生發明的白熾燈取代。
此外，伏打電池還促進了電鍍的發展，這是西門子等人在1839年發明的。
雖然富蘭克林早在1750年就觀察到萊頓瓶放電可以磁化鋼針，甚至早於1640年，觀察到閃電使指南針的磁針旋轉，但到了19世紀初，科學界仍然普遍認為電和磁是兩種獨立的功能。
與這種傳統觀念相反，丹麥自然哲學家奧斯特接受了德國哲學家康德和謝林關於自然力統壹性的哲學思想，堅信電和磁之間存在某種聯系。
經過多年的研究，他終於在1820中發現了電流的磁效應:電流通過導線時，使導線附近的磁針發生偏轉。
電流磁效應的發現開辟了電學研究的新時代。
奧斯特的發現首先引起了法國物理學家的註意，同年取得了壹些重要成果，如安培關於載流螺線管與磁體等效的實驗；阿拉戈論鋼鐵在電流作用下的磁化:畢奧和薩伐爾關於長直載流導線對磁極作用力的實驗；此外，安培還對電流相互作用做了壹系列巧妙的實驗。
從這些實驗中得到的電流元素之間的相互作用規律，是理解電流產生的磁場以及磁場對電流的作用的基礎。
電流磁效應的發現開辟了電學應用的新領域。
斯特金在1825年發明了電磁鐵，為電的廣泛應用創造了條件。
1833年，高斯和韋伯制成了第壹臺簡單的單線電報；1837年，惠斯通和摩爾斯獨立發明了電報，摩爾斯還發明了壹套電碼。有了他的電報機，信息可以通過在移動的紙上畫點和劃來傳遞。
1855年，湯慕孫(開爾文)解決了水下電纜信號傳輸速度慢的問題，1866年，湯慕孫設計的大西洋電纜成功鋪設。
1854年，法國電報員布爾斯提出了用電傳輸聲音的設想，但沒有實現；後來水稻在1861實驗成功，但並沒有引起重視。
1861年，貝爾發明了電話，至今仍作為受話器使用，其送話器由愛迪生的碳素送話器和休斯的麥克風改進而成。
電流磁效應發現後不久，又設計制作了幾種不同類型的檢流計，為歐姆發現電路定律提供了條件。
1826年，受傅立葉的固體熱傳導理論啟發，歐姆認為電和熱的傳導非常相似，電源的作用就像熱傳導中的溫差。
為了確定電路的規律，他開始用伏打堆做電源進行實驗，但由於當時伏打堆的性能不穩定，實驗沒有成功。後來他在兩個接觸點上做了恒溫高穩的熱電動勢實驗，得出電路中的電流強度與他所說的電源“測試功率”成正比，比例系數就是電路的電阻。
因為當時能量守恒定律還沒有建立，所以試電的概念是模糊的。直到基爾霍夫在1848中從能量的角度對其進行了考察，才明確了電勢差、電動勢、電場強度的概念，使歐姆理論與靜電學的概念協調起來。
在此基礎上，基爾霍夫解決了支路問題。
法拉第，英國傑出的物理學家，從事電磁現象的實驗研究，為電磁學的發展做出了非常重要的貢獻，其中最重要的是1831年電磁感應的發現。
然後他做了很多實驗來確定電磁感應定律。他發現，當閉合線圈中的磁通量發生變化時，線圈中就會產生感應電動勢，感應電動勢的大小取決於磁通量隨時間的變化率。
後來冷慈在1834中描述了感應電流的方向，諾依曼總結了他們的結果，給出了感應電動勢的數學公式。
法拉第在電磁感應的基礎上制造了第壹臺發電機。
此外，他還對電現象和其他現象之間的聯系進行了廣泛的研究。在1833中，他成功證明了摩擦起電與伏打電池產生的相同。1834年發現了電解定律，1845年發現了磁光效應，解釋了物質的順磁性和抗磁性。他還詳細研究了極化現象和靜電感應現象，首次通過實驗證明了電荷守恒定律。
電磁感應的發現為能源的開發和廣泛利用開辟了全新的前景。
1866年，西門子發明了實用的自勵電機；19年底，實現電能遠距離傳輸；電機廣泛應用於生產和運輸，從而極大地改變了工業生產的面貌。
對電磁現象的廣泛研究，使法拉第逐漸形成了他獨特的“場”的概念。
他認為，磁力線是物質，它滲透了所有的空間，分別連接了不同的電荷和不同的磁板；電力和磁力不是通過真空中距離的作用來傳遞的，而是通過電力線和磁力線來傳遞的。它們是理解電磁現象不可或缺的部分，甚至比產生或“收集”磁力線的“源”更有研究價值。
法拉第卓有成效的實驗研究成果和他新穎的場概念為電磁現象的統壹理論準備了條件。
諾依曼、韋伯等物理學家對電磁現象的認識做出了許多重要貢獻，但他們都是從距離作用的觀點來總結庫侖以來的所有電學知識，並沒有成功建立統壹的理論。
這項工作由傑出的英國物理學家麥克斯韋於65438+60年代完成。
麥克斯韋認為變化的磁場激發了周圍空間的渦旋電場；變化的電場引起介質電位移的變化，電位移的變化像電流壹樣在周圍空間激發出渦流磁場。
麥克斯韋用數學公式清楚地表達了它們，從而得到了電磁場的普適方程——麥克斯韋方程組。
法拉第的力線思想和電磁作用傳遞的思想在其中得到了充分的體現。
麥克斯韋根據他的方程得出結論，電磁作用以波的形式傳播，電磁波在真空中的傳播速度等於電的電磁單位與靜電單位之比，與光在真空中的傳播速度相同，從而麥克斯韋預言光也是電磁波。
1888年，赫茲根據電容器放電的振蕩特性，設計制造了電磁波源和電磁波探測器。通過實驗檢測電磁波，並測量其波速。據觀察，電磁波像光波壹樣具有偏振特性，可以被反射、折射和聚焦。
從此，麥克斯韋的理論逐漸被人們所接受。
麥克斯韋電磁理論被赫茲電磁波實驗證明，開辟了壹個全新的領域——電磁波的應用和研究。
1895年，俄羅斯的波波夫和意大利的馬可尼分別實現了無線電信號的傳輸。
後來馬可尼將赫茲的振動器改進成垂直天線；德國的博朗進壹步將發射機分為兩個振蕩電路，為擴大信號傳輸範圍創造了條件。
馬可尼於1901首次建立了跨大西洋的無線電通信。
電子管的發明及其在傳輸線中的應用，使電磁波的發射和接收變得容易，促進了無線電技術的發展，極大地改變了人類的生活。
洛倫茨在1896年提出的電子理論，將麥克斯韋方程組應用到微觀領域，將物質的電磁性質歸結於原子中電子的作用。
這不僅可以解釋物質的極化、磁化和導電現象，還可以解釋物質對光的吸收、散射和色散。此外，還成功地解釋了磁場中光譜分裂的正常塞曼效應。此外，洛倫茨還根據電子理論推導出了關於運動介質中光速的公式，將麥克斯韋的理論向前推進了壹步。
在法拉第、麥克斯韋和洛倫茲的理論體系中，假設存在壹種特殊的介質“以太”，它是電磁波的載體。只有在以太參照系中，真空中的光速與方向嚴格無關，麥克斯韋方程組和洛侖茲力公式也只有在以太參照系中嚴格成立。
這意味著電磁定律不符合相對性原理。
對這個問題的進壹步研究導致愛因斯坦在1905年建立了狹義相對論，改變了原來的觀點，承認狹義相對論是物理學的壹個基本原理。它否定了以太參照系的存在，修改了慣性參照系之間的時空變換關系，使麥克斯韋方程組和洛侖茲力公式在所有慣性參照系中成立成為可能。
狹義相對論的建立不僅發展了電磁理論，而且對未來理論物理的發展產生了重大影響。