電流
電流はマクスウェル=アンペールの法則に従って磁場を生起する ので、真空中に 1 m {\displaystyle 1\mathrm {~m} } の間隔で平行に配置された同じ大きさの二本の直線電流は互いにアンペール力を及ぼし合い、2019年までの国際単位系ではそれが 1 m {\displaystyle 1\mathrm {~m} } あたり 2 × 10 − 7 N {\displaystyle 2\times 10^{-7}\mathrm {~N} } となる電流の大きさを 1 A {\displaystyle 1\mathrm {~A} } と定義していた。
時間によって流れる向きと大きさが変化しない電流を直流、流れる向きは変化せず大きさが周期的に変化する電流を脈流、流れる向きも大きさも周期的に変化する電流を交流という。直流以外の電流の大きさの指標として絶対値平均(平均値)や二乗平均平方根(実効値)が使われる。このように電流が時間変化すると、ファラデーの法則と合わせて電場と磁場が互いに直交するように電磁波(光)が伝播する。
電荷はミクロには離散的だが、マクロには流体のように連続的なものとして近似できる。
電気回路において電流は向きと大きさを持つ。
物理量としての電流(「電流の強さ」とも言う)は、向き付け可能な曲面 S {\displaystyle S} と S {\displaystyle S} 上の法線ベクトル n {\displaystyle {\boldsymbol {n}}} を定めた上で、電流密度を面積分して「曲面 S {\displaystyle S} を貫く n {\displaystyle {\boldsymbol {n}}} 向きを正とした電流 I S , n {\displaystyle I_{S,{\boldsymbol {n}}}} 」と表現せねばならない。したがって、導線中に仮想的に考えたメビウスの輪を通る電流の強さは定義されない。 S {\displaystyle S} は特に断りがなければ導線の断面を指すが、どちら向きをプラスとするかは必ず宣言する必要があり、回路図では矢印がその役割を果たす。このように誤解の恐れがないようにすれば、面積分の値を単に I {\displaystyle I} と書くことができる。
国際単位系では電流の単位はアンペアであり、電気素量 e {\displaystyle e} を用いて次のように定義される。
磁場 B {\displaystyle {\boldsymbol {B}}} 中にある電流の微小部分(電流素片) d s {\displaystyle d{\boldsymbol {s}}} は、その中の電荷がローレンツ力を受けることで全体として I d s × B {\displaystyle Id{\boldsymbol {s}}\times {\boldsymbol {B}}} のアンペール力を受ける。
電流は向きと大きさの時間変化の仕方によって次のように分類される: