電気の基本量は 電荷。 2 つの点電荷 \(q_1, q_2\) が距離 \(r\) だけ離れているとき、 クーロンの法則より作用する力の大きさは \[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}, \qquad k = 8.99\times10^9\ \mathrm{N\,m^2/C^2}. \] 同符号なら反発力、異符号なら引力となる。
電場 \(\vec{E}\) とは「空間の1点に置いた正電荷が受ける力/電荷」： \[ \vec{E} = \frac{\vec{F}}{q}. \] 点電荷 \(Q\) のまわりの電場は \[ E = k\frac{|Q|}{r^2}. \]
電位 \(V\) とは単位電荷あたりの位置エネルギー： \[ V = \frac{U}{q}. \] 点電荷による電位は \[ V = k\frac{Q}{r}. \] 電場と電位差の関係（1 次元） \[ E = -\frac{dV}{dx}. \]
電流 \(I\) は電荷の流れ： \[ I = \frac{\Delta Q}{\Delta t}. \] 電圧（電位差） \(V\) は電位エネルギー差。
抵抗 \(R\) の両端電圧 \(V\) と電流 \(I\) の関係 \[ V = IR. \]
導体板（極板）に電荷を蓄える素子で、容量を \(C\) とすると \[ Q = CV. \] 平行板コンデンサの容量は（高校範囲） \[ C = \varepsilon \frac{S}{d}, \] （\(\varepsilon\)：誘電率, \(S\)：面積, \(d\)：距離）。
磁場とは磁極・電流が作る空間の性質。 磁束密度を \(\vec{B}\) と書く。
電荷 \(q\) が速度 \(\vec{v}\) で磁場 \(\vec{B}\) に入ると \[ \vec{F} = q\vec{v}\times\vec{B}. \] 向きは右ねじの法則で決まる。 大きさは \[ F = qvB\sin\theta. \]
長さ \(l\) の導線に電流 \(I\) が流れ、磁場 \(B\) 中に置かれると、 力の大きさは \[ F = BIl\sin\theta. \]
直線電流のまわりの磁場は円対称であることを示す。
磁場が変化すると、導体に電流・電圧が生じる現象。
誘導起電力 \(\mathcal{E}\) は磁束の変化率に比例する： \[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}, \qquad \Phi = BS\cos\theta. \]
「誘導電流は、発生原因である磁束の変化を妨げる向きに流れる」。 この物理的内容がマイナス符号に対応する。
長さ \(l\) の棒が速度 \(v\) で磁場 \(B\) に直角に動くと \[ \mathcal{E} = B l v. \] 高校電磁誘導の代表問題。
コイルに電流変化 \(\frac{dI}{dt}\) があると、 自己誘導起電力 \[ \mathcal{E} = -L\frac{dI}{dt} \] が生じる（\(L\)：自己インダクタンス）。
電場 \(\vec{E}\) と磁場 \(\vec{B}\) が空間を伝わる横波。 光・電波・X線などはすべて電磁波である。
真空中では電磁波の速さは一定で \[ c = 3.0 \times 10^8\ \mathrm{m/s}. \]
電磁波も \[ v = f\lambda \] を満たし、屈折・干渉・回折など、波の性質を示す。