電學(xué)研究的內(nèi)容主要包括靜電、靜磁、電磁場(chǎng)、電路、電磁效應(yīng)和電磁測(cè)量。

  靜電學(xué)是研究靜止電荷產(chǎn)生電場(chǎng)及電場(chǎng)對(duì)電荷作用規(guī)律的學(xué)科。電荷只有兩種，稱為正電和負(fù)電。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷遵從電荷守恒定律。電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，任何物理過(guò)程中電荷的代數(shù)和保持不變。所謂帶電，不過(guò)是正負(fù)電荷的分離或轉(zhuǎn)移；所謂電荷消失，不過(guò)是正負(fù)電荷的中和。

  靜止電荷之間相互作用力符合庫(kù)侖定律：在真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間作用力的大小與它們的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比；作用力的方向沿著它們之間的聯(lián)線，同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。

  電荷之間相互作用力是通過(guò)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相互作用的。電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)用電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng))來(lái)描述?？臻g某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度用正的單位試探電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力來(lái)定義，電場(chǎng)強(qiáng)度遵從場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。

  通常的物質(zhì)，按其導(dǎo)電性能的不同可分兩種情況：導(dǎo)體和絕緣體。導(dǎo)體體內(nèi)存在可運(yùn)動(dòng)的自由電荷；絕緣體又稱為電介質(zhì)，體內(nèi)只有束縛電荷。

  在電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷將產(chǎn)生移動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)體的成分和溫度均勻時(shí)，達(dá)到靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處等于零。根據(jù)這一條件，可導(dǎo)出導(dǎo)體靜電平衡的若干性質(zhì)。

  靜磁學(xué)是研究電流穩(wěn)恒時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)以及磁場(chǎng)對(duì)電流作用力的學(xué)科。

  電荷的定向流動(dòng)形成電流。電流之間存在磁的相互作用，這種磁相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)傳遞的，即電流在其周圍的空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)放置其中的電流施以作用力。電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)用磁感應(yīng)強(qiáng)度描述。

  電磁場(chǎng)是研究隨時(shí)間變化下的電磁現(xiàn)象和規(guī)律的學(xué)科。

  當(dāng)穿過(guò)閉臺(tái)導(dǎo)體線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向可由楞次定律確定。閉合線圈中的感應(yīng)電流是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)推動(dòng)的結(jié)果，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)遵從法拉第定律：閉臺(tái)線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小總是與穿過(guò)線圈的磁通量的時(shí)間變化率成正比。

  麥克斯韋方程組描述了電磁場(chǎng)普遍遵從的規(guī)律。它同物質(zhì)的介質(zhì)方程、洛侖茲力公式以及電荷守恒定律結(jié)合起來(lái)，原則上可以解決各種宏觀電動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

  根據(jù)麥克斯韋方程組導(dǎo)出的一個(gè)重要結(jié)果是存在電磁波，變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式傳播，電磁波在真空中的傳播速度等于光速。這也說(shuō)明光也是電磁波的一種，因此光的波動(dòng)理論納入了電磁理論的范疇。

  電路 包括直流電路和交流電路的研究，是電學(xué)的組成部分。直流電路研究電流穩(wěn)恒條件下的電路定律和性質(zhì)；交流電路研究電流周期性變化條件下的電路定律和性質(zhì)。

  直流電路由導(dǎo)體(或?qū)Ь€)連結(jié)而成，導(dǎo)體有一定的電阻。穩(wěn)恒條件下電流不隨時(shí)間變化，電場(chǎng)亦不隨時(shí)間變化。

  根據(jù)穩(wěn)恒時(shí)電場(chǎng)的性質(zhì)、導(dǎo)電基本規(guī)律和電動(dòng)勢(shì)概念，可導(dǎo)出直流電路的各個(gè)實(shí)用定律：歐姆定律、基爾霍夫電路定律，以及一些解決復(fù)雜電路的有效而簡(jiǎn)便的定理：等效電源定理、疊加定理、倒易定理、對(duì)偶定理等，這些實(shí)用定律和定理構(gòu)成電路計(jì)算的理論基礎(chǔ)。

  交流電路比直流電路復(fù)雜得多，電流隨時(shí)間的變化引起空間電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化，因此存在電磁感應(yīng)和位移電流，存在電磁波。

  電磁效應(yīng) 物質(zhì)中的電效應(yīng)是電學(xué)與其他物理學(xué)科(甚至非物理的學(xué)科)之間聯(lián)系的紐帶。物質(zhì)中的電效應(yīng)種類繁多，有許多已成為或正逐漸發(fā)展為專門(mén)的研究領(lǐng)域。比如：

  電致伸縮、壓電效應(yīng)(機(jī)械壓力在電介質(zhì)晶體上產(chǎn)生的電性和電極性)和逆壓電效應(yīng)、塞貝克效應(yīng)、珀耳帖效應(yīng)(兩種不同金屬或半導(dǎo)體接頭處，當(dāng)電流沿某個(gè)方向通過(guò)時(shí)放出熱量，而電流反向時(shí)則吸收熱量)、湯姆孫效應(yīng)(一金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體中維持溫度梯度，當(dāng)電流沿某方向通過(guò)時(shí)放出熱量，而電流反向時(shí)則吸收熱量)、熱敏電阻(半導(dǎo)體材料中電阻隨溫度靈敏變化)、光敏電阻(半導(dǎo)體材料中電阻隨光照靈敏變化)、光生伏打效應(yīng)(半導(dǎo)體材料因光照產(chǎn)生電位差)，等等。

  對(duì)于各種電效應(yīng)的研究有助于了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)中發(fā)生的基本過(guò)程，此外在技術(shù)上，它們也是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和非電量電測(cè)法的基礎(chǔ)。

  電磁測(cè)量也是電學(xué)的組成部分。測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與學(xué)科的理論發(fā)展有著密切的聯(lián)系，理論的發(fā)展推動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的改進(jìn)；測(cè)量技術(shù)的改善在新的基礎(chǔ)上驗(yàn)證理論，并促成新理論的發(fā)現(xiàn)。

  電磁測(cè)量包括所有電磁學(xué)量的測(cè)量，以及有關(guān)的其他量(交流電的頻率、相角等)的測(cè)量。利用電磁學(xué)原理已經(jīng)設(shè)計(jì)制作出各種專用儀表(安培計(jì)，伏特計(jì)、歐姆計(jì)、磁場(chǎng)計(jì)等)和測(cè)量電路，它們可滿足對(duì)各種電磁學(xué)量的測(cè)量。

  電磁測(cè)量的另一個(gè)重要的方面是非電量(長(zhǎng)度、速度、形變、力、溫度、光強(qiáng)、成分等)的電測(cè)量。它的主要原理是利用電磁量與非電量相互聯(lián)系的某種效應(yīng)，將非電量的測(cè)量轉(zhuǎn)換為電磁量的測(cè)量。由于電測(cè)量有一系列優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高、量程寬、慣量小、操作簡(jiǎn)便，并可遠(yuǎn)距離遙測(cè)和實(shí)現(xiàn)測(cè)量技術(shù)自動(dòng)化，非電量的電測(cè)量正在不斷發(fā)展。