ในธรรมชาติ การเคลื่อนที่ของประจุอย่างเป็นทิศทางไม่ใช่เรื่องแปลก ขณะที่เกิดฟ้าผ่าและฟ้าร้อง ประจุขนาดใหญ่จะปล่อยออกมาอย่างฉับพลันระหว่างเมฆกับพื้นโลก สร้างแสงสว่างเจิดจ้า แต่ปรากฏการณ์นี้เป็นเพียงชั่วคราวเท่านั้น เนื่องจากเมื่อวัตถุที่มีประจุสองชิ้น (A และ B) เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในทันที ประจุเสรีจะเคลื่อนที่ภายใต้แรงดันไฟฟ้า แต่กระบวนการนี้ทำให้ความต่างศักย์ระหว่าง A และ B ลดลงอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นศูนย์ (ถึงสมดุลสถิต) กระแสไฟฟ้าจึงหายไป ดังที่แสดงใน รูปที่ 11.1-1 กล่าวคือ มันเหมือนกับทรายในกรวยทรายไหลหมดในครั้งเดียว หลอดไฟกระพริบแล้วดับทันที

กลไกพื้นฐานของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

หากต้องการสร้างกระแสไฟฟ้าที่คงที่ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ชนิดหนึ่ง Pซึ่งหน้าที่หลักคือ 'ขับเคลื่อนกลับทิศทาง' โดยผ่านแรงที่ไม่ใช่แรงไฟฟ้าสถิตในการขนส่งอิเล็กตรอนจากทรงกลม A ที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำกลับไปยังทรงกลม B ที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่อง เพื่อชดเชยการสูญเสียความต่างศักย์ที่เกิดจากการเปิดวงจรไฟฟ้า นิยามอย่างชัดเจน:อุปกรณ์ P ที่สามารถนำอิเล็กตรอนจาก A ไปยัง B ได้ คือแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

แหล่งกำเนิดการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

แหล่งกำเนิดไฟฟ้าไม่ใช่แค่คนขนส่งประจุ แต่ยังเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานอุปกรณ์ เมื่อขนส่งประจุ แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจะใช้พลังงานในรูปแบบอื่น (เช่น พลังงานเคมี พลังงานกล) และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า แหล่งกำเนิดไฟฟ้าเป็นต้นเหตุหลักที่ทำลายแนวโน้มของสมดุลไฟฟ้าสถิต และรักษาแรงขับที่คงที่ในวงจรไฟฟ้า ดังเช่นการไหลของน้ำจากภูเขา จำเป็นต้องใช้ปั๊มน้ำดึงน้ำจากที่ต่ำกลับสู่ที่สูง แหล่งกำเนิดไฟฟ้าจึงเปรียบเสมือนปั๊มน้ำในวงจรไฟฟ้า