電壓是如何產生的？
以下摘抄於新浪愛問（ http://iask.sina.com.cn/b/3878657.html ），不知道知識有沒被更新過，有沒有最新研究結論：
電壓是怎樣形成的一直是當今物理學竭力迴避的問題。因為自由電子理論與電壓的形成存在著這不可調和的矛盾，現行理論無法自圓其說，於是就緘口不談物質內電壓的形成，這是當今物理學一個不光彩的側面。
物質在常規狀態下，各結構元的價和電子規律運轉，協調、相安。是電子的轉移後非常規的電子運動產生了靜電，非常規的電子運動伴生的波就是靜電電壓。 電荷分布在金屬表面或聚集在尖端，是因為價和電子規律運轉伴生的電磁波的驅使。靜電平衡理論是唬人的。電壓是物理學中一極其重要的物理量，從中學到大學每個學生都做了數百道有關電壓的習題，電壓是怎樣形成的？教材上卻沒有解釋，每一個學生都對此茫然。 電壓是怎樣形成的？電壓從何而來，由何而生？是很多學生提到過的問題，也一直是近百年物理學竭力迴避的問題。 為什麼要迴避？是因為電壓的形成與當今核外電子運轉無規律的電子云理論互相矛盾，電壓的形成與當今的金屬自由電子理論存在著深層的矛盾：金屬內的電子如果有充分的自由，就無法解釋絕緣後的金屬導體移走（來）部分電子會形成很高的電壓？金屬內的電子如果沒有自由，又如何解釋自由電子導電？當今物理學在兩難中選擇了迴避電壓。 什麼是電壓？在大學教材里說到：「電壓是靜電場或電路中兩點間電動勢之差」(有的書上用電位之差)。有電動勢之差才能形成電流。書中提到，電位差是由電源提供的，電源如何在物質內形成電位差，就用做功一語帶過。至於如何做功，做功如何在物質內形成電壓，就成了難言之隱，閉口不談了。 在中學物理教科書上只是把電壓與水壓相比較，說電壓是電位（同水位）、是電子的電動勢（同勢能）。這比喻還湊合，但是這物體內電子的電位是如何提升的？物體內電子的電動勢之差是怎麼形成的？卻一直是個困惑的問題。用電位差解釋直流電從高電位流向低還有可說，可如何面對物質內形成的電壓正弦波，方波？
電壓來源於電荷之間的相互吸引和排斥，這個教材上沒有講么？
首先我們說的電壓、電勢、電勢差是同一個物理量，只不過在討論宏觀電流的時候，我們常用「電壓」，而討論電荷運動的時候，我們常用「電勢」和「電勢差」，就像討論桌子、房子的大小的時候常用「寬度」「長度」而討論城市之間行車的時候常用「距離」一樣。
我們都知道，電荷之間通過庫倫力能夠有相互的吸引和排斥，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。
如上圖，假設左邊的正電荷是一個固定的電荷。負電荷如果不受其他外力影響，會被庫倫力拉向固定電荷，而正電荷如果如果不受其他外力影響，則會被庫倫力推開原理該固定電荷。
「勢」的概念往往跟「場」的概念一起存在，反映的是一個因為場而具有的能量（勢能）的問題，同時，還具有一種運動趨勢，就是總是有從「勢高」的位置往「勢低」的位置移動的趨勢。
放在地勢（重力勢）高的物體，總是有向地勢低的地方移動的趨勢吧？那麼在電場中，這個電荷因為吸引或者排斥而有運動的趨勢，當然可以類比引入「電勢」這個概念了，反映的是電場力（有時是庫倫力）做功的能力，以及一個運動的趨勢。
至此，本人已根據所學的高中水平物理只是說明了電壓是如何產生的了。如果你要深究「為什麼電荷之間會相互吸引和排斥從而產生電勢」，那麼請您可能需要另外發問「庫倫力是怎麼產生的」，這個我真心不知道。這篇文章完全是在扯淡。
但是在實際教學中，電路中的電場是怎麼形成的的確講的不多。
梁燦彬先生的《電磁學(第2版)》 梁燦彬, 秦光戎, 梁竹健【摘要 書評 試讀】圖書一書中提到了這個問題，其實就是電路接線的過程中，接線、拐角的地方積累電荷形成的電場。
在交流電路中，這些積累的電荷分布頻繁的改變所以就有了寄生電容的問題。
學習基礎概念的東西是需要一定的理解力的。
無論電壓、電流都是我們用來描述現實世界的一個模型的基本量，說到本質電壓是什麼，也許本身就不存在。電荷又是什麼，電子？質子？這些都不是電路模型需要解決的。電路是一個宏觀模型，只要這個模型能夠形成自洽，基本假設成立即可。事實上，在線路長度不滿足遠小於電磁波波長或者有分布參數的情況下，電路理論都不能成立，而必須要採用電磁場理論。
回到正題，電壓究竟是什麼。
我想初中就已經學過，電壓，就是將單位電荷移動到無窮遠時所做的功，其實如果要深究，現實物理世界中，長度是什麼、面積是什麼，你都很難說清楚。事實上，我還能定義出不同於你說的長度、面積的量，這就是測度論。現有的科學世界對世界的認識，都是一種定義、假設下的模型。
至於，電壓到底是什麼，who cares。補充說明裡面的資料，我完全看不懂。這個作者只是扯一些似是而非的問題，然後就下一個結論：「這事兒沒解釋」。這種神邏輯根本就無從辯駁。。。
市面上可以產生電壓的裝置主要分為兩種，電池和發電機。電池的原理一般是通過化學能來產生/維持電勢差（電壓）。發電機則是利用電磁感應。
簡單的說說這兩種方式產生電勢差的類比原理。
電池的原理你可以想像為，在一個U型容器中，用半透膜隔成兩部分，半透膜只允許水通過，然後在一邊加鹽，此時就會產生滲透壓，加鹽的一邊水位會提升，直到水壓與滲透壓平衡。此時兩部分的水壓便會不平衡，你可以想想成這就是電壓（電勢差），用管子把兩部分連起來，水就會從有鹽的一邊流向另一邊，這就是電流（水流）。隨著水不停的流動，會把鹽從一邊帶向另邊，使得兩邊的滲透壓相等，這時，水壓差（電壓）消失、水流（電流）消失，我們就說這是電池耗盡了。
待續，，，，以我中學物理的水平，我認為電勢差的原理就和下面這玩意類似：
簡單來說，有電壓就跟有重力加速度一樣正常，重力加速度是質量產生的場力造成的，電壓是電荷產生的場力造成的。
問題補充中文章作者這種人，就算告訴他上型夸克和下型夸克分別帶 +2/3 電荷以及 -1/3 電荷，他也會說這個說法是在迴避問題。
我只是好奇，他會不會問「為什麼會有引力」。
答案在這裡：http://www.zhihu.com/question/19824220/answer/13310659應當加個話題：「即便是含有個人判斷也太離譜的問題」
哪裡有那麼多陰謀論。根本就沒竭力迴避，只是沒有人認為這個在物理學上有意義而已。標準模型預言的基本帶電粒子已經找到了，所以就沒再繼續找；標準模型語言的基本質量粒子還未找到，所以一直在尋找。舉個例子，就好像經典名言「知識就是力量，法國就是培根」一樣。物理學是逗號前面那一半。如果用這句話去問別人後半句是什麼意思，當然得不到想要的結果。
於是就說「大家都在迴避『法國就是培根』這個事實」？是自己搞錯方向了好不好。什麼是電流？
中學教材上的標準說法，是電子運動論。但是，很遺憾，這個東西，是在用經典力學的原理來解釋量子力學的範疇，是存在矛盾的。所以中學電學給大家的感覺，似乎是一種知識大概的堆砌，有基本的條理，但是知識點彼此之間缺乏有機的聯繫。而不是象力學體系那樣條理清晰邏輯完整的系統化理論，深入理解存在障礙，於是就硬背吧。。。
從經典力學的角度，採用「電子運動說」來解釋電流現象，表面上說得通，但是實際上深入下去，就存在矛盾。為什麼用經典力學來解釋微觀電子和更微觀的電流現象會行不通？舉個例子——多年以前，電燈剛剛在城市普及的時候，進城的老農民，用個煙袋鍋子湊在電燈上點煙，半天都不著啊。。。——這就是用舊觀念來對待新事物的思想。
自由電子的運動速度為大約1、電流，不過是電荷這種性質在物質微粒之間的傳遞，而這種性質的傳遞，一般不需要物質微粒實際的位移。
2、電荷是什麼呢？——電荷什麼都不是，只是附屬於物體的一種反映物質在電性上「平衡與否」的性質，或者說是一種體現正或負暫時不平衡的「二進位」信息。它的「移動」，可以隨著體現它的粒子一起運動，也可以在物質微粒之間互相「感染」而傳遞。這種傳遞，就叫——電流。一切電的問題，都可以從這個根本規律出發。電荷是物質或者物質微粒的正負電性不等的外在體現，它是一種性質。正如：一個人很高興，那麼「高興」是他攜帶的一種情緒、一種性質，我們不能說，這個人就是「高興」，只能說他攜帶著「正能量」。。。總之，電荷也是如此，電荷是物質微粒攜帶的一種性質。
由於電荷只是一種物質屬性，所以，只要在導體內，就可以不受限制地根據「同性排斥異性相吸引」原理進行分布。
3、脫離了實際的物質載體，電荷就不存在了。正如古人所說「皮之不存，毛之焉附？」。所以，說「電荷的運動」其實也是不嚴謹的，只是大家習慣這麼說而已。。
剛才說過，電荷的運動，有一種是由於攜帶電荷的物質微粒運動而體現的運動，這種運動的速度不等，也勉強可以「等效」為電流；另外一種，就是電荷這種性質，在物質微粒之間以光速實現「接力傳遞」，這就是通常說的電流，這種情況下，物質微粒都不用牛頓運動，只需要把這種「極性」體現一下，就以光速感應到周圍鄰近的微粒了，以此接力下去，宏觀上就體現為電荷這種性質的光速運動，也就是電流。電流，本質上是一種導體內物質微粒的極性感應（電感應），而電磁波傳遞，本質上是不需要媒介的電磁感應，兩者都是極性感應的傳遞。無線電波也是電磁場自身以光速接力傳遞的一種場，所以它的速度，也是光速，而同樣光速的，還有引力場等的傳遞速度，當然，光，也是一種電磁波。說光速，其實應該說是電速、場速。。。似乎也都可以啊，只是大家把這個名字給了「光」而已。所以說，我們這個三維世界，是一個電磁場的世界，一切物質都是電磁場的宏觀體現。這個世界裡，各種微粒組成的宏觀物體，可以有自己「集群性」的牛頓運動速度，但是這個世界的最高速度，就是電磁場自己傳播的速度——現在叫「光速」。。。
從量子力學的角度，可以用電子云的觀點來解釋原子級別的靜電感應及擴展，如氫原子，電子在球殼電子云中，受到外部電場的影響（同性排斥、異性吸引），瞬間體現在概率分布上的極性體現，而這種極性體現，又可以傳遞給相鄰的其他原子，導致其電子云分布表現出極性的連續性傳遞（類似的大家注意過齒輪組互相之間的傳動嗎，而物質微粒間的極性場的傳遞是類似的，只是速度就是光速而已），這就是電荷的遷移，或者說叫電流。用經典力學的理念，無法解釋這一量子力學的對象——電流的形成。所以它不是電子在運動，而是微觀粒子極性的傳遞。
—————————————————-華麗的分割線———————————————————我們都學過靜電感應，可是世界僅僅是這麼簡單孤立的兩個物體嗎？一個物體被感應後，它會繼續把這個電荷的極性分布特徵以場的形式輻射出去還是吃進肚子里？從這個角度理解，電流也可以看作是一種微觀世界靜電感應的連續傳遞。
so，關於靜電和電流的內容，在微觀上就可以統一起來了：1、 電荷是一切物質或物質微粒的電性平衡與否的一種極性，當一個物質的正負電量不平衡的時候，就表現出帶正電荷或帶負電荷；電荷的產生——物質內部電性的正負總量不對等，那麼正負平衡後剩餘的電量就是其所帶的電量。2、 物質微粒不論是否帶電，都有電荷與其電場的存在，只是，帶電正負平衡的物體，各電荷的電場也彼此抵消。整體不顯示電性。
3、 正負電荷有趨於平衡的自然趨勢，於是表現為異種電荷之間的吸引與同種電荷之間的排斥。這是恆的必然體現。順便提一句：能量是什麼？能量就是一種不穩定狀態的標誌，能量就是沒有獲得「衡」而急切趨於「衡」的狀態屬性。4、 由於異種電荷之間的吸引與同種電荷之間的排斥，1） 微觀上，物質內部彼此相鄰的微粒之間的電性，可以互相感染和傳遞，這種感染和傳遞，實際上是微觀粒子為了獲得內部的靜電平衡，順著電場瞬間改變自己的極性，當每一個微粒都這樣做的時候，於是宏觀上就形成電荷的遷移——電流；2） 宏觀上，帶有電的物體，對外也體現出與帶異種電荷物體之間的互相吸引及與帶同種電荷物體之間的排斥的宏觀力的作用，這一作用，表現為靜電力，靜電力就是物體希望獲得靜電平衡的手段和途徑；3） 再同時，宏觀上，不帶電的金屬導體會由於電場的作用而體現出本身內部總量本身平衡的正、負電荷，分別在電場力的作用下，沿外界電場進行分布，體現出對外界引發此分布的帶電體的「近端帶異種電荷，遠端帶同種電荷」的現象，或者內部的正負電荷順著外界電場方向進行分布的現象（注意，不帶電金屬在勻強電場中，也會有靜電感應現象，教材未提），以獲得內部的靜電平衡，這都叫靜電感應。4） 電勢能，本質上是正負電荷互相靠近、同種電荷互相排斥的一種趨勢，這種趨勢的大小，取決於電荷受力的大小和這一趨勢可以發揮作用的距離。電場強度越大，同一電荷受力也就越大，距離越開，可供做功的距離就越大，電勢能就越大。5） 不僅電荷受到電場的作用，電場也同時受到電荷的作用。例如：一個帶電小球放入一個由兩平行板組成的電場中，帶電小球受到多大的電場力，電場同時也受到多大的庫侖力，構成電場的物體——平行板，必然受力，大小相等、方向相反。——對，就是作用力與反作用力！整個系統動量守恆！從這個意義上說，電場力與庫侖力沒有區別。6）電容，就是因為中間絕緣，而彼此不能接觸的異種電荷之間，依靠彼此的相互吸引，而把彼此吸引在極板上「隔河相望」的一個「牢籠」。說簡單點，其實一個開關，在沒有閉合的時候，它就是一個電容。兩塊磁鐵，隔一張紙，吸在一起，儘管磁鐵間無接觸，但是它們就靠彼此的吸引力而把對方固定住了，哪怕一個朝下也不會掉下去。電容的本質與此類似，靠異種電荷之間吸引力隔著極板間介質而彼此吸引在一起，這就是充好電的電容器。其原理，就是異號電荷之間的吸引力。電容器之所以能夠儲存電荷，就是因為異種電荷之間的吸引，把異種電荷彼此隔著絕緣介質而吸引在一起而實現「容」電的。7） 電荷不具有實質，不是具體的物體，所以在電的世界，不能用具體物體的實際形狀和運動來看電的問題。例如用無電阻的導體相連，不論有多遠，無論怎麼拐彎和分岔，都就是同一個點，因為電勢相等。所以才有電路的各種各樣，千招百式。看了遍也沒人說清電壓是怎麼回事。自以為是攻擊別人的倒不少。
電壓是電場的路徑積分，其絕對量電勢是人為定義的，相對量電勢差確實客觀存在的，產生於電荷移動中電場力做的功，至於電場力做功涉及的庫倫力公式和引力公式驚人的相似，不知道裡面有沒有什麼必然聯繫。
在初學電磁學時，會遇到重力場和電場的類比。想像你舉起一塊石頭，鬆手，石頭落地。這個過程可以類比一個正電荷被放到平行電容器正電側，去除對正電荷的束縛，正電荷移動（落？）到負電側的過程。
重力場中能量的轉化過程是：你-石頭的重力勢能（和石頭重量有關）-石頭的動能-撞擊轉化的能量（石頭化學鍵斷裂、撞擊產生的熱量等）。
電場中能量轉化的過程是：電源（或者其他？）的化學能（或者其他？）-正電荷的電場勢能（奇怪的名字，為了類比）-正電荷的動能-撞擊？（量子力學才曉得）能量
在重力場中，所處位置高度較高的石頭相對較低位置的石頭多出來一部分重力勢能。這部分能量是因為有重力場，以及你的做功。
在電場中，所處位置電勢（類比高度）較高的正電荷相對電勢較低的正電荷多出一部分電場勢能。這部分能量是因為有電場，以及電源的做功。
電壓專指這部分多出來的電場勢能。在電路中，迴路必須積累電荷以形成電場，在這個電場中移動的電荷傳遞了由電源提供的能量。
題主的問題我猜應該可以在這個答案中變為：為什麼電荷周圍會形成電場？怎麼形成的？
這個問題和帶有質量的物體周圍為什麼會有重力場？怎麼形成的？類似。
很不幸，場的概念的提出是為了解決實際情況下物質會怎麼樣變化的問題。題主的問題更像是在追問世界的本質是怎樣的……我們不知道質量是如何產生重力場的，也不知道電荷如何產生電場的，事實上這兩種場是不是實際存在都不能證實，只是因場存在物質所具有的特性才是確定的……可以說這個問題的答案是哲學才能回答的，而世界本質的哲學目前已經走入困境（所以科學的興起也和這種哲學的沒落不無關係）
其實我也多希望能得到所有這類似的問題的答案，然而科學卻是一種對我們這個世界描述性的系統性的自洽的知識體系。描述性就意味著我們只能總結這個世界的現象，而不能給出世界本質是什麼的結論……（感覺到了沒有，悲哀啊，這就是凡人的悲哀 ）神可以決定這個世界是什麼，而人只能描述這個世界是怎麼樣的……
不過類似弦論，基本粒子及其相互之間作用力等的研究讓我們似乎深入世界本質了？？希望如此。我還是喜歡科幻作品中的這種感覺，神們自己，就是我們最近對電子學感興趣所以自學了起來。參考了十幾本來國內國外的教材，對電壓這些基礎問題和現象的闡述真的是很不滿意，難道發展到現在對這些現象都沒有研究清楚嗎。這些概念和公式都是幾百年前缺乏微觀觀測的古人建立在經驗觀察之上的，總是用這東西來解釋那，那東西來解釋這這種循環引用式的解釋。甚至電流的方向都還保持著錯誤。為什麼不認真去微觀觀察重寫電子學的基礎理論呢…… 根據本人初學電子學產生的想像，我認為電荷間相互吸引和排斥的力跟磁力屬於同一種力。電壓源一方聚集了正電荷，別一方聚集了負電荷，他們相互間產生的粒子級的磁力。但我不知道這種力的大小跟電荷多少有沒有關係，是不是電荷越多電壓越大？它跟什麼有關？ 電壓這個概念本來就不是站在微觀角度提出，而是站在宏觀的、經驗判斷的、想像出來的概念。
電壓是描述電場間電勢差的值，所以你需要搞清楚電場是怎樣產生的，不要本末倒置。
為什麼我理解的通啊？真的是世界未解之謎嗎？
開始我的表演
在這之前，要明白所有的物質都能分到分子、原子這一層，比較微觀。原子有原子核，周圍自由分布著電子，由於原子核很密集，質量比較集中，像衛星圍著地球轉似的電子圍著原子核轉，都是因為他們之間有力的作用。釋圖如下：
（來自網上）
先解釋導體：導體一般由原子組成，用金原子打比方，釋圖如下
他總共有6層電子層，前5層都處於當前層可穩定容納的最大電子數，剩最外面一個天高皇帝遠，原子核對他的引力也沒那麼大了，他就很容易被吸走，如果給你一個金（箍魯）棒，你把它裡面的電子全拉到一邊，他肯定會有力產生要把它恢復原樣，這個棒兩端就產生了電壓。另外題主說的那種情況，給一個孤立的金屬，按提主的叫法是絕緣的導體，沖點電子，然後再把他和一個沒沖電子的金屬接觸，就像高水桶和低水桶那樣，電子從高的向低的走，這樣也會形成電壓。
給金條兩端加電壓，前面說了最外面那個電子被吸的引力很小，給金條兩端加電壓，電子流經過的時候每個金原子很容易產生電平衡，不會說很費勁的去吸引電子去保持穩定，所以金子的電阻低，所以這兩端的電壓低。
有沒有稍微理解點？
電場強度 X 距離 = 電壓
我覺得大家要去查一下 兩點電荷之間的力！
從電容的角度來看,電壓與電荷與電荷之間的排斥力成正比，還與電子繞原子核旋轉的速度成正比。
很簡單，同種電荷周圍或異種電荷之間會產生電場，並對處在電場中的其他電荷2產生力的作用，這種作用表現在能量上就是有電勢差，也就是有電壓。
水壓有水位差，電壓也有電位差，高中物理就說了，電壓就是電位差產生的
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