تناولت المقالة المتعلقة بالتيار الكهربائي كثافة التيار الكهربائي، كما شرحت المقالة المتعلقة بالمجالات الكهربائية مفهوم المجال الكهربائي. ينشأ كل من المجال الكهربائي والتيار الكهربائي في الموصل عند وجود فرق جهد بين طرفيه؛ أما في حال انعدام فرق الجهد، فلا يوجد مجال كهربائي ولا تيار كهربائي.
في الموصلات المعدنية، يتناسب المجال الكهربائي طرديًا مع كثافة التيار، حيث تكون نسبة المجال الكهربائي إلى كثافة التيار ثابتة. تُسمى هذه النسبة بالمقاومة النوعية أو المقاومة النفاذية . رياضيًا، تُعبّر المعادلة التالية عن العلاقة بين المجال الكهربائي وكثافة التيار والمقاومة النوعية:
الوصف: ρ = المقاومة النوعية، E = المجال الكهربائي، J = كثافة التيار
إحدى معادلات المجال الكهربائي هي E = V/s، حيث V = فرق الجهد الكهربائي، وs = المسافة، ووحدة المجال الكهربائي هي فولت/متر (V/m). أما معادلة كثافة التيار فهي J = I/A، حيث I = التيار الكهربائي، وA = مساحة المقطع العرضي للموصل، ووحدة كثافة التيار هي أمبير/متر مربع (A/m² ) . ومعادلة المقاومة النوعية هي ρ = E/J، ووحدة المقاومة هي V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (تُقرأ: أوم متر). Ω = فولت/أمبير هي وحدة قياس المقاومة الكهربائية، وقد تم شرح هذه الوحدة في مقال قانون أوم.
تتميز العوازل الكهربائية أو الموصلات الكهربائية الضعيفة بأعلى قيم المقاومة النوعية ، بينما تتميز الموصلات الكهربائية أو الموصلات الكهربائية الجيدة بأقل قيم المقاومة النوعية . وكلما كانت الموصلية أفضل في توصيل التيار الكهربائي، انخفضت مقاومتها النوعية . ويكون ترتيب الموصلات المعدنية من الأعلى إلى الأدنى من حيث المقاومة النوعية كالتالي: القصدير، الفولاذ، الألومنيوم، الذهب، النحاس، الفضة. لذا، يمكن الاستنتاج أن قيمة المقاومة النوعية لجسم ما تشير إلى مدى قدرته على إعاقة مرور التيار الكهربائي.
الموصل الجيد الذي يخضع لقانون أوم، عند درجة حرارة معينة، تكون مقاومته النوعية مستقلة عن المجال الكهربائي، أي أنه إذا تغيرت شدة المجال الكهربائي، فإن مقاومته النوعية لا تتغير. في المقابل، الموصل الذي لا يخضع لقانون أوم، تكون مقاومته النوعية معتمدة على المجال الكهربائي، أي أنه إذا تغيرت شدة المجال الكهربائي، فإن مقاومته النوعية تتغير تبعًا لذلك.
تعتمد مقاومة الموصل المعدني على درجة الحرارة. فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت المقاومة، والعكس صحيح. عند ارتفاع درجة الحرارة، تتحرك الذرات بسرعة أكبر وتصبح أقل انتظامًا، مما يعيق حركة الإلكترونات ويبطئ تدفقها. أما عند انخفاض درجة الحرارة، فتتحرك الذرات ببطء أكبر وتصبح أكثر انتظامًا، مما يسمح بتدفق أكثر سلاسة للإلكترونات.
مقلوب المقاومة هو الموصلية. رياضياً، تُعبّر المعادلة التالية عن العلاقة بين المقاومة والموصلية:
σ = 1 /
الوصف: σ = موصلية الموصل، ρ = مقاومة الموصل.
وحدة المقاومة النوعية هي Ωm، لذا فإن وحدة التوصيلية هي 1/Ωm = (Ωm)-1
تتميز الموصلات الكهربائية، أو الموصلات الجيدة، بأعلى قيم التوصيل الكهربائي، بينما تتميز العوازل الكهربائية، أو الموصلات الضعيفة، بأدنى قيم التوصيل. وكلما كان الموصل أفضل في توصيل التيار الكهربائي، زادت موصليته. وترتيب الموصلات المعدنية من الأعلى إلى الأدنى هو: الفضة، النحاس، الذهب، الألومنيوم، الفولاذ، القصدير. لذا، يمكن الاستنتاج أن قيمة التوصيل الكهربائي لجسم ما تشير إلى قدرته على توصيل التيار الكهربائي. تتميز الفضة بموصلية عالية، لكنها باهظة الثمن، لذا يُستخدم النحاس على نطاق أوسع كموصل للتيار الكهربائي.
