Članak o električnoj struji razmatrao je gustoću električne struje, a električno polje je također objašnjeno u članku o električnim poljima. Električno polje i električna struja postoje u provodniku kada postoji razlika potencijala na provodniku; obrnuto, ako nema razlike potencijala, ne postoje ni električno polje ni električna struja.
U metalnom provodniku, električno polje je direktno proporcionalno gustini struje, gdje je odnos električnog polja i gustine struje konstanta. Odnos električnog polja i gustine struje naziva se specifična otpornost ili otpornost . Matematički, odnos između električnog polja, gustine struje i specifične otpornosti izražava se jednačinom:
Opis: ρ = specifični otpor, E = električno polje, J = gustoća struje
Jedna od formula za električno polje je E = V/s gdje je V = razlika električnih potencijala = električni napon i s = udaljenost, pa je jedinica električnog polja Volt/metar (V/m). Formula za gustoću struje je J = I/A gdje je I = električna struja, a A = površina poprečnog presjeka provodnika, pa je jedinica za gustoću struje Amper/metar na kvadrat (A/m² ) . Formula za otpornost je ρ = E/J, pa je jedinica za otpor V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (čitaj: Om metar). Ω = Volt/Amper je jedinica za električni otpor, a ova jedinica je objašnjena u članku o Omovom zakonu.
Najveće vrijednosti otpora posjeduju električni izolatori ili loši električni provodnici, dok najniže vrijednosti otpora posjeduju električni provodnici ili dobri električni provodnici. Što provodnik bolje provodi električnu struju, to je njegov otpor niži. Redoslijed metalnih provodnika s najvećim do najnižim otporom je kalaj, čelik, aluminij, zlato, bakar, srebro. Dakle, može se zaključiti da vrijednost otpora objekta ukazuje na mjeru sposobnosti objekta da spriječi električnu struju.
Dobar provodnik koji poštuje Ohmov zakon, na određenoj temperaturi, ima vrijednost otpora nezavisnu od električnog polja, što znači da ako se promijeni jačina električnog polja, vrijednost otpora se ne mijenja. Suprotno tome, kod provodnika koji ne poštuje Ohmov zakon, vrijednost otpora zavisi od električnog polja, što znači da ako se promijeni jačina električnog polja, mijenja se i vrijednost otpora.
Otpornost metalnog provodnika zavisi od temperature. Kako temperatura raste, otpornost se povećava; obrnuto, kako temperatura opada, otpornost se smanjuje. Kako temperatura raste, atomi se kreću brže i postaju neuređeniji, što ometa kretanje elektrona i usporava njihov protok. Kako temperatura opada, atomi se kreću sporije i postaju organizovaniji, što omogućava glatkiji protok elektrona.
Inverz otpora je provodljivost. Matematički, odnos između otpora i provodljivosti izražava se jednačinom:
σ = 1/ρ
Opis: σ = provodljivost provodnika, ρ = specifična otpornost provodnika.
Jedinica otpornosti je Ωm, pa je jedinica provodljivosti 1/Ωm = (Ωm)-1
Najviše vrijednosti provodljivosti posjeduju električni provodnici ili dobri električni provodnici, dok najniže vrijednosti provodljivosti posjeduju električni izolatori ili loši električni provodnici. Što provodnik bolje provodi električnu struju, to je njegova provodljivost veća. Redoslijed metalnih provodnika s najvećom do najniže provodljivosti je srebro, bakar, zlato, aluminij, čelik, kalaj. Dakle, može se zaključiti da vrijednost provodljivosti objekta ukazuje na mjeru sposobnosti objekta da provodi električnu struju. Srebro ima visoku provodljivost, ali je skupo, pa se bakar šire koristi kao provodnik električne struje.
