Članak o otpornosti
Što se tiče električne struje, raspravljalo se o gustoći električne struje, a također je i električno polje objašnjeno u temi o električnom polju. Električno polje i električna struja postoje u provodniku ako postoji razlika potencijala u provodniku, dok ako nema razlike potencijala, onda nema ni električnog polja ni električne struje.
U gotovo svim metalnim provodnicima, električno polje je direktno proporcionalno gustoći električne struje, gdje je odnos električnog polja i gustoće električne struje konstantan. Vrijednost poređenja električnog polja i gustoće struje naziva se otpornost. Matematički, odnos između električnog polja, gustoće struje i otpornosti izražen je jednačinom:
ρ = E / J
ρ = otpornost, E = električno polje , J = gustoća struje
Jedna od formula za električno polje je E = V/d gdje je V = razlika električnih potencijala = električni napon i d = udaljenost, tako da je jedinica električnog polja Volt/metar (V/m). Formula za gustinu struje je J = I/A gdje je I = električna struja, a A = površina poprečnog presjeka provodnika, tako da je jedinica za gustinu struje Amper/metar na kvadrat (A/m² ) . Jednačina otpora je ρ = E/J, tako da je jedinica otpora V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (čitaj: Ohmmetar). Ω = Volt / Amper je jedinica električnog otpora.
Najveću vrijednost otpora posjeduju električni izolatori, dok najmanju otpornost posjeduju dobri električni provodnici. Što provodnik bolje provodi električnu struju, to je otpor te vrste provodnika manji. Redoslijed metalnih provodnika s najvećim do najmanjeg otpora je: kalaj, čelik, aluminij, zlato, bakar, srebro. Dakle, može se zaključiti da vrijednost otpora objekta predstavlja mjeru sposobnosti objekta da inhibira električnu struju.
Kod dobrog provodnika koji poštuje Ohmov zakon, na određenoj temperaturi vrijednost otpora ne zavisi od električnog polja, što znači da ako se električno polje promijeni, vrijednost otpora se ne mijenja. Suprotno tome, za provodnike koji ne poštuju Ohmov zakon, vrijednost otpora zavisi od električnog polja, što znači da ako se promijeni magnituda električnog polja, mijenja se i R-vrijednost.
Otpornost metalnog provodnika zavisi od temperature. Ako temperatura metala raste, otpornost metala se povećava, dok ako temperatura metala opada, otpornost metala se smanjuje. Kako temperatura raste, atomi se kreću brže i nepravilno su raspoređeni tako da blokiraju kretanje elektrona, uzrokujući sporiji protok elektrona. Kada temperatura opada, atomi se kreću sporije i pravilnije su raspoređeni tako da je protok elektrona glatkiji.
Suprotnost otpornosti je provodljivost. Matematički, odnos između otpornosti i provodljivosti izražava se jednačinom:
σ = 1/ ρ
σ = provodljivost provodnika, ρ = specifična otpornost.
Jedinica otpornosti je Ωm, tako da je jedinica provodljivosti 1 / Ωm = (Ωm) -1
Najveću vrijednost provodljivosti posjeduje električni provodnik, dok najmanju vrijednost provodljivosti posjeduje električni izolator ili loš provodnik električne energije. Što provodnik bolje provodi električnu struju, to je njegova provodljivost veća. Redoslijed metalnih provodnika s najvećom provodljivošću prema najmanjoj je srebro, bakar, zlato, aluminij, čelik, kalaj. Dakle, može se zaključiti da vrijednost provodljivosti objekta izražava mjeru sposobnosti objekta da provodi električnu struju. Srebro ima veliku provodljivost, ali je skupo, tako da se bakar šire koristi kao električni provodnik.
