Άρθρο σχετικά με την Αντίσταση
Όσον αφορά το ηλεκτρικό ρεύμα, έχει συζητηθεί η πυκνότητα του ηλεκτρικού ρεύματος, επομένως έχει εξηγηθεί και το ηλεκτρικό πεδίο στο θέμα σχετικά με το ηλεκτρικό πεδίο. Το ηλεκτρικό πεδίο και το ηλεκτρικό ρεύμα βρίσκονται σε έναν αγωγό εάν υπάρχει διαφορά δυναμικού στον αγωγό, ενώ εάν δεν υπάρχει διαφορά δυναμικού, τότε δεν υπάρχει ούτε ηλεκτρικό πεδίο ούτε ηλεκτρικό ρεύμα.
Σε σχεδόν όλους τους μεταλλικούς αγωγούς, το ηλεκτρικό πεδίο είναι άμεσα ανάλογο με την πυκνότητα του ηλεκτρικού ρεύματος, όπου ο λόγος του ηλεκτρικού πεδίου προς την πυκνότητα του ηλεκτρικού ρεύματος είναι σταθερός. Η τιμή της σύγκρισης του ηλεκτρικού πεδίου προς την πυκνότητα ρεύματος ονομάζεται ειδική αντίσταση. Μαθηματικά, η σχέση μεταξύ του ηλεκτρικού πεδίου, της πυκνότητας ρεύματος και της ειδικής αντίστασης δηλώνεται στην εξίσωση:
ρ = E / J
ρ = ειδική αντίσταση, E = ηλεκτρικό πεδίο , J = πυκνότητα ρεύματος
Ένας από τους τύπους του ηλεκτρικού πεδίου είναι E = V/d όπου V = διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού = ηλεκτρική τάση και d = απόσταση, έτσι ώστε η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού πεδίου να είναι Volt/meter (V/m). Ο τύπος της πυκνότητας ρεύματος είναι J = I/A όπου I = ηλεκτρικό ρεύμα και A = διατομή του αγωγού, επομένως η μονάδα πυκνότητας ρεύματος είναι Ampere/meter στο τετράγωνο (A/m2 ) . Η εξίσωση της ειδικής αντίστασης είναι ρ = E/J, έτσι ώστε η μονάδα ειδικής αντίστασης να είναι V/m: A/m2 = V/mxm2 / A = V/A (m) = Ω m (διαβάζεται: Ωμόμετρο). Το Ω = Volt / Ampere είναι μια μονάδα μέτρησης ηλεκτρικής αντίστασης.
Η μεγαλύτερη τιμή ειδικής αντίστασης ανήκει στους ηλεκτρικούς μονωτές ή, ενώ η μικρότερη ειδική αντίσταση ανήκει σε έναν καλό ηλεκτρικό αγωγό. Όσο καλύτερα ένας αγωγός παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα, τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση του τύπου του αγωγού. Η σειρά των μεταλλικών αγωγών που έχουν την μεγαλύτερη προς τη μικρότερη ειδική αντίσταση είναι ο κασσίτερος, ο χάλυβας, το αλουμίνιο, ο χρυσός, ο χαλκός, το ασήμι. Έτσι, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η τιμή αντίστασης ενός αντικειμένου δηλώνει ένα μέτρο της ικανότητας του αντικειμένου να αναστέλλει ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Ένας καλός αγωγός και υπακούοντας στον νόμο του Ohm, σε μια ορισμένη θερμοκρασία, η τιμή της ειδικής αντίστασης δεν εξαρτάται από το ηλεκτρικό πεδίο, που σημαίνει ότι εάν το ηλεκτρικό πεδίο αλλάξει, η τιμή της ειδικής αντίστασης δεν αλλάζει. Αντίθετα, για αγωγούς που δεν συμμορφώνονται με τον νόμο του Ohm, η τιμή της ειδικής αντίστασης εξαρτάται από το ηλεκτρικό πεδίο, που σημαίνει ότι εάν το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου αλλάξει, τότε αλλάζει και η τιμή R.
Η ειδική αντίσταση του μεταλλικού αγωγού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Εάν η θερμοκρασία του μετάλλου αυξηθεί, η ειδική αντίσταση του μετάλλου αυξάνεται, ενώ εάν η θερμοκρασία του μετάλλου μειωθεί, η ειδική αντίσταση του μετάλλου μειώνεται. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα άτομα κινούνται πιο γρήγορα και είναι διατεταγμένα ακανόνιστα, έτσι ώστε να εμποδίζουν την κίνηση των ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα η ροή των ηλεκτρονίων να είναι πιο αργή. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται, τα άτομα κινούνται πιο αργά και είναι διατεταγμένα πιο τακτικά, έτσι ώστε η ροή των ηλεκτρονίων να είναι πιο ομαλή.
Το αντίθετο της ειδικής αντίστασης είναι η αγωγιμότητα. Μαθηματικά, η σχέση μεταξύ ειδικής αντίστασης και αγωγιμότητας εκφράζεται μέσω της εξίσωσης:
σ = 1/ ρ
σ = αγωγιμότητα του αγωγού, ρ = ειδική αντίσταση.
Η μονάδα μέτρησης της ειδικής αντίστασης είναι Ωm, επομένως η μονάδα αγωγιμότητας είναι 1 / Ωm = (Ωm) -1
Η μεγαλύτερη τιμή αγωγιμότητας ανήκει σε έναν ηλεκτρικό αγωγό, ενώ η μικρότερη τιμή αγωγιμότητας ανήκει σε έναν ηλεκτρικό μονωτή ή σε έναν κακό αγωγό ηλεκτρισμού. Όσο καλύτερα ένας αγωγός παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα του αγωγού. Η σειρά των μεταλλικών αγωγών που έχουν τη μεγαλύτερη προς τη μικρότερη αγωγιμότητα είναι το ασήμι, ο χαλκός, ο χρυσός, το αλουμίνιο, ο χάλυβας, ο κασσίτερος. Έτσι, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η τιμή της αγωγιμότητας ενός αντικειμένου εκφράζει το μέτρο της ικανότητας του αντικειμένου να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα. Το ασήμι έχει μεγάλη αγωγιμότητα αλλά είναι ακριβό, επομένως ο χαλκός χρησιμοποιείται ευρύτερα ως ηλεκτρικός αγωγός.
