L'article sur le courant électrique abordait la densité de courant, tandis que l'article sur les champs électriques expliquait le champ électrique. Un champ électrique et un courant électrique existent dans un conducteur lorsqu'une différence de potentiel est présente à ses bornes ; inversement, en l'absence de différence de potentiel, il n'y a ni champ électrique ni courant électrique.
Dans un conducteur métallique, le champ électrique est directement proportionnel à la densité de courant, le rapport entre le champ électrique et la densité de courant étant constant. Ce rapport est appelé résistivité ou résistance spécifique . Mathématiquement, la relation entre le champ électrique, la densité de courant et la résistivité est exprimée par l'équation :
Description : ρ = résistance spécifique, E = champ électrique, J = densité de courant
L'une des formules du champ électrique est E = V/s, où V représente la différence de potentiel électrique (ou tension électrique) et s la distance. L'unité du champ électrique est donc le volt par mètre (V/m). La formule de la densité de courant est J = I/A, où I représente le courant électrique et A la section du conducteur. L'unité de la densité de courant est donc l'ampère par mètre carré (A/m² ) . La formule de la résistivité est ρ = E/J. L'unité de résistance est donc le volt par mètre (Ω/m) : A/m² = V/m × m² /A = V/A (m) = Ω·m (ohm-mètre). L'ohm (Ω) est l'unité de résistance électrique. Cette unité est expliquée plus en détail dans l'article consacré à la loi d'Ohm.
Les isolants électriques, ou mauvais conducteurs, présentent les valeurs de résistivité les plus élevées, tandis que les conducteurs électriques, ou bons conducteurs, possèdent les valeurs les plus faibles. Plus un conducteur conduit bien le courant électrique, plus sa résistivité est faible . L' ordre des conducteurs métalliques, du plus résistif au moins résistif, est le suivant : étain, acier, aluminium, or, cuivre, argent. On peut donc conclure que la résistivité d'un matériau indique sa capacité à s'opposer au passage du courant électrique.
Un bon conducteur, qui obéit à la loi d'Ohm, possède, à une température donnée, une résistivité indépendante du champ électrique ; autrement dit, si l'intensité du champ électrique varie, sa résistivité reste constante. À l'inverse, un conducteur qui n'obéit pas à la loi d'Ohm possède une résistivité dépendante du champ électrique ; ainsi, si l'intensité du champ électrique varie, sa résistivité varie également.
La résistivité d'un conducteur métallique dépend de la température. Plus la température augmente, plus la résistivité augmente ; inversement, plus la température diminue, plus la résistivité diminue. Lorsque la température augmente, les atomes s'agitent plus rapidement et deviennent plus désordonnés, ce qui entrave le mouvement des électrons et ralentit leur circulation. Lorsque la température diminue, les atomes s'agitent plus lentement et deviennent plus organisés, ce qui permet une circulation plus fluide des électrons.
L'inverse de la résistivité est la conductivité. Mathématiquement, la relation entre la résistivité et la conductivité est exprimée par l'équation :
σ = 1/ρ
Description : σ = conductivité du conducteur, ρ = résistivité du conducteur.
L'unité de résistivité est Ωm, donc l'unité de conductivité est 1/Ωm = (Ωm)-1
Les conducteurs électriques, ou bons conducteurs, possèdent les valeurs de conductivité les plus élevées, tandis que les isolants électriques, ou mauvais conducteurs, présentent les valeurs les plus faibles. Plus un conducteur conduit bien le courant électrique, plus sa conductivité est élevée. L'ordre des conducteurs métalliques, du plus conducteur au moins conducteur, est le suivant : argent, cuivre, or, aluminium, acier, étain. On peut donc conclure que la conductivité d'un objet mesure sa capacité à conduire le courant électrique. L'argent possède une conductivité élevée, mais il est cher ; c'est pourquoi le cuivre est plus couramment utilisé comme conducteur de courant électrique.
