Članak o električnoj struji raspravljao je o gustoći električne struje, a električno polje je također objašnjeno u članku o električnim poljima. Električno polje i električna struja postoje u vodiču kada postoji razlika potencijala preko vodiča; obrnuto, ako nema razlike potencijala, ne postoje ni električno polje ni električna struja.
U metalnom vodiču, električno polje je izravno proporcionalno gustoći struje, gdje je omjer električnog polja i gustoće struje konstanta. Omjer električnog polja i gustoće struje naziva se specifična otpornost ili otpornost . Matematički, odnos između električnog polja, gustoće struje i specifičnog otpora izražava se jednadžbom:
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 presjeka vodiča, pa je jedinica gustoće struje amper/metar na kvadrat (A/m² ) . Formula za otpornost je ρ = E/J, pa je jedinica otpora V/m: A/m² = V/mxm² / A = V/A (m) = Ω m (čitaj: Ohm metar). Ω = Volt/Amper je jedinica električnog otpora, a ova jedinica objašnjena je u članku o Ohmovom zakonu.
Najviše vrijednosti otpora posjeduju električni izolatori ili loši električni vodiči, dok najniže vrijednosti otpora posjeduju električni vodiči ili dobri električni vodiči. Što vodič bolje provodi električnu struju, to je njegov otpor niži. Redoslijed metalnih vodiča s najvećim do najnižim otporom je kositar, čelik, aluminij, zlato, bakar, srebro. Dakle, može se zaključiti da vrijednost otpora objekta označava mjeru sposobnosti objekta da spriječi električnu struju.
Dobar vodič koji se pridržava Ohmovog zakona, na određenoj temperaturi, ima neovisnu vrijednost otpora o električnom polju, što znači da ako se promijeni jakost električnog polja, vrijednost otpora se ne mijenja. Suprotno tome, vodič koji se ne pridržava Ohmovog zakona ima otpor koji ovisi o električnom polju, što znači da ako se promijeni jakost električnog polja, mijenja se i vrijednost otpora.
Otpornost metalnog vodiča ovisi o temperaturi. Kako temperatura raste, otpor se povećava; obrnuto, kako temperatura pada, otpor se smanjuje. Kako temperatura raste, atomi se kreću brže i postaju neuređeniji, što ometa kretanje elektrona i usporava njihov protok. Kako temperatura pada, atomi se kreću sporije i postaju organiziraniji, što omogućuje glatkiji protok elektrona.
Inverz otpora je vodljivost. Matematički, odnos između otpora i vodljivosti izražava se jednadžbom:
σ = 1/ρ
Opis: σ = vodljivost vodiča, ρ = specifična otpornost vodiča.
Jedinica otpora je Ωm, pa je jedinica vodljivosti 1/Ωm = (Ωm)-1
Najviše vrijednosti vodljivosti posjeduju električni vodiči ili dobri električni vodiči, dok najniže vrijednosti vodljivosti posjeduju električni izolatori ili loši električni vodiči. Što vodič bolje provodi električnu struju, to je njegova vodljivost veća. Redoslijed metalnih vodiča s najvećom do najnižom vodljivošću je srebro, bakar, zlato, aluminij, čelik, kositar. Dakle, može se zaključiti da vrijednost vodljivosti objekta označava mjeru sposobnosti objekta da provodi električnu struju. Srebro ima visoku vodljivost, ali je skupo pa se bakar šire koristi kao vodič električne struje.
