Članak o otporu
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 vodiču ako postoji razlika potencijala u vodiču, dok ako nema razlike potencijala, tada nema ni električnog polja ni električne struje.
U gotovo svim metalnim vodičima, električno polje je izravno proporcionalno gustoći električne struje, gdje je omjer električnog polja i gustoće električne struje konstantan. Vrijednost usporedbe električnog polja i gustoće struje naziva se otpor. Matematički, odnos između električnog polja, gustoće struje i otpora izražen je jednadžbom:
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, a d = udaljenost, tako da 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 za gustoću struje amper/metar na kvadrat (A/m² ) . Jednadžba 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 imaju električni izolatori, dok najmanju vrijednost otpora imaju dobri električni vodiči. Što vodič bolje provodi električnu struju, to je otpor te vrste vodiča manji. Redoslijed metalnih vodiča s najvećim do najmanjeg otpora je kositar, čelik, aluminij, zlato, bakar, srebro. Dakle, može se zaključiti da vrijednost otpora objekta predstavlja mjeru sposobnosti objekta da inhibira električnu struju.
Dobar vodič koji se pridržava Ohmovog zakona, na određenoj temperaturi, ima otpor koji ne ovisi o električnom polju, što znači da ako se električno polje promijeni, vrijednost otpora se ne mijenja. Suprotno tome, za vodiče koji se ne pridržavaju Ohmovog zakona, vrijednost otpora ovisi o električnom polju, što znači da ako se promijeni magnituda električnog polja, mijenja se i R-vrijednost.
Otpornost metalnog vodiča ovisi o temperaturi. Ako temperatura metala raste, otpornost metala se povećava, dok ako temperatura metala pada, 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 pada, atomi se kreću sporije i pravilnije su raspoređeni tako da je protok elektrona glatkiji.
Suprotnost otporu je vodljivost. Matematički, odnos između otpora i vodljivosti izražava se jednadžbom:
σ = 1/ ρ
σ = vodljivost vodiča, ρ = otpor.
Jedinica otpora je Ωm, tako da je jedinica vodljivosti 1 / Ωm = (Ωm) -1
Najveću vrijednost vodljivosti ima električni vodič, dok najmanju vrijednost vodljivosti ima električni izolator ili loš vodič električne energije. Što vodič bolje provodi električnu struju, to je njegova vodljivost veća. Redoslijed metalnih vodiča s najvećom vodljivošću prema najmanjoj je srebro, bakar, zlato, aluminij, čelik, kositar. Dakle, može se zaključiti da vrijednost vodljivosti objekta izražava mjeru sposobnosti objekta da provodi električnu struju. Srebro ima veliku vodljivost, ali je skupo pa se bakar šire koristi kao električni vodič.
