L'articolo sulla corrente elettrica ha trattato la densità della corrente elettrica, mentre il campo elettrico è stato spiegato nell'articolo sui campi elettrici. Un campo elettrico e una corrente elettrica esistono in un conduttore quando esiste una differenza di potenziale ai suoi capi; al contrario, se non c'è differenza di potenziale, non esistono né un campo elettrico né una corrente elettrica.
In un conduttore metallico, il campo elettrico è direttamente proporzionale alla densità di corrente, dove il rapporto tra campo elettrico e densità di corrente è una costante. Il rapporto tra campo elettrico e densità di corrente è chiamato resistività o resistenza specifica . Matematicamente, la relazione tra campo elettrico, densità di corrente e resistenza specifica è espressa dall'equazione:
Descrizione: ρ = resistenza specifica, E = campo elettrico, J = densità di corrente
Una delle formule del campo elettrico è E = V/s, dove V = differenza di potenziale elettrico = tensione elettrica e s = distanza, quindi l'unità di misura del campo elettrico è Volt/metro (V/m). La formula della densità di corrente è J = I/A, dove I = corrente elettrica e A = area della sezione trasversale del conduttore, quindi l'unità di misura della densità di corrente è Ampere/metro quadrato (A/m² ) . La formula della resistività è ρ = E/J, quindi l'unità di misura della resistenza è V/m: A/m² = V/m x m² / A = V/A (m) = Ω m (si legge: Ohm metro). Ω = Volt/Ampere è un'unità di misura della resistenza elettrica; per quanto riguarda questa unità, si veda l'articolo sulla legge di Ohm.
I valori di resistività più elevati sono posseduti dagli isolanti elettrici o dai cattivi conduttori di elettricità, mentre i valori di resistività più bassi sono posseduti dai conduttori elettrici o dai buoni conduttori di elettricità. Migliore è la capacità di un conduttore di condurre corrente elettrica, minore è la sua resistività . L'ordine dei conduttori metallici con resistività dalla più alta alla più bassa è stagno, acciaio, alluminio, oro, rame, argento. Si può quindi concludere che il valore di resistività di un oggetto indica una misura della sua capacità di ostacolare il passaggio della corrente elettrica.
Un buon conduttore che obbedisce alla legge di Ohm, a una certa temperatura, ha un valore di resistività indipendente dal campo elettrico, il che significa che se l'intensità del campo elettrico cambia, il valore della resistività rimane invariato. Al contrario, un conduttore che non obbedisce alla legge di Ohm ha un valore di resistività dipendente dal campo elettrico, il che significa che se l'intensità del campo elettrico cambia, anche il valore della resistività cambia.
La resistività di un conduttore metallico dipende dalla temperatura. All'aumentare della temperatura, la resistività aumenta; al contrario, al diminuire della temperatura, la resistività diminuisce. Con l'aumento della temperatura, gli atomi si muovono più velocemente e diventano più disordinati, ostacolando il movimento degli elettroni e rallentandone il flusso. Al diminuire della temperatura, gli atomi si muovono più lentamente e diventano più organizzati, consentendo un flusso di elettroni più fluido.
L'inverso della resistività è la conduttività. Matematicamente, la relazione tra resistività e conduttività è espressa dall'equazione:
σ = 1/ρ
Descrizione: σ = conduttività del conduttore, ρ = resistività del conduttore.
L'unità di misura della resistività è Ωm, quindi l'unità di misura della conduttività è 1/Ωm = (Ωm)-1
I conduttori elettrici, o buoni conduttori, presentano i valori di conduttività più elevati, mentre gli isolanti elettrici, o cattivi conduttori, hanno i valori di conduttività più bassi. Maggiore è la capacità di un conduttore di condurre corrente elettrica, maggiore è la sua conduttività. L'ordine dei metalli conduttori, dal più alto al più basso in termini di conduttività, è argento, rame, oro, alluminio, acciaio, stagno. Si può quindi concludere che il valore di conduttività di un oggetto indica la sua capacità di condurre corrente elettrica. L'argento ha un'elevata conduttività ma è costoso, per questo il rame è più ampiamente utilizzato come conduttore di corrente elettrica.
