מאמר על התנגדות
בנוגע לזרם חשמלי, צפיפות הזרם החשמלי נדונה, ולכן גם השדה החשמלי הוסבר בנושא על השדה החשמלי. השדה החשמלי והזרם החשמלי נמצאים במוליך אם יש הפרש פוטנציאלים במוליך, ואילו אם אין הפרש פוטנציאלים, אז גם אין שדה חשמלי וזרם חשמלי.
כמעט בכל מוליכי המתכת, השדה החשמלי הוא ביחס ישר לצפיפות הזרם החשמלי, כאשר היחס בין השדה החשמלי לצפיפות הזרם החשמלי הוא קבוע. ערך ההשוואה בין השדה החשמלי לצפיפות הזרם נקרא התנגדות. מבחינה מתמטית, הקשר בין השדה החשמלי, צפיפות הזרם וההתנגדות מוצג במשוואה:
ρ = E / J
ρ = התנגדות, E = שדה חשמלי, י = נוֹכְחִי צפיפות
אחת מנוסחאות השדה החשמלי היא E = V/d כאשר V = הפרש פוטנציאל חשמלי = מתח חשמלי ו-d = מרחק, כך שיחידת השדה החשמלי היא וולט/מטר (V/m). נוסחת צפיפות הזרם היא J = I/A כאשר I = זרם חשמלי ו-A = שטח חתך הרוחב של המוליך, כך שיחידת צפיפות הזרם היא אמפר/מטר בריבוע (A/m).2משוואת ההתנגדות היא ρ = E/J כך שיחידת ההתנגדות היא V/m : A/m2 = וולט/מטר x מטר2 / A = V/A (מ') = Ω מ' (קריאה: אוהםמטר). Ω = וולט / אַמְפֵּר היא יחידת מדידה של התנגדות חשמלית.
ערך ההתנגדות הגדול ביותר נמצא בבעלות מבודדים חשמליים, בעוד שההתנגדות הקטנה ביותר נמצאת בבעלות מוליך חשמלי טוב. ככל שמוליך מספק זרם חשמלי טוב יותר, כך ההתנגדות של סוג המוליך קטנה יותר. סדר המוליכים המתכתיים בעלי ההתנגדות הגדולה ביותר לקטנה ביותר הוא בדיל, פלדה, אלומיניום, זהב, נחושת וכסף. לכן, ניתן להסיק שערך ההתנגדות של עצם מציין מדד ליכולתו של העצם לעכב זרם חשמלי.
מוליך טוב ובהתאם לחוק אוהם, בטמפרטורה מסוימת, ערך ההתנגדות אינו תלוי בשדה החשמלי, כלומר אם השדה החשמלי משתנה, ערך ההתנגדות לא משתנה. לעומת זאת, עבור מוליכים שאינם עומדים בחוק אוהם, ערך ההתנגדות תלוי בשדה החשמלי, כלומר אם גודל השדה החשמלי משתנה, גם ערך ה-R משתנה.
ההתנגדות של מוליך המתכת תלויה בטמפרטורה. אם טמפרטורת המתכת עולה, ההתנגדות של המתכת עולה, ואילו אם טמפרטורת המתכת יורדת, ההתנגדות של המתכת יורדת. ככל שהטמפרטורה עולה, האטומים נעים מהר יותר ומסודרים בצורה לא סדירה כך שהם חוסמים את תנועת האלקטרונים, מה שגורם לזרימת האלקטרונים להיות איטית יותר. כאשר הטמפרטורה יורדת, האטומים נעים לאט יותר ומסודרים באופן קבוע יותר כך שזרימת האלקטרונים חלקה יותר.
ההפך מהתנגדות הוא מוליכות. מבחינה מתמטית, הקשר בין התנגדות למוליכות מוצג באמצעות המשוואה:
σ = 1 /ρ
σ = מוליכות המוליך, ρ = התנגדות.
יחידת ההתנגדות היא Ωm כך שיחידת המוליכות היא 1 / Ωm = (Ωm)-1
ערך המוליכות הגבוה ביותר הוא בבעלות מוליך חשמלי, בעוד שערך המוליכות הנמוך ביותר הוא בבעלות מבודד חשמלי או מוליך חשמל גרוע. ככל שמוליך מספק זרם חשמלי טוב יותר, כך המוליכות שלו גדולה יותר. סדר המוליכים המתכתיים בעלי המוליכות הגבוהה ביותר ועד הקטן ביותר הוא כסף, נחושת, זהב, אלומיניום, פלדה ובדיל. לכן, ניתן להסיק שערך המוליכות של עצם מבטא את מידת יכולתו של העצם לשאת זרם חשמלי. לכסף יש מוליכות גבוהה אך הוא יקר ולכן נחושת נמצאת בשימוש נרחב יותר כמוליך חשמלי.
