電流に関する記事では電流密度について論じられており、電場に関する記事では電場についても説明されている。導体の両端に電位差がある場合、電場と電流が存在する。逆に、電位差がない場合、電場も電流も存在しない。
金属導体では、電界は電流密度に正比例し、電界と電流密度の比は一定です。電界と電流密度の比は抵抗率または比抵抗と呼ばれます。数学的には、電界、電流密度、および比抵抗の関係は次の式で表されます。
説明：ρ = 比抵抗、E = 電界、J = 電流密度
電界の公式の 1 つは E = V/s で、V は電位差 = 電圧、s は距離です。したがって、電界の単位はボルト/メートル (V/m) です。電流密度の公式は J = I/A で、I は電流、A は導体の断面積です。したがって、電流密度の単位はアンペア/平方メートル (A/m 2 ) です。抵抗率の公式は ρ = E/J で、抵抗の単位は V/m です。A/m 2 = V/mxm 2 /A = V/A (m) = Ω m (読み方: オーム メートル)。Ω = ボルト/アンペアは電気抵抗の単位であり、この単位についてはオームの法則に関する記事で説明されています。
電気絶縁体や電気伝導性の低い物質は最も高い抵抗値を示し、電気伝導体や電気伝導性の高い物質は最も低い抵抗値を示します。導体の電流伝導性が高いほど、抵抗値は低くなります。金属導体の抵抗値が高い順から低い順に並べると、錫、鋼、アルミニウム、金、銅、銀となります。したがって、物体の抵抗値は、その物体が電流をどれだけ妨げるかを示す指標であると結論づけることができます。
オームの法則に従う良導体は、ある温度において、その抵抗率が電界に依存しない、つまり電界の大きさが変化しても抵抗率は変化しない。逆に、オームの法則に従わない導体は、その抵抗率が電界に依存する、つまり電界の大きさが変化すると抵抗率も変化する。
金属導体の抵抗率は温度に依存します。温度が上昇すると抵抗率も上昇し、逆に温度が低下すると抵抗率は低下します。温度が上昇すると、原子の動きが速くなり、構造が乱雑になるため、電子の移動が妨げられ、電子の流れが遅くなります。一方、温度が低下すると、原子の動きが遅くなり、構造が整然とするため、電子の流れがスムーズになります。
抵抗率の逆数は導電率です。数学的には、抵抗率と導電率の関係は次の式で表されます。
σ = 1/ρ
説明：σ = 導体の導電率、ρ = 導体の抵抗率。
抵抗率の単位はΩmなので、導電率の単位は1/Ωm = (Ωm)です。-1
導電率が最も高いのは電気伝導体または良導体であり、導電率が最も低いのは電気絶縁体または不良導体です。導体の電流伝導性が高いほど、導電率は高くなります。導電率の高い順から低い順に金属導体を並べると、銀、銅、金、アルミニウム、鋼、錫となります。したがって、物体の導電率は、その物体が電流を伝導する能力の尺度を示すものと言えます。銀は導電率が高いものの高価なため、電流の導体としては銅の方が広く使用されています。
