บทความเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าได้กล่าวถึงความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า และ บทความเกี่ยวกับ สนามไฟฟ้าก็ได้อธิบายถึงเรื่องนี้เช่นกัน สนามไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในตัวนำเมื่อมีความต่างศักย์คร่อมตัวนำ ในทางกลับกัน หากไม่มีความต่างศักย์ ก็จะไม่มีทั้งสนามไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น
ในตัวนำโลหะ สนามไฟฟ้าแปรผันตรงกับความหนาแน่นกระแส โดยที่อัตราส่วนของสนามไฟฟ้าต่อความหนาแน่นกระแสเป็นค่าคงที่ อัตราส่วนของสนามไฟฟ้าต่อความหนาแน่นกระแสเรียกว่าความต้านทานจำเพาะ หรือค่าความต้านทานเชิงต้านทานในทางคณิตศาสตร์ ความสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้า ความหนาแน่นกระแส และความต้านทานจำเพาะ สามารถแสดงได้ด้วยสมการ:
คำอธิบาย: ρ = ความต้านทานจำเพาะ, E = สนามไฟฟ้า, J = ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า
หนึ่งในสูตรของสนามไฟฟ้าคือ E = V/s โดยที่ V = ความต่างศักย์ไฟฟ้า = แรงดันไฟฟ้า และ s = ระยะทาง ดังนั้นหน่วยของสนามไฟฟ้าคือ โวลต์/เมตร (V/m) สูตรของความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าคือ J = I/A โดยที่ I = กระแสไฟฟ้า และ A = พื้นที่หน้าตัดของตัวนำ ดังนั้นหน่วยของความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าคือ แอมแปร์/ตารางเมตร (A/m² )สูตรของความต้านทานจำเพาะคือ ρ = E/J ดังนั้นหน่วยของความต้านทานคือ V/m : A/m² = V/m x m² /A = V/A (m) = โอห์มเมตร ( Ω = โวลต์/แอมแปร์) ซึ่งเป็นหน่วยของความต้านทานไฟฟ้า รายละเอียดเกี่ยวกับหน่วยนี้จะอธิบายไว้ในบทความเกี่ยวกับกฎของโอห์ม
ค่าความต้านทานจำเพาะ สูงสุด พบได้ในฉนวนไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี ในขณะที่ ค่า ความต้านทานจำเพาะ ต่ำสุด พบได้ในตัวนำไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่ดี ยิ่งตัวนำนำไฟฟ้าได้ดีเท่าไร ค่าความต้านทานจำเพาะก็ จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น ลำดับของตัวนำโลหะที่มี ค่าความต้านทานจำเพาะ สูงสุดไปต่ำสุด คือ ดีบุก เหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง เงิน ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า ค่า ความต้านทานจำเพาะของวัตถุบ่งบอกถึงความสามารถของวัตถุในการต้านทานกระแสไฟฟ้า
ตัวนำที่ดีที่ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม ที่อุณหภูมิหนึ่ง ค่าความต้านทานจำเพาะจะไม่ขึ้นอยู่กับสนามไฟฟ้า กล่าวคือ หากขนาดของสนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง ค่าความต้านทานจำเพาะจะไม่เปลี่ยนแปลง ในทางกลับกัน ตัวนำที่ไม่ปฏิบัติตามกฎของโอห์ม ค่าความต้านทานจำเพาะจะขึ้นอยู่กับสนามไฟฟ้า กล่าวคือ หากขนาดของสนามไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง ค่าความต้านทานจำเพาะก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย
ความต้านทานจำเพาะของตัวนำโลหะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานจำเพาะจะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิต่ำลง ความต้านทานจำเพาะจะลดลง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อะตอมจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและไม่เป็นระเบียบมากขึ้น ทำให้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนถูกขัดขวางและไหลช้าลง เมื่ออุณหภูมิต่ำลง อะตอมจะเคลื่อนที่ช้าลงและเป็นระเบียบมากขึ้น ทำให้การไหลของอิเล็กตรอนราบรื่นขึ้น
ค่าผกผันของความต้านทานจำเพาะคือค่าการนำไฟฟ้า ในทางคณิตศาสตร์ ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานจำเพาะและการนำไฟฟ้าแสดงได้ด้วยสมการ:
σ = 1/ρ
คำอธิบาย: σ = ค่าการนำไฟฟ้าของตัวนำ, ρ = ค่าความต้านทานจำเพาะของตัวนำ
หน่วยของความต้านทานจำเพาะคือ Ωm ดังนั้นหน่วยของการนำไฟฟ้าคือ 1/Ωm = (Ωm)-1
ตัวนำไฟฟ้าที่ดีจะมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด ในขณะที่ฉนวนไฟฟ้าหรือตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดีจะมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำที่สุด ยิ่งตัวนำไฟฟ้าสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ดีเท่าไร ค่าการนำไฟฟ้าก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ลำดับของตัวนำโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุดไปต่ำสุดคือ เงิน ทองแดง ทองคำ อลูมิเนียม เหล็ก และดีบุก ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า ค่าการนำไฟฟ้าของวัตถุบ่งบอกถึงความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าของวัตถุนั้น เงินมีค่าการนำไฟฟ้าสูงแต่มีราคาแพง ดังนั้นทองแดงจึงถูกนำมาใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าอย่างแพร่หลายมากกว่า
