Elektrik akımı hakkındaki makalede elektrik akımının yoğunluğu ele alınmış, elektrik alanları hakkındaki makalede ise elektrik alanı açıklanmıştır. Bir iletkende, iletken boyunca potansiyel farkı olduğunda elektrik alanı ve elektrik akımı oluşur ; tersine, potansiyel farkı yoksa ne elektrik alanı ne de elektrik akımı oluşur.
Metal bir iletkende, elektrik alanı akım yoğunluğuyla doğru orantılıdır; elektrik alanının akım yoğunluğuna oranı sabittir. Elektrik alanının akım yoğunluğuna oranı özdirenç veya özgül direnç olarak adlandırılır . Matematiksel olarak, elektrik alanı, akım yoğunluğu ve özgül direnç arasındaki ilişki şu denklemle ifade edilir:
Açıklama: ρ = özgül direnç, E = elektrik alanı, J = akım yoğunluğu
Elektrik alan formüllerinden biri E = V/s'dir; burada V = elektrik potansiyel farkı = elektrik gerilimi ve s = mesafedir, dolayısıyla elektrik alanın birimi Volt/metre (V/m)'dir. Akım yoğunluğu formülü J = I/A'dır; burada I = elektrik akımı ve A = iletkenin kesit alanıdır, dolayısıyla akım yoğunluğunun birimi Amper/metre kare (A/m²)'dir . Direnç formülü ρ = E/J'dir, dolayısıyla direncin birimi V/m'dir: A/m² = V/m x m² /A = V/A (m) = Ω m (okunuşu: Ohm metre). Ω = Volt/Amper, elektriksel direncin birimidir; bu birimle ilgili açıklamalar Ohm yasası hakkındaki makalede yer almaktadır.
En yüksek özdirenç değerlerine elektrik yalıtkanları veya zayıf elektrik iletkenleri sahipken, en düşük özdirenç değerlerine elektrik iletkenleri veya iyi elektrik iletkenleri sahiptir. Bir iletken elektrik akımını ne kadar iyi iletirse, özdirenci o kadar düşük olur. En yüksekten en düşüğe doğru özdirenç sıralaması kalay, çelik, alüminyum, altın, bakır, gümüş şeklindedir. Bu nedenle, bir cismin özdirenç değerinin , cismin elektrik akımını engelleme yeteneğinin bir ölçüsünü gösterdiği sonucuna varılabilir .
Ohm yasasına uyan iyi bir iletkenin, belirli bir sıcaklıkta, özdirenç değeri elektrik alanından bağımsızdır; yani elektrik alanının büyüklüğü değişse bile özdirenç değeri değişmez. Tersine, Ohm yasasına uymayan bir iletkenin özdirenç değeri elektrik alanına bağlıdır; yani elektrik alanının büyüklüğü değişse bile özdirenç değeri de değişir.
Metal iletkenlerin özdirenci sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık arttıkça özdirenç artar; tersine, sıcaklık azaldıkça özdirenç azalır. Sıcaklık arttıkça atomlar daha hızlı hareket eder ve daha düzensiz hale gelir, bu da elektronların hareketini engeller ve akışlarını yavaşlatır. Sıcaklık azaldıkça atomlar daha yavaş hareket eder ve daha düzenli hale gelir, bu da daha düzgün elektron akışına olanak tanır.
Öz direncin tersi iletkenliktir. Matematiksel olarak, öz direnç ve iletkenlik arasındaki ilişki şu denklemle ifade edilir:
σ = 1/ρ
Açıklama: σ = iletkenin iletkenliği, ρ = iletkenin özdirenci.
Öz direncin birimi Ωm olduğundan, iletkenliğin birimi 1/Ωm = (Ωm) olur.-1
En yüksek iletkenlik değerlerine elektrik iletkenleri veya iyi elektrik iletkenleri sahipken, en düşük iletkenlik değerlerine elektrik yalıtkanları veya zayıf elektrik iletkenleri sahiptir. Bir iletken elektrik akımını ne kadar iyi iletirse, iletkenliği de o kadar yüksek olur. İletkenlik sırasına göre metal iletkenler sırasıyla gümüş, bakır, altın, alüminyum, çelik, kalay şeklindedir. Dolayısıyla, bir cismin iletkenlik değerinin, cismin elektrik akımını iletme yeteneğinin bir ölçüsünü gösterdiği sonucuna varılabilir. Gümüş yüksek iletkenliğe sahiptir ancak pahalıdır, bu nedenle bakır elektrik akımı iletkeni olarak daha yaygın olarak kullanılır.
