Электрические свойства тел зависят от того, насколько тесно связаны электроны атома с его ядром. Тела со слабой связью, у которых имеются свободные электроны, хорошо проводят электричество и называются проводниками. К ним относятся все металлы (особенно серебро, медь и алюминий), уголь, кислоты и щелочи. Тела, у которых эта связь сильна, не проводят электричество и называются непроводниками, или изоляторами. К ним относятся резина, эбонит, слюда, фибра, парафин и др.
Замкнутая цепь, по которой течет электрический ток, называется электрической цепью. Различают цепь внутреннюю – в самом источнике тока, и внешнюю, состоящую из проводников, потребителей тока и контрольно-измерительных приборов.
В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный, обозначаемый знаком плюс, и отрицательный, обозначаемый знаком минус.
Электрический ток – это направленное движение свободных электронов в замкнутой электрической цепи. Направление движения потока электронов осуществляется в источнике напряжения от стороны с избытком электронов (-) к стороне с недостатком электронов (+) и называется физическим направлением тока. На практике применяют техническое направление тока, которое осуществляется от плюса к минусу.
Сила тока определяется количеством электронов, которые за одну секунду проходят через проводник в точке измерения. Сила тока измеряется в амперах (А) и в формулах и уравнениях обозначается буквой «i».
Причина, вызывающая направленное перемещение электронов в замкнутой цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС). ЭДС источника тока представляет собой разность количества электронов на полюсах источника тока (разность потенциалов). Часть ЭДС источника тока, затрачиваемая на преодоление сопротивления во внешней цепи, называется напряжением. Напряжение на полюсах источника тока меньше его ЭДС на величину, затраченную на преодоление сопротивления во внутренней цепи самого источника тока.
При прохождении тока по проводнику часть энергии затрачивается на преодоление сопротивления и превращается в тепло. Единицей сопротивления проводников является ом. За один ом принимают сопротивление ртутного столба высотой 106,3 см с поперечным сечением в 1 мм2 при 0 °C.
Сопротивление проводника зависит от его геометрических размеров: чем больше длина проводника, тем выше его сопротивление; чем больше поперечное сечение, тем меньше сопротивление. Кроме того, сопротивление зависит от материала проводника. Сопротивление металлических проводников при нагревании увеличивается, а у таких проводников, как уголь и электролиты, с увеличением температуры сопротивление понижается.