不同类型的电子原子有不同的移动自由度。在某些类型的材料中，比如金属，原子中最外层的电子受到的束缚非常松散，它们在材料原子之间的空间中无序地移动，仅仅受到室温热能的影响。因为这些几乎不受束缚的电子可以自由地离开它们各自的原子，并在相邻原子之间的空间中漂浮，它们经常被称为自由电子。
在其他类型的材料中，如玻璃，原子的电子几乎没有自由移动。尽管物理摩擦等外力可以迫使其中一些电子离开它们各自的原子，转移到另一种材料的原子中，但它们不能很容易地在该材料的原子之间移动。
材料中电子的这种相对移动性称为电性导电率。电导率是由材料中原子的类型(每个原子核中的质子数决定其化学特性)和原子之间的连接方式决定的。具有高电子迁移率(许多自由电子)的材料是被称为导体，而具有低电子迁移率(很少或没有自由电子)的材料被称为绝缘体。下面是一些常见的导体和绝缘体的例子:
|
|
必须明白，并不是所有的导电材料都具有相同的导电性，也不是所有的绝缘体对电子运动都具有相同的抵抗力。导电性类似于某些材料对光的透明度:容易“传导”光的材料被称为“透明”，而不能传导光的被称为“不透明”。然而，并不是所有的透明材料对光的传导都是一样的。窗玻璃比大多数塑料好，当然也比“透明”玻璃纤维好。导电体也是如此，有些比其他的好。
例如，银是“导体”列表中最好的导体，它比引用的任何其他材料都能为电子提供更容易的通道。脏水和混凝土也被列为导体，但这些材料的导电性比任何金属都要低。
也应该理解，一些材料在不同的条件下会经历电性能的变化。例如，玻璃在室温下是很好的绝缘体，但加热到很高温度时就变成导体。气体，如空气，通常是绝缘材料，如果加热到非常高的温度，也会导电。大多数金属受热时导体变差，冷却时导体变好。许多导电材料成为完全导电(这被称为超导)在极低的温度下。
虽然导体中“自由”电子的正常运动是随机的，没有特定的方向或速度，但电子可以通过导电材料以协调的方式运动。电子的匀速运动就是我们所说的电或电流。更确切地说，它可以被称为动态电相比静电，这是电荷的静止积累。就像水在空的管道中流动一样，电子可以在导体原子之间的空空间中移动。在我们看来，导体可能是固体，但任何由原子组成的材料大部分都是空的空间!液体流动的类比是如此的合适，以至于电子通过导体的运动经常被称为“流动”。
这里可以得出一个值得注意的结论。当每个电子均匀地通过一个导体时，它会推动前面的一个，这样所有的电子就会以一组的形式一起移动。启动和停止电子流通过传导路径的长度实际上是瞬间从导体的一端到另一端，即使每个电子的运动可能非常缓慢。一个近似的类比是一个端到端装满弹珠的管子:
电子管里充满了玻璃球，就像导体里充满了自由电子一样，它们随时可能被外界的影响所移动。如果一个弹珠突然插入左边的管子里，另一个弹珠会立即从右边的管子里出来。尽管每个弹珠只移动了很短的距离，但运动通过管子从左端到右端几乎是瞬间的，不管管子有多长。有了电，导体从一端到另一端的整体效应以光速发生:每秒18.6万英里!!然而，每个单独的电子都以a多慢。
如果我们想让电子从一个特定的方向流向一个特定的地方，我们就必须为它们提供合适的移动路径，就像水管工必须安装管道让水在他或她想让它流动的地方流动一样。为了促进这一点,电线由各种尺寸的高导电性金属如铜或铝制成。
记住，只有当电子有机会在物质原子之间的空间中移动时，它们才能流动。这意味着可以有电流只有存在导电材料的连续路径，提供电子通过的管道。在大理石的类比中，当且仅当右侧的管道是开放的，以便大理石流出时，大理石可以流入管道的左侧(并因此通过管道)。如果右侧的管道被堵塞，弹珠只会在管道内“堆积”，而不会发生弹珠的“流动”。这同样适用于电流:电子的连续流动需要有一个不间断的路径来允许这种流动。让我们看一个图表来说明这是如何工作的:
一根细的实线(如上所示)是表示一根连续导线的常规符号。由于导线是由导电材料制成的，例如铜，它的组成原子中有许多自由电子，这些电子可以很容易地通过导线。然而，在这条导线中永远不会有连续或均匀的电子流动，除非它们有一个地方可以去，也有一个地方可以去。让我们添加一个假设的电子“源”和“目的”:
现在，随着电子源将新的电子推入左边的导线中，电子流过导线就会发生(如从左到右的箭头所示)。但是，如果导线形成的导电路径被打断，则会中断流动:
由于空气是一种绝缘材料，空气间隙将两根导线分开，曾经连续的路径现在已经中断，电子不能从源头流向目的地。这就像把一根水管切成两半，然后堵住水管的断头:如果水管没有出口，水就不能流动。在电的术语中，我们有一个电的条件连续性当铁丝是一个整体，现在随着铁丝的切断和分离，连续性被打破了。
如果我们拿另一根通向终点的导线，简单地与通向源头的导线进行物理接触，我们将再次有一个电子流动的连续路径。图中的两个点表示导线片之间的物理(金属对金属)接触:
现在，我们有了从源头到新连接的连续性，向下，向右，向上到目的地。这类似于在一个有盖的管道中放入一个“t”接头，然后将水通过一个新的管道段引向目的地。请注意，右边的断线段没有电子流过，因为它不再是从源头到目的地的完整路径的一部分。
值得注意的是，由于电流的存在，电线不会发生“磨损”，这与长期流动最终会腐蚀和磨损的输水管道不同。然而，电子在移动时确实会遇到一定程度的摩擦，而这种摩擦会在导体中产生热量。我们将在后面更详细地探讨这个主题。
点评:
相关工作表:
