Teoría de la conducción metálica

Cuando se aplica un campo eléctrico a través de un conductor, los electrones libres se desplazan en la dirección opuesta a la dirección del campo mientras chocan con los iones del cristal.

Si el campo aplicado fuera cero, el movimiento aleatorio dería, en promedio, como resultado una deriva neta cero, ya que las colisiones cambiarían aleatoriamente sus direcciones. El tiempo medio entre colisiones se denomina tiempo libre medio.

La aceleración del electrón viene dada por la fuerza eléctrica sobre la masa. Su velocidad en cualquier momento se expresa mediante la velocidad inicial, la aceleración y el tiempo.

Promediando ambos lados sobre las colisiones se obtiene la velocidad promedio. Sin embargo, dado que la deriva media debida a las colisiones es cero, la velocidad de deriva viene dada por el producto de la aceleración y el tiempo libre medio.

Usando la relación entre la densidad de corriente y la velocidad de deriva, la densidad de corriente está relacionada con el campo eléctrico, que es la ley de Ohm.

Por lo tanto, la conductividad eléctrica se expresa por el número de electrones libres por unidad de volumen, la carga y la masa del electrón y el tiempo libre medio.