6.1 Vodič v elektrostatickom poli

V hrubých rysoch možno telesá rozdeliť podľa pohyblivosti nabitých častíc, z ktorých sa teleso skladá (elektrónov, iónov) na vodiče, izolanty a polovodiče. Vodiče sú látky s veľkou hustotou voľne sa pohybujúcich sa nábojov. Príkladom sú kovy, v ktorých je rádovo , čo predstavuje pohybujúci sa náboj  v jednom kubickom metri vodiča. Izolanty, sú dielektrické látky u ktorých je hustota voľných nábojov zanedbateľne malá a volný pohyb naboja nie je možný. Polovodiče sú látky s relatívne malou hustotou voľného náboja, ktorá výrazne závisí od štruktúry polovodiča a rádovo sa mení zmenou teploty polovodiča.

      

6.2.1 Pohyblivosť nábojov vo vodičoch

Volne sa pohybujúce elektróny v mriežke iónov kovu predstavujú plyn, pre ktorý stredná kvadratická rýchlosť tepelného pohybu elektrónu je rádovo . Elektrón sa  pohybuje  chaotickým tepelným pohybom, vymieňa svoju energiu s časticami elektronového plynu a iónovou mriežkou látky.

Vložením vodiča do elektrického poľa pôsobí na elektrón elektrická sila, ktorá mení jeho hybnosť. Prírastok rýchlosti elektrónu k jeho tepelnej rýchlosti je pomerne malý, pretože po krátkej strednej vzdialenosti dochádza k zrážke s prekážkou v mriežke, elektrón odovzdáva svoju energiu a pohybuje sa v novom smere tepelným pohybom. Aj keď model  častice klasickej mechaniky nie celkom vystihuje podstatu pohybu elektrónov, v hrubých rysoch môžeme určiť strednú rýchlosť unášania elektrónov , z pohybovej rovnice:

      ,                          (6.2.1) silu F pôsobiacu na elektrón určuje intenzita elektrického poľa E, hybnosť elektrónu p určuje súčin jeho efektívnej hmotnosti  a okamžitej rýchlosti v,  je počiatočná rýchlosť elektrónu po zrážke,  je rýchlosť v okamihu nasledujúcej zrážky. Rýchlosť unášania elektrónov má opačný smer k intenzite elektrického poľa (náboj elektrónu je záporný) a z rovníc vyplýva:

         ,                                                                                                         (6.2.2) kde t je stredná doba medzi dvomi zrážkami.

Pohyblivosť voľného náboja vo vodiči zavádzame ako koeficient úmernosti medzi strednou rýchlosťou unášania a intenzitou elektrického poľa:

      .                                                                                                         (6.2.3) Pretože so zvyšujúcou teplotou sa zväčšuje chaotický pohyb elektrónového plynu i kmitanie mriežky, doba t sa skracuje a pohyblivosť klesá.