На характеристики электрического тока, а точнее сказать электрического поля влияют свойства металлов и толщина проводника. Такие металлы как медь, серебро, золото, являются лучшими проводниками тока, так как имеют на внешней оболочке по одному электрону, которые под действием электрического поля занимают строгую ориентацию под 90° к оси проводника. Два, три, и более электронов на внешнем электронном уровне гораздо труднее сориентировать в одном направлении. Такие металлы хуже генерируют электрическое поле, говорят, что они имеют большее сопротивление. Представим, что проводник имеет одно сечение, но в каком-то месте его сечение стало в несколько раз меньше, а затем опять выросло до нормального. Что происходит в этом случае? Электрическое поле имеет одинаковую плотность вокруг проводника. Когда площадь проводника уменьшается, то полю тоже приходится сжиматься. Плотность поля растёт, сила тока увеличивается, но происходит это не до бесконечности, а до величин, которые может поддержать данное количество электронов в объёме проводника. При увеличении сечения проводника электрическому полю приходится растягиваться и плотность его совсем уже не та, что была до тонкой области.
Вся электрическая и электронная техника является манипуляторами и преобразователями электрического поля, направленными на изменение характеристик этого поля. Все радиодетали работают с электрическими полями, а не с потоками электронов.
Хотелось бы подробней остановиться на удивительной электрической детали, которая широко используется как в радиотехнике, так и в электротехническом оборудовании. Это катушка. Свойства электрической катушки уникальны. Если проводник замкнуть в электрическую цепь, то произойдёт короткое замыкание, то есть из-за быстрого вращения электронов, увеличится вибрация атомов, произойдёт разогрев вещества до его расплавления. Но если мы смотаем этот проводник в катушку, то он практически не нагреется. В чём дело?
Под действием электрического поля все электроны проводника двигаются в одном направлении. Когда мы наматываем провод на катушку, то мы разворачиваем провод на 180° и электроны под действием всё того же поля двигаются уже в противоположном направлении, то есть генерируют поле с противоположным знаком. Поля отдельных проводков складываются, катушка обретает большое плотное поле, притом каждый участок катушки имеет своё направленное поле, которое противоположно полю участка катушки, лежащего на другом конце диаметра. На проводник действуют сразу два поля, одно основное, которое ориентирует электроны в определённом направлении, другое – противоположное от проводника, идущего в обратном направлении и не дающее вырасти основному полю до опасных величин. Чтобы поля могли взаимодействовать более тесно, их замыкают на сердечнике.
На примере электрической катушки мы увидели, что один и тот же проводник с одинаковым электрическим током, но разным положением создаёт разное электрическое поле. Не важен заряд поля, важен вектор его движения.
Ни в коем случае я не хочу сказать, что всё, что написано в учебниках неправильно. Все формулы, все расчёты верны. Неверно только представление о природе электрического тока.
Когда мы пользуемся вольтметром или амперметром, то используем измерительные приборы, рабочим органом которых является катушка, и мы отслеживаем характеристики электрического поля, а не фотографируем бегущий электрон.