
La resistenza elettrica è una grandezza fisica che misura la tendenza di un corpo ad opporsi al passaggio di una corrente elettrica, quando sottoposto ad una tensione elettrica. Questa opposizione dipende dal materiale con cui è realizzato, dalle sue dimensioni e dalla sua temperatura. Uno degli effetti del passaggio di corrente in un conduttore è il suo riscaldamento (effetto Joule).
La resistenza "R" è l'inverso della conduttanza elettrica "G", definita per un conduttore cilindrico come:
Considerando un circuito nel quale vi sia una singola resistenza tale che la resistenza prodotta in questo circuito sia uguale a quella di partenza, si definisce come "resistenza equivalente" il reciproco della somma dei reciproci delle singole resistenze.
la resistenza equivalente si ricava quindi come
La penultima equazione può essere scritta come
Oppure considerando la conduttanza elettrica:
Una resistenza è proporzionale alla sezione trasversale (S+S), di conseguenza vale:
e infine:
In una resistenza che segue la legge di Ohm, esistono le seguenti relazioni tra la Tensione ΔV, la Corrente I e la Potenza elettrica P:
Quando la resistenza non è costante ma dipende dalla tensione e dalla corrente si definisce la resistenza differenziale o resistenza incrementale. Essa è il coefficiente angolare della retta tangente alla curva nel diagramma che rappresenta "V-I" (tensione in funzione della corrente) nel particolare punto che interessa, cioè la derivata della tensione rispetto alla corrente in quel punto della curva:
Talvolta, quella appena definita, viene chiamata semplicemente "resistenza", benché le due definizioni siano equivalenti solo per un componente ohmmico come un resistore ideale che nel piano [V-I] è una retta. Se la funzione "V-I" non è monotòna (cioè ha un picco o un avvallamento) la resistenza differenziale sarà negativa per alcuni valori di tensione e corrente, cosicché con una tensione in aumento l'intensità della corrente decresce, rispettivamente con una tensione decrescente l'intensità della corrente aumenta. Questa proprietà è spesso chiamata "resistenza negativa", anche se è più corretto chiamarla resistenza differenziale negativa, visto che la resistenza assoluta (tensione divisa per la corrente) resta sempre positiva. Una resistenza differenziale negativa può venire utilizzata per la eccitazione di circuiti oscillanti o per la generazione di oscillazioni di rilassamento. La resistenza differenziale occorre per esempio con i diodi a tunnel o nella ionizzazione a valanga.
Al contrario con una resistenza differenziale positiva la corrente aumenta con una tensione in aumento. Tutti gli elementi circuitali reali esistenti hanno in una parte delle loro curve caratteristiche, tuttavia sempre per valori molto grandi una resistenza differenziale per lo più positiva. Per esempio: le resistenze reali, i diodi, i diodi Zener, tutte le ceramiche semiconduttrici.
La forza elettromotrice di un generatore rappresenta la d.d.p. (differenza di potenziale) presente ai capi di un generatore quando il circuito è aperto. Chiudendo il circuito e diminuendo la resistenza del reostato aumenta la corrente che passa nel circuito e diminuisce la tensione formula_10 misurata con voltmetro.
I generatori hanno una piccola resistenza interna che provoca una caduta di tensione formula_13 tanto più grande quanto maggiore è la corrente formula_14.
L'amperometro che è inserito in serie, deve avere la resistenza interna più piccola possibile per rendere minima la caduta di tensione ai suoi capi, mentre il voltmetro che inserito in parallelo deve avere la resistenza interna più grande possibile per rendere minima la corrente I che lo attraversa.
Si è detto che la presenza di una resistenza determina un riscaldamento del componente. Più precisamente la potenza dissipata in calore è data dalla relazione:
dove:
"P" è la potenza misurata in watt (le altre grandezze sono state già definite sopra).
L'espressione si ricava dalla definizione di potenza elettrica, come prodotto di corrente e tensione, sostituendovi la prima legge di Ohm:
dato
Questo effetto è utile in alcune applicazioni come le lampade ad incandescenza oppure negli apparati riscaldanti ad energia elettrica (ad esempio: gli asciugacapelli) ma non è certo voluto nelle linee di distribuzione dell'energia elettrica dove l'effetto Joule provoca perdite di potenza elettrica lungo tali linee che vanno contenute scegliendo opportunamente le dimensioni dei cavi elettrici che trasportano l'energia.
Al di sotto di una temperatura critica specifica e di un campo magnetico critico alcuni materiali (detti superconduttori) assumono un valore di resistenza ohmica nulla. Per ciò tale materiale è chiamato superconduttore.
Varie applicazioni dei superconduttori sono i motori dewar a levitazione, i treni a levitazione, gli SQUID ed apparecchiature elettromedicali.
Alcuni elementi come il germanio e il silicio hanno un comportamento differente a seconda della temperatura, e si comportano come isolanti a temperature molto basse, mentre a temperatura ambiente (circa 20 °C) si comportano come conduttori. Inoltre è possibile aumentare notevolmente la loro conduttività elettrica con il drogaggio, cioè inserendo delle "impurezze" (ad esempio elementi trivalenti o pentavalenti).
I semiconduttori elementari sono elementi tetravalenti, ovvero che possiedono nell'orbitale più esterno quattro elettroni, che permettono di formare un legame covalente con gli atomi adiacenti. A temperatura bassa questa struttura non permette agli elettroni di muoversi liberamente e perciò questi elementi si comportano come isolanti; tuttavia a temperature più elevate alcuni legami covalenti si possono spezzare liberando elettroni che contribuiscono ad accrescere la conduzione elettrica. Nel momento in cui l'elettrone abbandona l'atomo si forma un "buco" chiamato lacuna che può attirare un altro elettrone e via dicendo seguendo un effetto a catena.
Oltre ai semiconduttori elementari esistono semiconduttori composti, ovvero leghe binarie o ternarie che si comportano come un semiconduttore.
Come già detto all'inizio del paragrafo è possibile aumentare la conduttività di questi elementi attraverso il drogaggio. Inserendo un elemento pentavalente (ad esempio l'arsenico) si formano dei legami covalenti tra il semiconduttore stesso e l'elemento aggiunto. Tuttavia un elettrone rimane libero di muoversi e diventa un elettrone di conduzione. L'arsenico in questo caso viene chiamato "donore" e il semiconduttore è detto di "tipo N".
Se il drogaggio avviene per introduzione di un elemento trivalente (ad esempio l'alluminio) si formeranno tre legami covalenti tra gli elettroni di ogni atomo del semiconduttore e quelli di ogni atomo dell'elemento aggiunto. Tuttavia un elettrone per ogni atomo del semiconduttore rimarrà libero e andrà ad aumentare la conduttività elettrica, lasciando libera una lacuna che tende a catturare un altro elettrone dagli atomi vicini del semiconduttore e via dicendo. In questo caso l'alluminio è chiamato "accettore" ed il semiconduttore è denominato di "tipo P".


La tensione elettrica (impropriamente indicata con il termine "voltaggio", francesismo derivato da "voltage") indica l'energia o il lavoro necessari a separare cariche elettriche di segno opposto. 
Coincide con la differenza di potenziale elettrico, ovvero con la differenza tra il potenziale elettrico di due punti dello spazio. Si tratta della differenza tra l'energia potenziale elettrica posseduta da una carica nei due punti a causa della presenza di un campo elettrico, divisa per il valore della carica stessa. In condizioni stazionarie è pari al lavoro compiuto per spostare una carica unitaria attraverso il campo da un punto all'altro, cambiato di segno.
Si misura con un voltmetro, in genere integrato in un "tester" elettrico. Nell'ambito del sistema internazionale di unità di misura, l'unità di misura della differenza di potenziale elettrico è il volt (V).
La definizione di "tensione elettrica" si deve ad Alessandro Volta, che, accanto ai concetti di "capacità elettrica" e di "carica elettrica", usa per la prima volta il concetto di "tensione elettrica" per rendere conto delle proprietà intensive ed estensive dell'elettricità. Volta ne parla nei suoi studi relativi alla scoperta della pila voltaica (la prima batteria elettrochimica).
In un circuito elettrico alimentato da un generatore di tensione ideale la differenza di potenziale elettrico tra i due poli del generatore è pari alla forza elettromotrice. Essa aumenta quanto più crescono: carica elettrica totale, distanza e resistenza elettrica, intercorrenti tra le cariche elettriche. Nel caso si consideri un generatore reale, la tensione agli estremi del generatore è minore a causa della caduta di potenziale relativa alla resistenza interna del generatore.
L'energia erogata dal generatore può venire dissipata nel circuito in diversi modi, ad esempio attraverso carichi resistivi o sovratensioni, nel caso in cui siano presenti celle elettrochimiche.
Facendo un'analogia con un circuito idraulico, alla differenza di potenziale si può associare la differenza di pressione che si genera in un tubo chiuso pieno di liquido con le estremità poste ad altezze differenti: alla tensione fra due punti del circuito elettrico corrisponde la differenza di pressione fra due punti del circuito idraulico. La differenza di potenziale tra i poli del generatore elettrico può essere vista come la differenza di altezza dei serbatoi dell'analogo circuito idraulico, e le dissipazioni di energia elettrica come conseguenti dell'attrito del liquido con le pareti interne del tubo. Infine, l'intensità di corrente elettrica che scorre nel conduttore può essere messa in analogia con la portata di liquido nel tubo.
In questa analogia, come il flusso d'acqua può compiere del lavoro scorrendo da un punto ad alta pressione ad uno a bassa pressione, azionando ad esempio una turbina, allo stesso modo le cariche che si muovono tra due punti posti a potenziale differente costituiscono una corrente elettrica, che può alimentare, ad esempio, un motore elettrico o fornire comunque energia sotto altre forme.
La tensione elettrica ai capi di un percorso è definita come la quantità di lavoro per unità di carica sviluppato dal campo elettrico per muovere una carica elettrica, ed equivale quindi all'integrale di linea del campo elettrico lungo la curva considerata come percorso. Essendo il campo conservativo in condizioni stazionarie, esso ammette potenziale, e quindi l'integrale di linea del campo elettrico dipende solo dagli estremi di integrazione. In questo caso la tensione equivale alla differenza di potenziale, e l'integrale è nullo su qualsiasi linea chiusa.
Esplicitamente, la differenza di potenziale formula_1 tra due punti "a" e "b" è l'integrale del campo elettrico E lungo una qualunque linea formula_2 che congiunga i due punti:
dove formula_4 rappresenta il prodotto scalare e "φ" l'angolo compreso tra il vettore campo elettrico e il vettore spostamento formula_5.
In una spira che racchiude una superficie attraversata da un flusso magnetico, si genera una fem proporzionale alla velocità di variazione di flusso nel tempo.
Una differenza di potenziale è anche generata tra gli estremi di un conduttore elettrico che si muove perpendicolarmente ad un campo magnetico.
Alla base del comportamento dei circuiti con carico puramente resistivo, vi è la legge di Ohm. Essa stabilisce che se si applica una tensione formula_1 ai capi di una resistenza formula_7, l'intensità formula_8 della corrente elettrica risultante che la attraversa, è direttamente proporzionale alla tensione ed inversamente proporzionale alla resistenza:
La corrente elettrica che passa attraverso un componente resistivo (R), genera una dissipazione di potenza formula_10 il cui valore è dato dal prodotto dell'intensità (I) per la differenza di potenziale (V):
Tale fenomeno è detto Effetto Joule.
La tensione tra due o più rami del circuito posti in serie è pari alla somma tra le tensioni dei singoli rami, mentre due punti che in un circuito sono connessi da un conduttore ideale (cioè avente resistenza nulla) hanno differenza di potenziale pari a zero.
Il corpo umano è uno scarso conduttore di elettricità, se messo in confronto ad un pezzo di rame delle stesse dimensioni ed in genere presenta una resistenza interna con un valore di diverse migliaia di Ohm, che può cambiare anche parecchio in base a diversi fattori. Applicare quindi una tensione elettrica qualsiasi ad un corpo umano, in teoria non provoca danni, in quanto è l'intensità della corrente elettrica ad essere pericolosa per l'uomo. Infatti, un generatore ideale di tensione con intensità di corrente nulla, potrebbe ipoteticamente generare anche 50kV (ddp) che non recherebbe ugualmente alcun danno all'uomo.
Tuttavia, la resistenza interna di qualsiasi generatore reale di tensione è sempre maggiore di zero e ciò significa che, anche se di pochi milliampere (ad esempio), è pur sempre presente una certa intensità di corrente che potrebbe interagire col corpo umano, danneggiandolo anche mortalmente. Ad esempio, con tensioni di 50VAC o 120VDC, una intensità di corrente che supera i 10mA, diventa pericolosa per l'uomo.
La classificazione della tensione elettrica è differente a seconda dell'ambito a cui si fa riferimento e al tipo di corrente (alternata o continua).
In particolare secondo quanto dettato dalla norma CEI EN 50110-1 ""Esercizio degli impianti elettrici"", la tensione elettrica viene classificata come indicato nella seguente tabella:
La norma CEI EN 50160 (a cui fa riferimento l'AEEG) riporta invece i seguenti valori:
