Cuando se aplica una diferencia de potencial a los extremos de un trozo de metal, se establece de inmediato un flujo de corriente, pues los electrones o cargas eléctricas de los átomos que forman las moléculas del metal, comienzan a moverse de inmediato empujados por la presión que sobre ellos ejerce la tensión o voltaje.
Esa presión procedente de una fuente de fuerza electromotriz (FEM) cualquiera (batería, generador, etc.) es la que hace posible que se establezca un flujo de corriente eléctrica a través del metal.
Un sólido es aislante cuando su banda de valencia se encuentra totalmente ocupada y existe una gran separación energética entre ésta y la banda de conducción. Esta separación energética entre ambas bandas suele ser mayor de 3.0 eV para que la sustancia se considere un aislante. Un buen ejemplo de material aislante es el diamante cuya diferencia entre bandas es de 5.47 eV.
Los materiales aislantes son utilizados para separar conductores eléctricos y así evitar cortocircuitos y mantener apartar a los usuarios de las partes de los sistemas eléctricos, que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los materiales aislantes más frecuentemente utilizados son los plásticos y las cerámicas.
FUERZA ELECTRICA
La materia ordinaria consiste de electrones negativos y de núcleos, atómicos positivos, y sus cargas eléctricas atraen unos a otros. ¡Eso es lo que mantiene a los átomos juntos! La materia común tiene cantidades iguales de carga eléctrica positiva y negativa.
Sin embargo, al frotar (digamos) vidrio con una tela de lana seca, se pueden quitar electrones, dejándolo positivo, mientras que los electrones que fueron tomados por la tela, hacen por lo tanto, que obtenga una carga eléctrica negativa. Otros materiales (como el ámbar) atraen los electrones de la tela y se hacen negativos al ser frotados. Los objetos con carga positiva atraen aquellos objetos con carga negativa, pero dos objetos cargados positivamente, o dos objetos negativos, repelen uno al otro.
Existen otras maneras de desprenderse de electrones de la materia, pero el proceso es autolimitante. Suponga que deposita electrones adicionales sobre un objeto: este se carga negativamente, fuertemente repeliendo cualquier electrón adicional y de esta manera no permitiendo que se agregue nada a su carga. Matemáticamente esto puede ser expresado mediante una "presión eléctrica" negativa (también conocido como "voltage" negativo, dado que se mide en unidades llamadas voltios) el cual empuja cualquier otra carga negativa. Si ese voltaje se hace muy grande, los electrones pueden ser empujados como una chispa, y existe un efecto simétrico con la carga positiva, la cual puede efectivamente jalar electrones del material circundante. Eso es lo que pasa en un rayo, cuando los procesos en una nube de tormenta (vea abajo) separan las cargas eléctricas y crean altos voltajes.
En general, las puntas agudas crean chispas aún a bajos voltajes, mientras que esferas grandes y suaves resisten a las chispas. Lo interesante a notar es que la fuerza de repulsión (o atracción) tan solo existe fuera de la esfera: dentro de un recipiente cerrado hueco no se puede observar una fuerza eléctrica o voltaje. Debe estar feliz de saber que si se sienta dentro de una cabina cerrada de un avión de aluminio, cuando es golpeado por un relámapago, la cubierta de metal lo protege de cualquier efecto eléctrico.
