Kõiki meid ümbritseb tohutu hulk mitmesuguseid seadmeid ja neil põhinevaid terveid süsteeme, mis ühel või teisel viisil toimimise käigus elektrivoolu tarbivad. Elektrivoolu mõiste võeti kasutusele selleks, et anda kindel selle kulgu protsessi kirjeldus selgus, mis saavutati tänu hüdrodünaamikaga otsese analoogia sihipärasele kujundamisele läbi vedeliku vool.
Elektrit käsitlevate teadmiste kogumisel näidati, et elektrivoolu vool on peamiselt elektromagnetvälja liikumine mööda juhtivat keskkonda, mis toimub kiirustel mitte liiga erinevatel kiirustel Sveta. Sellisel juhul liigub väli suurema potentsiaaliga punktist väiksema potentsiaaliga punkti suunas, s.t. klassikalise skeemi järgi plussist miinuseni.
Selle protsessiga kaasnev laengukandjate liikumine toimub samuti, kuid märgatavalt väiksema kiirusega. Erinevates materjalides toimub see erinevates suundades.
Laengukandjate sortid
On teada, et laengukandjad jagunevad positiivseteks ja negatiivseteks. Negatiivseid laenguid omavad elektronid ja ioonid, positiivse laengu kandjate seas valitsevad ioonid. Negatiivsed laengud liiguvad suurema potentsiaali suunas, positiivsed aga madalama potentsiaali suunas. Ja mõlemal juhul tekib keskkonnas elektrivool.
Ilmub klassikaline ebaselgus, mis on kokkuleppel elimineeritud. Postulaadi tasandil eeldatakse, et vool kulgeb alati plussist miinuseni, olenemata laengute tüübist.
Laengute liikumine metallides
Enamik metalle temperatuuril, mis on elektri- ja juhtmetehnoloogia jaoks praktiliselt oluline, on tahkis ja neis pole ioone.
Selle tulemusena määrab voolu tahketes juhtivates materjalides juhtivuse elektrooniline tüüp, st. vabad elektronid (joonis 1), mis võtavad endale laengukandjate funktsioonid, voolu liikumise käigus liiguvad nad voolu suunaga vastupidises suunas, pilt 2.
Metallides olevad elektronid on elektrivälja poolt nende orbiitidelt kergesti lahti rebitavad, mida mööda nad potentsiaalse erinevuse puudumisel aatomite ümber pöörlevad. Seega moodustub ebaolulise potentsiaalse erinevusega suur hulk laengukandjaid, s.t. metallidel on suhteliselt väike elektritakistus.
Laengute liikumine pooljuhtides
Pooljuhid jäävad toatemperatuuril juhtivuse poolest märgatavalt alla metallidele. Sellesse rühma kuuluvad materjalid jagunevad n-tüüpi ja p-tüüpi pooljuhtideks. N-tüüpi pooljuhtidel on normaalses olekus elektrone üle, p-tüübile minnes avaldub see elektronide puudumine, kuid ülejäänud liiguvad suhteliselt kergesti aatomite ühest lubatud asendist teine. Viimane on samaväärne positiivsete laengute liikumisega.
Pooljuhtide eripära on see, et nende juhtivus suureneb temperatuuri tõustes järsult: nõrga sideme tõttu aatomitega muutub selle tõustes märkimisväärselt seondumata elektronide arv.
Seega võib laengute liikumissuund pooljuhtides kokku langeda voolu suunaga (p-tüüp) ja olla sellele vastupidine (n-tüüp).
Laengute liikumine vedelikes ja gaasides
Vedelike ja gaaside eripära on see, et ioonid on neis laengukandjad. Need võivad olla kas positiivsed (katioonid) või negatiivsed (anioonid), joonis 3. Vastavalt sellele, kui negatiivsed katioonid on ülekaalus, liiguvad nad "vastu voolu", samas kui positiivsed katioonid liiguvad "mööda voolu".