Elektroenerģija atomu līmenī plūst no elektroniem, kas pārvietojas starp vielas atomiem. Šie valences vai brīvie elektroni dažādās vielās ir atšķirīgi, izraisot to atšķirīgas elektriskās īpašības. Tās vielas, kuras labi pārnēsā elektrisko strāvu, sauc par vadītājiem, savukārt vielas, kas kavē šo pārvietošanos, sauc par izolatoriem.
Ir daudz veidu vadītāju un izolatoru.Diriģenti
Materiālus, kuros ir atomi ar brīvi kustīgiem elektroniem, izmanto kā vadītājus katrā nozarē un jomā, kur nepieciešama elektrība. Daudziem metāliem ir labas vadošās īpašības, ieskaitot varu, alumīniju, tēraudu, svinu, zeltu un sudrabu. Citi metāli, piemēram, dzelzs, var pārvadīt elektrisko strāvu, bet ne tik efektīvi.
Pusvadītāji
Dažiem materiāliem piemīt gan vadītāju, gan izolatoru īpašības, piemēram, silikons un germānija. Šīs vielas ir mūsdienu elektronikas sirds, un tām ir četri valences elektroni, nodrošinot pārslēgšanas spējas, kas vajadzīgas tranzistoriem, integrētajām mikroshēmām un datoru procesoriem. Citos pusvadītājos ietilpst fotoelektriskās saules baterijas, gaismas diodes (LED) un taisngrieži.
Dabīgie izolatori
Lielākā daļa dabā atrodamo vielu ietilpst izolatoru kategorijā. Šīs vielas parasti ir tīrāku izolatoru kombinācija, piemēram, koks, māls un klintis. Salmi, audumi un sveķi visi agrāk tika izmantoti kā elektriskie izolatori, un porcelāns tradicionāli tika izmantots ar lielas un mazjaudas līnijām agrīnā celtniecībā.
Izolatori
Vielas, kurām ir septiņi vai astoņi valences elektroni, sauc par izolatoriem. Tie kavē elektrības plūsmu atomu līmenī, un tos izmanto elektrisko signālu atdalīšanai un izolēšanai. Tradicionālo izolatoru piemēri ir gumija, plastmasa un stikls. Ir izstrādāti arī sintētiskie izolatori, ieskaitot neilona un papīra kompozītus.
