Электрический ток – это упорядоченное движение носителей заряда (со скоростью ), возникающее в электрическом поле и преобладающее над хаотическим (тепловым) движением. Сила тока равна величине электрического заряда, переносимого за единицу времени через рассматриваемую поверхность . Если ток создается как положительными, так и отрицательными носителями, то . За направление электрического тока выбрано направление движения положительных носителей заряда. Ток, не меняющийся во времени, называется постоянным: .

Распределение тока по поверхности, через которую он протекает, характеризуется вектором плотности электрического тока . Его величина равна отношению силы тока dI, протекающего через расположенную в данной точке перпендикулярно к направлению движения носителей площадку dS_n, к величине этой площадки: . Направление вектора . В изотропном проводнике упорядоченное движение носителей заряда происходит в направлении вектора , поэтому направления векторов  и  совпадают.

Сила тока через любую поверхность равна , то есть сила тока есть поток вектора плотности электрического тока через заданную поверхность.

Для поддержания тока в замкнутой цепи необходимо обеспечить круговорот зарядов (против сил электрического поля) с помощью сил неэлектростатического происхождения – сторонних сил (обусловленных химическими процессами, диффузией носителей и т.д.). Работа сторонних сил над единичным положительным зарядом называется электродвижущей силой (эдс), действующей в электрической цепи или на ее участке . Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется падением напряжения (напряжением) на данном участке цепи , где φ₁ – φ₂ – приложенная разность потенциалов.

Участок цепи, на котором на носители заряда действуют сторонние силы, называется неоднородным. Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называется однородным, для него .

Сила тока, протекающего через однородный в физическом смысле проводник, пропорциональна падению напряжения на нем , (закон Ома), где R – электрическое сопротивление. Для однородного проводника , где l и S – длина и площадь поперечного сечения проводника, ρ – удельное (электро)сопротивление.

В случае однородного проводника , где φ₁ – φ₂ – разность потенциалов, приложенная к проводнику.

В случае неоднородного проводника .

Знак эдс в законе Ома берется со знаком +, если она способствует протеканию тока (движению положительных зарядов от 1 к 2).

В случае замкнутой цепи φ₁–φ₂ = 0, и .

Закон Ома в дифференциальной форме

, или .

Так как

, то .

На неоднородном участке проводника кроме электростатических сил действуют и сторонние силы, также приводящие к упорядоченному движению носителей заряда. В этом случае  – закон Ома в дифференциальной форме для неоднородного участка цепи.

Работа, совершаемая на произвольном участке цепи постоянного тока силами электростатического поля и сторонними силами, равна:

A = Uq = UIt.

Если проводник неподвижен и химических превращений в нем не происходит, то работа электрического тока затрачивается на увеличение внутренней энергии проводника, в результате чего проводник нагревается. При этом говорится, что при протекании тока в проводнике выделяется теплота

Q = UIt, или Q = I²Rt.

Это соотношение описывает закон Джоуля-Ленца.

В случае переменного тока (если сила тока изменяется со временем) количество теплоты, выделяющееся за время t, равно

.

Закон Джоуля-Ленца был установлен для однородного участка цепи, однако он справедлив и для неоднородного участка при условии, что действующие в нем сторонние силы имеют нехимическое происхождение.