É sempre difícil para nós, seres humanos, acostumados a viver no mundo macroscópico (o mundo dos objetos grandes), tentar imaginar como são as coisas no nível microscópico (o mundo dos objetos muitíssimo pequenos).

Não sabemos como é realmente o interior da matéria, mas podemos tirar algumas conclusões a partir de experiências, e usar a nossa imaginação para o resto (desde que essa imaginação não entre em conflito com fatos comprovados experimentalmente).

Para entender o conceito de "corrente elétrica", temos que tentar visualizar como é o interior de um metal, porque esse é o material usado para a fabricação de fios.

Podemos pensar no metal como um sólido formado por uma rede cristalina tridimensional, com uma nuvem de elétrons voando em todas as direções. De que maneira podemos visualizar isso?

A "rede cristalina tridimensional" pode ser comparada àquele equipamento existente nos parques de diversões infantis, a "gaiola-labirinto", que é uma estrutura feita de tubos metálicos ou de madeira. A "nuvem de elétrons" é a turma de crianças que sobe por entre os tubos para brincar e se dependurar. Se pensarmos na gaiola-labirinto como um cristal metálico, as junções entre os tubos seriam os íons positivos (átomos sem os seus elétrons de valência), e as crianças seriam esses elétrons "brincando" no meio deles.

Como já foi mencionado, o movimento aleatório (ao acaso, sem planejamento) dos elétrons chama-se "movimento térmico", e é causado pela energia térmica do meio ambiente.

Significará isso que, se congelarmos o metal, os elétrons páram de se agitar? Não, só conseguiremos diminuir muito pouco (de uma quantidade desprezível) essa agitação. Se o esquentarmos, aumentaremos a agitação um pouquinho.

Na temperatura ambiente, a velocidade desses elétrons fica entre 3 e 4 milhões de quilômetros por hora. Difícil imaginar uma velocidade tão grande. Podemos fazer uma conta para tentar avaliar a magnitude de tal velocidade. Para percorrer uma distância igual à que existe entre o extremo norte e o extremo sul do Brasil, que é de 4320 km, a uma velocidade constante de 3,5 milhões de quilômetros por hora, gastaríamos cerca de 4 segundos.

Com uma velocidade tão alta, por que então os elétrons não se desprendem do metal e saem voando? É porque estão constantemente se chocando com a rede cristalina, e nesses choques perdem velocidade, transmitindo sua energia de movimento (energia cinética) à rede, que vibra sem cessar.

Mas se esses elétrons, com essa velocidade, ficam se chocando com a rede cristalina, como é que não arrebentam a rede? É porque os elétrons são muito leves! Lembremos que a massa do elétron é 9,11 × 10 ^{- 31} kg, ou seja:

Vamos agora aperfeiçoar o nosso modelo da gaiola-labirinto. Temos que pensar em uma estrutura menos rígida, feita de algum tipo de borracha capaz de vibrar com os balanços e batidas das crianças. Quanto mais agitadas as crianças, maiores as vibrações da gaiola. Quanto mais agitados os elétrons, maiores as vibrações da rede cristalina, e, conseqüentemente, mais alta a temperatura do metal.

Um fio metálico ligado a uma bateria ou a uma pilha, ou ainda à rede elétrica, nada mais é do que uma amostra metálica submetida a um campo elétrico externo que a atravessa de ponta a ponta. Os elétrons reagem à presença do campo, e modificam o seu movimento. Continuam com a agitação térmica, mas também se deslocam de acordo com o sentido do campo elétrico externo, assim como crianças agitadas voltando do recreio: ao mesmo tempo em que voltam para a sala de aula, continuam com as brincadeiras, correndo para lá e para cá, "entrechocando-se" constantemente.

Dessa maneira, os elétrons acabam caminhando ao longo do fio, entre sucessivos choques com as outras cargas. A velocidade dessa "corrente" na direção do campo fica entre 3 e 4 metros por hora (no caso da fiação elétrica de uma casa). Tal movimento de "deriva" faz aumentar ainda mais a freqüência dos choques entre os elétrons e a rede cristalina, e esta passa a vibrar mais. Portanto, com a passagem da corrente elétrica, a temperatura do fio aumenta.

Estivemos falando sobre condutores, isolantes, campos elétricos e correntes. Vamos recapitular a relação que existe entre esses conceitos.

Um campo elétrico, ao agir sobre uma carga elétrica, provoca uma força. Essa força faz com que a carga se desloque. Se estiver livre, ela poderá se deslocar livremente no espaço. O sentido do movimento vai depender do sentido do campo e do sinal da carga. Se estiver dentro da matéria, o movimento é dificultado pelos choques com outras cargas. As substâncias isolantes são aquelas nas quais os elétrons da última camada estão mais fortemente ligados, sendo necessários campos muito intensos para quebrar a ligação. Por isso, em circunstâncias normais, não conduzem corrente. As substâncias condutoras são aquelas que precisam de campos fracos para se ionizar, e também aquelas que já contêm, naturalmente, íons positivos (cátions) e negativos (ânions) separados. Nos metais, os íons negativos (elétrons), ao reagir à presença de um campo elétrico externo, se movem segundo a direção das linhas de força. Esse movimento recebe o nome de "corrente elétrica", que é definida como "a quantidade de carga que atravessa, por segundo, a seção reta de um fio".

Em linguagem matemática, teremos:

i =q / t

onde i é o símbolo de corrente, e q é a quantidade total de carga que atravessa a seção reta do fio (seção reta é uma superfície imaginária que corta o fio perpendicularmente) durante o intervalo de tempo t.

A unidade de corrente elétrica, no Sistema Internacional, é o ampère, símbolo A. Foi a partir dessa unidade que se definiu o coulomb (C), que é a unidade de carga. Um coulomb é a quantidade de carga que atravessa a seção reta de um fio no intervalo de tempo de 1 segundo, quando a corrente é de 1 ampère.

É certo que a lâmpada (e todos os aparelhos elétricos) funcionam devido à corrente elétrica. Como sabemos, a corrente é conseqüência do campo elétrico externo, o qual se estabelece ao longo do fio no momento em que ligamos o interruptor da luz ou o botão do aparelho. Acontece que a velocidade de propagação do campo elétrico dentro do material do fio é aproximadamente igual à velocidade da luz no vácuo, que é de 300 mil quilômetros por segundo (ou 1,08 bilhão de quilômetros por hora). Isso quer dizer que, ligado o botão, quase instantaneamente todas as cargas do fio passam a sentir a presença do campo; os elétrons de condução, conforme o que já foi discutido, começam a se deslocar — todos simultaneamente — segundo a direção do campo. Não é necessário portanto que os elétrons do começo do fio transmitam, por meio de choques, o seu movimento aos vizinhos, estes aos seguintes, etc., para que haja corrente no fio todo. No caso da corrente alternada, o movimento dos elétrons é de vaivém. Nas nossas instalações elétricas, aqui no Brasil, o sentido do movimento se alterna 60 vezes por segundo. Dizemos que a freqüência é de 60 hertz.