Arus listrik berlawanan dengan arah arus elektron. Jika arus elekton dari kutup negatif ke kutub positif maka arus listrik dari titik yang bermuatan positif menuju ke titik negatif. Karna yang bergerak adalah elektron sedangkan protonnya trtap. Ternyata dari setiap bahan masing-masing mempunyai kandungan elektron yan tidak sama, antara bahan satu dengan bahan lainnya. Olehkarena itu akan dapat diketahui sifat bahan itu sendiri yang berkaitan dengan jumlah elektron.
Gambar 1.16 Arah gerakan elektron bebas
Seperti kalian ketahui bahwa satuan arus listrik adalah ampere (A). Secara konseptual dinyatakan sebagai arus konstan dalam dua konduktor paralel yang panjangnya tak terhingga dan luas penampangnya diabaikan, yang terpisah dengan jarak satu meter dalam hampa udara (vakum), yang memproduksi gaya antara konduktor sebesar 2,0×10-7 newton per meter. Pernyataan konseptual lain yang lebih nyata adalah arus listrik dihasilkan dari gerakan elektronbebas yang membawa muatan listrik, di mana satu ampere ekivalen dengan satu coulomb muatan listrik yang bergerak pada suatu permukaan dakam satu detik.
Sehingga bila dituliskan dalam bentuk fungsi variabel waktu adalah i(A) = dq/dt (C/s). Satuan turunan muatan listrik, adalah coulomb (C), ekivalen dengan amper-detik. Pergerakan muatan listrik yang dibawa oleh elektron bebas dapat positif atau negatif. Ion positif, bergerak ke arah kiri dalam likuid atau plasma, seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 1.16(a), menghasilkan arus i, yang arahny ajuga ke kiri.
Jika ion tersebut bergerak pada permukaan rata S dengan laju kecepatan satu coulomb per detik, maka akan menghasilkan arus satu amper. Ion negatif bergerak ke arah kanan seperti diperlihatkan dalam Gambar 1.16(b), juga menghasilkan arus listrik yang arahnya ke kiri. Jika suatu bahan mempunyai jumlah elektron yang banyak dari setiap atomnya maka bahan tersebut bersifat sebagai penghantar. Tapi jika suatu bahan jumlah elektronnya sangat sedikit, bahan tersebut bersifat sebagai bahan penyekat.
Satuan dari arus listrik adalah Ampere (A), yang diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775-1836) yang menyatakan besar satu ampere adalah jumlah muatan listrik sebesar 6,24 x 1018 elektron, mengalir pada suatu titik tertentu dalam waktu satu detik. Jadi dapat disimpulkan bahwa 1 coulomb = 6,24 x 1018 Elektron.Dan satu amper = satu coulomb/detik. Analisis yang lebih penting dalam sirkit atau rangkaian listrik adalah arus pada konduktor metalik di mana gerakan elektron bebas mengambil tempat pada kulit atau lintasan paling luar dari struktur atomnya.
Sebagai contoh, tembaga, satu elektron yang berada pada lintasan paling luar hanya terikat dengan lemah dengan inti nukleus sehingga dapat bergerak bebas dari satu atom ke atom berikutnya dalam struktur kristalnya. Pada suhu konstan, maka pergerakan elektronnya juga konstan secara random. Sebagai gambaran yang lebih nyata tentang konduksi pada konduktor yang terbuat dari bahan tembaga kurang lebih ada 8,5×1028 konduksi elektron yang dapat bergerak bebas per meter kubik.
Muatan yang dibawa oleh setiap elektron, -e = – 1,602×10-19 C, sehingga arus sebesar satu ampere dapat terjadi jika ada 6,24×1018 elektron per detik bergerak melewati penampang konduktor tersebut.