Bilindiği gibi bütün maddeler atomlardan oluşmuştur. Beş duyu organımızla çevreyi incelediğimizde çok sayıda değişik özellikli madde görürüz. Örneğin, su, cam, bakır, demir, hava gibi.

a. Madde: Dünyada bulunan 112 çeşit maddenin (element) tümü atomların birleşiminden oluşmuştur. Maddeler doğada katı, sıvı ve gaz hâlinde bulunurlar. Elektrik akımını iletme durumlarına göre maddeler üçe ayrılır. Bunlar iletken, yalıtkan ve yarı iletkenlerdir. Elektronik devrelerin büyük bölümü katıların iletkenliği temeline dayanılarak yapılır. Bir maddenin elektriği iletme oranı, maddenin serbest elektron üretme yeteneğine bağlıdır.

Metaller	Yarı İletkenler	Ametaller

b. Atom: Yapılan deneyler, atomun tek bir bütün olmadığını, daha küçük parçalardan oluştuğunu göstermiştir. Atom, merkezindeki artı (+) yüklü ve yüksüz parçacıklardan oluşan çekirdek ve elektronlarıyla güneş sistemi gibidir. Atomun çekirdeğindeki parçacıklara proton ve nötron adı verilir. Çekirdeğin çevresinde ise eksi (-) yüklü elektronlar vardır. Atom maddelerin bölünemeyen en küçük yapı taşıdır. Atom çekirdeğinin çevresinde dönen elektronlar en çok 7 yörünge üzerinde hareket ederler. Eksi (-) yüklü olan elektronlar yörüngelerinin bulunduğu yarı çapa orantılı olarak potansiyel ve kinetik enerjiye sahiptir. Atomlarda çekirdeğe en yakın yörüngedeki elektronların enerji seviyeleri en düşüktür. Çekirdekten uzaklaştıkça enerji seviyeleri artar.

Atomların çekirdeğinde bulunan protonlar elektriksel bakımdan (+) yüklü, nötronlar ise yüksüzdür. Nötronların elektriksel ve kimyasal etkileşimlerde etkisi (işlevi) yoktur. Bir maddenin elektriksel olaylarının oluştuğu son kabukta bulunan elektronlara valans elektronları denir. Animasyon-1'de örnek olarak dört elektronlu Berilyum atomu gösterilmiştir.

c. Elektrik yükü: Bir atom, elektron kaybettiğinde pozitif yüklü hâle geçer. Eğer dışarıdan bir elektron alırsa negatif yüklü duruma geçer. Atomların artı (+) ya da eksi (-) yüklü olması durumuna şarjlı olma da denilir. Eğer herhangi bir atom şarjlı durumdaysa buna iyon adı verilir. Atomlar fazla olan elektronlarını verip nötr (yüksüz) hâle geçmek isterler. Yani üzerlerindeki fazla elektronları ilk fırsatta komşu bir atoma vermeye çalışırlar. Bu özellik aynı adlı kutupların birbirini itmesi, zıt kutupların birbirini çekmesi özelliğinden kaynaklanmaktadır. Animasyon-2'de negatif elektrik yüklü elektronların bir iletkendeki hareketleri gösterilmiştir.

Animasyon-3'de uçları arasında henüz potansiyel fark oluşmamış bir iletkendeki serbest elektronlar gösterilmiştir. Oynatma butonuna tıkladığınızda iletken uçlarında DC potansiyel fark oluşur ve serbest elektronlar eksi kutuptan artı kutuba doğru harekete geçer.

Animasyon-4'de ise uçlarında yönü ve şiddeti sürekli değişen bir potansiyel fark oluşan iletkende serbest elektronların nasıl hareket ettiği gösterilmiştir. Oynatma butonuna tıkladığınızda artı ve eksi kutuplar sürekli yer değiştirdiğinden elektronların da hareket yönlerinin bu değişime uyduğu görülür.