Elektros negalima suprasti be medžiagos sandaros todėl, kad elektriniai reiškiniai vyksta ne paviršiuje, o pačiame medžiagos viduje. Iš pirmo žvilgsnio matome tik rezultatą: kibirkštį, srovę laiduose, įelektrintų kūnų trauką ar stūmą. Tačiau visa tai atsiranda dėl to, kaip medžiagoje išsidėsčiusios ir juda smulkios krūvį turinčios dalelės. Kitaip tariant, norint suprasti elektrą, reikia suprasti, iš ko sudaryta medžiaga.
Ilgą laiką elektra atrodė kaip paslaptinga jėga, veikianti tarsi savaime. Žmonės matė patrinto gintaro trauką, žaibą ar kibirkštis, bet nežinojo, kodėl tai vyksta. Tik pradėjus tirti medžiagos sandarą paaiškėjo, kad kūnai sudaryti iš atomų, o atomuose yra elektrinį krūvį turinčių dalelių. Būtent šis atradimas leido elektros reiškinius aiškinti ne vien kaip išorinį efektą, bet kaip vidinį mikropasaulio procesą.
Svarbiausias vaidmuo čia tenka elektronams. Jie turi neigiamą krūvį ir daugelyje medžiagų gali judėti. Kai elektronai juda kryptingai, atsiranda elektros srovė. Jei elektronai nuo vieno kūno persikelia prie kito, kūnai įsielektrina. Vadinasi, be supratimo, kad medžiagoje yra judrių krūvį turinčių dalelių, būtų neįmanoma paaiškinti nei srovės, nei statinės elektros.
Medžiagos sandara taip pat paaiškina, kodėl skirtingos medžiagos elektrą praleidžia nevienodai. Metalai yra geri laidininkai, nes juose kai kurie elektronai gali judėti gana laisvai. Izoliatoriuose elektronai daug stipriau susieti su atomais, todėl jų judėjimas ribotas. Puslaidininkiai turi tarpines savybes, todėl tapo šiuolaikinės elektronikos pagrindu. Taigi vien tik iš laidumo jau galima spręsti apie medžiagos vidinę sandarą.
Be medžiagos sandaros neįmanoma suprasti ir to, kodėl elektra kartais teka, o kartais ne. Jei medžiagos viduje nėra laisvai judančių krūvį turinčių dalelių, srovė neatsiras arba bus labai silpna. Jei tokių dalelių yra daug ir jos gali lengvai judėti, elektra teka efektyviai. Tai reiškia, kad elektriniai reiškiniai tiesiogiai priklauso nuo to, kaip organizuota medžiagos vidinė struktūra.
Elektros ryšys su medžiagos sandara ypač aiškus atomų lygmenyje. Atomas yra sudarytas iš teigiamą krūvį turinčio branduolio ir aplink jį esančių elektronų. Nors visas atomas dažniausiai yra neutralus, elektronai gali būti perkelti, atplėšti arba persiskirstyti. Būtent tokie pokyčiai ir sukelia daugelį elektrinių reiškinių. Todėl elektra nėra kažkas atskiro nuo medžiagos — ji yra viena iš medžiagos sandaros pasireiškimo formų.
Šis supratimas padėjo paaiškinti ne tik paprastą srovę laiduose, bet ir daug sudėtingesnius reiškinius. Jonų judėjimas tirpaluose, medžiagų poliarizacija elektriniame lauke, išlydžiai dujose ar puslaidininkių veikimas taip pat priklauso nuo vidinės sandaros. Kiekvienu atveju lemiama yra tai, kokios dalelės medžiagoje gali judėti, kaip jos sąveikauja ir kaip reaguoja į elektrinį lauką.
Būtent todėl elektros mokslo pažanga tapo įmanoma tik tada, kai fizika pradėjo gilintis į atomų ir dalelių pasaulį. Kol elektra buvo aiškinama tik kaip bendras poveikis, jos supratimas buvo ribotas. Kai paaiškėjo, kad medžiaga sudaryta iš atomų, elektronų ir jonų, elektra tapo tiksliai paaiškinama. Tai atvėrė kelią ne tik teorijai, bet ir praktikai: elektrotechnikai, elektronikai, ryšio technologijoms ir kompiuteriams.
Galima sakyti, kad medžiagos sandara yra raktas į elektros supratimą. Ji paaiškina, iš kur atsiranda krūvis, kaip jis juda, kodėl atsiranda trauka bei stūma ir kodėl vienos medžiagos laidžios, o kitos ne. Be šio pagrindo elektra liktų tik stebimų efektų rinkinys, bet ne iki galo suprastas gamtos reiškinys.
Kodėl elektros negalima suprasti be medžiagos sandaros? Todėl, kad visi elektriniai reiškiniai kyla iš to, kaip medžiagoje išsidėsčiusios ir juda krūvį turinčios dalelės. Elektronai, jonai, atomų sandara ir skirtingas laidumas paaiškina, kodėl teka srovė, kodėl kūnai įsielektrina ir kodėl atsiranda elektrinė sąveika.
Būtent medžiagos sandaros pažinimas pavertė elektrą tiksliuoju mokslu. Kai mokslininkai suprato, kas vyksta medžiagos viduje, elektra iš paslaptingo reiškinio virto aiškiai paaiškinama ir praktiškai valdoma jėga.
