Στη Φυσική, ως αγωγοί χαρακτηρίζονται υλικά σώματα των οποίων τα άτομα διαθέτουν ελεύθερα ηλεκτρόνια με συνέπεια να επιτρέπουν την ελεύθερη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων μέσω αυτών. Πολλοί αγωγοί είναι μέταλλα, όπως ο χαλκός και το αλουμίνιο, αλλά υπάρχουν και μη μεταλλικοί αγωγοί.

Υπό την επίδραση διαφοράς δυναμικού στα άκρα ενός αγωγού, τα ηλεκτρικά φορτία που κινούνται στο εσωτερικό του δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα. Η ροή του ηλεκτρικού φορτίου (δηλαδή το ρεύμα) παράγει θερμότητα, η οποία εξαρτάται από την αντίσταση του αγωγού.

Σε αντίθεση με τους αγωγούς, τα υλικά που δεν επιτρέπουν την κίνηση φορτίων στο εσωτερικό τους, συνεπώς στερούνται ελεύθερων ηλεκτρονίων, λέγονται μονωτές. Τέτοια υλικά είναι π.χ. το γυαλί, η πορσελάνη, ο βακελίτης, το καουτσούκ, τα πλαστικά, το αποσταγμένο νερό, ο ξηρός αέρας και το κενό.

Υπάρχει και μία τρίτη, ενδιάμεση κατηγορία υλικών, οι ημιαγωγοί (π.χ. πυρίτιο, γερμάνιο), στους οποίους ένας μικρός αριθμός ηλεκτρικών φορτίων μπορεί να κινείται. Οι ιδιότητες των ημιαγωγών εξαρτώνται σημαντικά από τη θερμοκρασία, καθώς και από τις προσμίξεις που περιέχουν.

Κάτω από μία «κρίσιμη» θερμοκρασία, ορισμένα υλικά (που μπορεί να είναι αγωγοί ή και μονωτές σε συνήθεις θερμοκρασίες) μετατρέπονται σε υπεραγωγούς, δηλαδή σε αγωγούς με μηδενική αντίσταση.

Τύποι ασφαλειών

Οι ασφάλειες σήμερα διακρίνονται σε πέντε τύπους:

Ασφάλειες τήξεως

Είναι ο παλαιότερος και απλούστερος τύπος ασφαλειών. Σε ένα μονωτικό περίβλημα (από πορσελάνη, γυαλί ή πλαστικό) εγκλείεται ένας μικρός αγωγός, του οποίου τα φυσικά χαρακτηριστικά είναι προϋπολογισμένα έτσι, ώστε να αντέχει μέχρι μια ορισμένη ένταση ρεύματος. Αν, για οποιονδήποτε λόγο, η ένταση του ρεύματος αυξηθεί, ο αγωγός τήκεται (λιώνει), διακόπτοντας έτσι το ρεύμα στο κύκλωμα. Όταν αυτό συμβεί, η ασφάλεια χρειάζεται αντικατάσταση. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρικά κυκλώματα οχημάτων, αλλά έχει και ευρεία οικιακή χρήση.

Ασφάλειες με διμεταλλικό έλασμα (θερμικές)

Οι ασφάλειες αυτού του τύπου αποτελούνται από διμεταλλικό έλασμα, δηλαδή δύο μεταλλικούς αγωγούς κατασκευασμένους από διαφορετικό υλικό, με διαφορετικό συντελεστή διαστολής. Όταν το έλασμα θερμανθεί πέραν ενός θερμοκρασιακού ορίου, το οποίο εξαρτάται από την ένταση του ρεύματος που το διαρρέει, τα δυο τμήματα του αγωγού διαστέλλονται ανισομηκώς και έτσι το έλασμα κάμπτεται, διακόπτοντας το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα και, κατά συνέπεια, το προστατεύει. Σε ορισμένους τύπους ασφαλειών η επαναφορά του ελάσματος γίνεται με το χέρι (το συνηθέστερο), σε κάποιους άλλους (όχι ιδιαίτερα διαδεδομένους) για την επαναφορά του ελάσματος χρησιμοποιείται ελατήριο. Βρίσκουν εφαρμογή τόσο σε οικιακές όσο και σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Μεγάλο τους πλεονέκτημα είναι ότι, μετά τη διακοπή του ρεύματος στο κύκλωμα, δεν χρειάζονται αντικατάσταση.

Ασφάλειες με σωληνοειδές (μαγνητικές)

Και αυτές οι ασφάλειες δεν απαιτούν αντικατάσταση όταν ενεργοποιηθούν. Οι ασφάλειες με σωληνοειδές (πηνίο) χρησιμοποιούν την έλξη από το ρεύμα που διαρρέει ένα πηνίο. Όταν το ρεύμα ξεπεράσει την προκαθορισμένη ένταση, η δύναμη ενός ελατηρίου απομακρύνει τις επαφές και προκαλείται διακοπή στο κύκλωμα. Οι ασφάλειες με σωληνοειδές έχουν ταχύτερη δράση από τις θερμικές.

Ασφάλειες με διμεταλλικό έλασμα και σωληνοειδές (θερμικές – μαγνητικές)

Οι ασφάλειες αυτές έχουν ευρεία χρήση και στις οικιακές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις. Συνδυάζουν την ταχύτητα των ασφαλειών με σωληνοειδές (για τα μεγάλα ρεύματα) και την αργή απόκριση των θερμικών ασφαλειών στις χαμηλότερες εντάσεις.

Ηλεκτρονικές ασφάλειες

Χρησιμοποιούν ημιαγωγό (θερμίστορ) ή σύνθετο ηλεκτρονικό κύκλωμα, το οποίο είναι σχεδιασμένο να λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με τις κοινές ασφάλειες. Αυτού του τύπου οι ασφάλειες είναι συνήθως μικρής ισχύος και μεγέθους, κατάλληλες για προστασία υποκυκλωμάτων σε πλακέτες. Δεν είναι κατάλληλες για οικιακή χρήση ή σε οχήματα.