Немецкий физик Г. Ом (1787 -1854) экспериментально установил, что сипа тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорционально напряжению U на концах проводника:

          I = U/R,                                                   (1)

где R - электрическое сопротивление проводника.

Уравнение (1) выражает закон Ома для участка цепи (не содержащего источника тока): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению  и обратно пропорционально сопротивлению проводника.

Участок цепи, в котором не действуют э.д.с. (сторонние силы) называют однородным участком цепи, поэтому эта формулировка закона Ома справедлива для однородного участка цепи.

Теперь рассмотрим неоднородный участок цепи, где действующую э.д.с. на участке 1 - 2 обозначим через Ε₁₂, а приложенную на концах участка разность потенциалов - через φ₁ - φ₂.

Если ток проходит по неподвижным проводникам, образующим участок 1-2, то работа A₁₂ всех сил (сторонних и электростатических), совершаемая над носителями тока, по закону сохранения и превращения энергии равна теплоте, выделяющейся на участке. Работа сил, совершаемая при перемещении заряда Q₀ на участке 1- 2:

          A₁₂ = Q₀E₁₂ + Q₀(φ₁ - φ₂)                                 (2)

Э.д.с. E₁₂, как и сила тока I, - величина скалярная. Её необходимо брать либо с положительным, либо с отрицательным знаком в зависимости от знака работы, совершаемой сторонними силами. Если е.д.с. способствует движению положительных зарядов в выбранном направлении (в направлении 1-2), то E₁₂ > 0. Если э.д.с. препятствует движению положительных зарядов в данном направлении, то E₁₂ < 0.

За время t в проводнике выделяется теплота:

          Q =I²Rt = IR(It) = IRQ₀                                   (3)

Из формул (2) и (3) получим:

          IR = (φ₁ - φ₂) + E₁₂                                         (4)

Откуда

          I = (φ₁ - φ₂ + E₁₂)/R                                       (5)

Выражение ,(4) или (5) представляет собой закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме, который является обобщённым законом Ома.

Если на данном участке цепи источник тока отсутствует (E₁₂ = 0), то из (5) приходим к закону Ома для однородного участка цепи

          I = (φ₁ - φ₂)/R = U / R

Если же электрическая цепь замкнута, то выбранные точки 1 и 2 совпадают, φ₁ = φ₂; тогда из (5) получаем закон Ома для замкнутой цепи:

          I =E /R,  

где E - э.д.с., действующая в цепи, R - суммарное сопротивление всей цепи. В общем случае R = r + R₁, где r - внутреннее сопротивление источника тока, R₁ - сопротивление внешней цепи. Поэтому закон Ома для замкнутой цепи  будет иметь вид:

          I = E / (r+R₁).

Если цепь разомкнута, в ней ток отсутствует (I = 0), то из закона Ома (4) получим, что (φ₁ - φ₂) = E₁₂ , т.е.  э.д.с., действующая в разомкнутой цепи, равна разности потенциалов на её концах. Следовательно, для того чтобы найти э.д.с. источника тока, надо измерить разность потенциалов на его клеммах при разомкнутой цепи.  

• Закон Ленца
• Электродвижущая сила (ЭДС), электрическое напряжение
• Принцип действия и конструкция синхронных машин. Холостой ход синхронных генераторов
• Принцип действия однофазных коллекторных двигателей
• Машины постоянного тока