Для протікання електричним колом струму необхідно, щоб у колі були елементи, які переміщують електричні заряди, збільшуючи їхню енергію. Сили, які виконують цю функцію називаються сторонніми силами. За своєю природою сторонні сили можуть бути різноманітні: хімічні, як у електричних батареях і акумуляторах, термоелектричні, як у термопарах, чи зумовлені явищем електромагнітної індукції, як у генераторах електричного струму. Кожне джерело живлення характеризується своєю електрорушійною силою й внутрішнім опором.

У результаті розділення всередині джерела позитивних і негативних зарядів джерело набуває запасу потенціальної енергії, яка витрачається на використання роботи з переміщення зарядів по всьому колу. Тепер можна сказати: ту частину замкненого кола, в якій заряди рухаються під дією електростатичної різниці потенціалів називають зовнішньою, а ту, в якій носії заряду рухаються під дією сторонніх сил - внутрішньою. Полюси джерела струму розділяють внутрішню і зовнішню ділянки кола.

Сторонні сили забезпечують розділення різнойменно заряджених частинок в джерелі (у внутрішньому колі) і підтримують певну різницю, потенціалів на полюсах, тим самим зумовлюючи рух зарядів у зовнішньому колі.Отже робота сторонніх сил дорівнює сумі робіт, що виконуються по переміщенню заряду на внутрішній і зовнішній ділянці кола.

Джерело струму, як і будь-який провідник, має певний опір, який називають внутрішнім опором джерела і позначають r, на відміну від опору зовнішнього кола R. Згідно із законом Ома, для однорідної ділянки кола сила струму І на ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі U й обернено пропорційна опорові R цієї ділянки. Формулу закону Ома записують і в такому вигляді: U = IR, де добуток IR називають спадом напруги на даній ділянці кола. Для ділянки, що не містить джерела струму, поняття напруги та спаду напруги збігаються.

Відповідно до закону Ома, для зовнішньої та внутрішньої ділянок кола можна записати U_вн = Ir, U_зн = IR. Тоді ε = IR + Ir, сума спадів напруг на зовнішній і внутрішній ділянках кола дорівнює ЕРС джерела.

Отже, сила струму в колі залежить від трьох величин, дві з яких (ЕРС і внутрішній опір) характеризують джерело, а третя залежить від самого кола. Якщо користуватись певним джерелом електричної енергії, то ε і r можна вважати сталими величинами. Якщо змінювати опір зовнішнього кола, то відповідно змінюватиметься сила струму І в колі та спад напруги IR на зовнішній частині кола. Зі збільшенням опору зовнішнього кола сила струму зменшується, напруга ж зростає. Якщо R = ∞ (коло розімкнене), то І = 0, спад напруги всередині джерела відсутній, а напруга на полюсах джерела дорівнює його ЕРС. На цьому ґрунтується наближене вимірювання ЕРС джерела. Вольтметр приєднують до полюсів джерела за умови розімкненого зовнішнього кола. До того ж вольтметр показує спад напруги IR на самому собі. А оскільки опір вольтметра зазвичай дуже великий, тобто R >> r, U = IR ≈ ε. Що більший опір вольтметра порівняно з внутрішнім опором джерела струму, то точнішим буде виміряне значення ЕРС.

Існує три типи з’єднання джерел струму: послідовне, паралельне і змішане.

При послідовному з’єднанні, позитивний полюс одного джерела з’єднують з негативним полюсом наступного. Е.р.с. послідовно з’єднаних джерел струму, дорівнює сумі е.р.с. кожного з них (ξ_посл=ξ₁+ξ₂+…+ξ_n), а внутрішній опір відповідної батареї, дорівнює сумі внутрішніх опорів її окремих елементів (r_посл=r₁+r₂+…+r_n). Оскільки на практиці, в батарею джерел струму майже завжди об’єднують однакові джерела струму, то ξ_посл=nξ₁; r_посл=nr₁ де n – число послідовно з’єднаних джерел струму.

Послідовне з’єднання джерел струму застосовують в тих випадках, коли зовнішнє електричне коло розраховане на відносно невеликі струми і має відносно великий опір (R>>r).

При паралельному з’єднанні джерел струму їх однойменні полюси з’єднуються в один вузол. При цьому, е.р.с. відповідної батареї дорівнює е.р.с. одного з її складових елементів (звичайно за умови, що ці елементи є однаковими): ξ_пар=ξ₁; а внутрішній опір – зменшується в n разів: r=r₁/n, де n – кількість паралельно з’єднаних елементів.

Паралельне з’єднання джерел струму застосовують в тих випадках, коли опір зовнішнього електричного кола відносно малий (R≅r), а це коло розраховано на відносно великі струми.