Якщо вільні заряди переміщаються в електричному ланцюзі по замкнутій траєкторії, то такий ланцюг називають повною або замкнутою.
При цьому на кожній з ділянок такого ланцюга робота електростатичних сил переходить в теплову, механічну або енергію хімічних зв'язків. Так як робота електростатичних сил, які переміщують заряд по замкнутій траєкторії, завжди дорівнює нулю, то тільки сили електростатичного поля не можуть забезпечити постійний рух зарядів по замкнутій траєкторії.
Щоб електричний струм в замкнутому ланцюзі не припинявся, необхідно включити в неї джерело струму (див. Рис. А), всередині якого переміщення вільних зарядів відбувалося б не під дією електростатичних сил, а за участю будь-яких інших сил, які називаються сторонніми. Сторонні сили - сили неелектростатіческого походження, що діють на заряди з боку джерела струму. Природа сторонніх сил може бути різною (крім нерухомих зарядів):
1) хімічні реакції - в гальванічних елементах (батарейках), акумуляторах (сторонні сили виникають в результаті хімічних реакцій між електродами і рідким електролітом),
2) електромагнітної - в генераторах. При цьому генератори можуть використовувати а) механічну енергію - ГЕС, б) ядерну - АЕС, в) теплову - ТЕС, г) припливів і відливів - ПЕС, д) вітрову - ВЕС і т.д. (Сили, що діють на вільні заряди, що переміщаються в магнітному полі).
3) використання фотоефекту - фото-ЕРС в калькуляторах і сонячних батареях (в фотоелементах сторонні сили виникають при дії світла на електрони атомів, що входять до складу деяких речовин),
4) п'єзоефект - пьезо-ЕРС, наприклад, в П'єзозапальнички,
5) контактна різниця потенціалів - термо-ЕРС в термопарах і т.д.
Наприклад, в ланцюзі на рис. а, вільні заряди, переміщаються від тіла А до тіла Б під дією електростатичних сил, а сторонні сили джерела живлення змушують їх повертатися назад - від Б до А.
Сторонні сили в джерелі струму поділяють різнойменні електричні заряди один від одного, здійснюючи роботу проти електростатичних (кулонівських сил). Контакт (полюс) джерела струму, де в результаті дії сторонніх сил накопичується позитивний заряд, називають позитивним, а протилежно заряджений полюс - негативним, позначаючи їх так, як зображено на рис. б. Очевидно, що чим більший заряд накопичиться на полюсі джерела струму, тим більше роботи зробили сторонні сили з розділення зарядів, тому що робота проти кулонівських сил прямо пропорційна величині заряду. Тому ставлення роботи, Аст, сторонніх сил, які переміщують заряд q всередині джерела струму від негативного полюса до позитивного, не залежить від величини заряду і служить характеристикою джерела струму, званої електрорушійної силою (ЕРС) джерела,
.Як і різниця потенціалів, ЕРС в СІ вимірюють у вольтах.
Опір джерела струму або внутрішній опір теж є його важливою характеристикою. Внутрішнім опором гальванічного елемента, наприклад, є опір електродів і електроліту, що знаходиться між ними. Зовнішнім ділянкою замкненого кола називають її ділянку, приєднаний зовні до джерела струму (див. Рис. А).
Щоб визначити, як залежить сила струму від ЕРС джерела в ланцюги, зображеної на рис. а, намалюємо еквівалентну схему (див. рис. в), де R відповідає опору провідника між А і Б, (зовнішня ланцюг), а r - внутрішньому опору джерела струму. Відповідно до закону Джоуля-Ленца робота А повн струму, що протікає по замкнутому ланцюзі, за інтервал часу t дорівнює: А повн = I 2. R. t + I 2. r. t. Із закону збереження енергії випливає, що робота струму повинна бути дорівнює роботі сторонніх сил Астор = Ɛ. q = Ɛ. It. Прирівнявши А повн і Астор, отримуємо такий вираз для
яке називають законом Ома для повного кола.
1) Напруга на затискачах джерела, а відповідно і в зовнішній ланцюга
де величина Ir - падіння напруги всередині джерела струму.
2) Якщо зовнішній опір замкненого кола дорівнює нулю, то такий режим джерела струму називається коротким замиканням.
3) Для повного кола закон Джоуля-Ленца
Легко показати, що, якщо повна ланцюг містить кілька послідовно з'єднаних джерел струму, то для обчислення сили струму слід замість Ɛ взяти алгебраїчну суму ЕРС всіх цих джерел, вибравши будь-яке напрямок обходу ланцюга, наприклад, за годинниковою стрілкою (рис. Г). Якщо при такому обході ми йдемо від позитивного полюса джерела струму до негативного, то ЕРС даного джерела слід підсумувати зі знаком мінус.
Більш детальну інформацію дивись ТУТ.