Aby zbudować obwód prądu stałego należy posiadać źródło napięcia stałego (np. ogniwo, akumulator). Wewnątrz tych źródeł zachodzą procesy rozdzielające ładunki przeciwnych znaków i dzięki temu na wyjściach źródła pojawia się napięcie.

Tak wytworzone napięcie na źródle powoduje powstanie wewnętrznego pola elektrycznego E. Siły Fs umożliwiające powstanie napięcia na źródle muszą więc być skierowane przeciwnie do tego pola i nie mogą mieć charakteru elektrostatycznego. Umożliwiają one ruch nośników ładunku (elektronów, dziur, jonów itp.) w kierunku przeciwnym do wewnątrz źródłowego pola E (tzn. np. dodatnie ładunki poruszają się od - do +). Siły te działające na nośniki ładunku w źródle naszą nazwę elektromotorycznych.

Zgodnie z II prawem Kirchhoffa, suma wszystkich spadków potencjału w dowolnym obwodzie zamkniętym jest równa zeru. Po zastosowaniu powyższego prawa do obwodu zawierającego połączone szeregowo: siłę elektromotoryczną ε, opór wewnętrzny r i opór zewnętrzny R, otrzymamy:

ε - ri - Ri = 0

Uz = ε - ri

Metodą określenia siły elektromotorycznej jest metoda kompensacyjna

Metoda kompensacyjno-porównawcza pomiaru napięcia nie wymagająca znajomości wartości napięcia U zasilającego kompensator. Jest to metoda porównawcza. Porównuje się siłę elektromotoryczną εx. z siłą elektromotoryczną ogniwa wzorcowego, ogniwa Westona, którego   SEM  wynosi  e0=1.0183V .

Schemat układu przedstawia powyższy rysunek, a zasada pomiaru jest następująca:

a) przeprowadzamy kompensację układu z wzorcową siłą elektromotoryczną εw i otrzymujemy wynik analogiczny jak w poprzednim przykładzie:

b) przeprowadzamy kompensację układu z badaną siłą elektromotoryczną εx i stąd mamy:

c) dzieląc stronami równania (15.3) i (15.4) otrzymujemy:

---