Когда батарея зажигает электрическую лампочку карманного фонаря, заставляет работать электромотор или поддерживает ток в электролитической ванне, она передает энергию внешней цепи (лампе, мотору или электролитической ванне). Там энергия преобразуется в теплоту или в механическую энергию. Если цепь содержит электронную лампу с нагретой нитью, электроны при прохождении от нити через вакуум получают большую кинетическую энергию и ударяются об анод. В электронной лампе, сконструированной так, что электроны ударяются о небольшую область анода, эту часть анода можно довести до белого каления. В металлической проволоке энергия, переданная батареей, также преобразуется в кинетическую энергию движения электронов по проволоке. После столкновения электронов с атомами проволоки кинетическая энергия преобразуется в энергию хаотического движения атомов. Вследствие частых столкновений электроны никогда не приобретают большой кинетической энергии. Получаемая электронами энергия почти сразу же превращается в теплоту. Если в цепи есть электродвигатель, большая часть энергии может быть использована для поднятия тяжестей, хотя часть энергии обязательно превратится в теплоту.

Рассмотрим цепь, изображенную на рис. Каждый электрон, проходя от нити к аноду, ускоряется, приобретая кинетическую энергию, равную разности потенциалов между нитью и анодом, создаваемой батареей. Проходящий электрон уносит один отрицательный заряд от нити и нейтрализует один положительный заряд на аноде. Если мы выключим батарею, ток сразу же прекратится. Когда же батарея подключена, то пока один электрон движется от нити к аноду, другой должен двигаться вдоль проволоки от отрицательного полюса батареи, чтобы занять место, покинутое первым электроном. Таким образом, по проводу течет ток, равный току от нити к аноду. Небольшое электрическое поле в проводе вынуждает электроны двигаться. Таким образом, при наличии тока различные точки проводящей проволоки находятся не точно при одном и том же потенциале. Если проволока достаточно длинна и тонка и если сила тока достаточно велика, то разность потенциалов на концах проволоки будет достаточно большой, чтобы ее можно было измерить.
Разность потенциалов между полюсами батареи, т. е. энергию на единичный заряд, сообщенную батареей, можно разложить на разности потенциалов различных элементов цепи. Небольшая разность потенциалов гонит электроны от отрицательного полюса батареи до нити. Она обусловливает ту энергию электронов, которая при их движении по проволоке переходит в теплоту. Большая разность потенциалов разгоняет электроны от нити к аноду и соответствует той кинетической энергии, с которой они ударяются о пластину. И, наконец, опять небольшая разность потенциалов гонит электроны по проводу к положительному полюсу батареи. Сумма этих разностей потенциалов и есть энергия, сообщаемая каждому элементарному заряду, движущемуся через батарею. Вся эта энергия рассеивается, нагревая провода и анод. И вся эта энергия исходит от батареи.
Распределение разности потенциалов, создаваемой батареей, между различными элементами цепи и величина силы тока при данной разности потенциалов зависят от физической природы элементов цепи.

Портал России