I modelli matematici dei circuiti elettrici sono lambito di studio della teoria dei circuiti (una delle discipline dellingegneria elettrica); i corrispondenti modelli matematici dei componenti fisici sono chiamati componenti elettrici.

In un circuito elettrico viene spesa energia elettrica, prodotta da un generatore, per far funzionare un dispositivo: per esempio, una lampadina. Lenergia spesa è energia potenziale elettrica, trasportata dalle cariche, che viene trasformata in altre forme di energia (calore e luce nel caso della lampadina).

La prima legge di Ohm stabilisce che, a temperatura costante, la differenza di potenziale (V) applicata agli estremi di un conduttore è direttamente proporzionale allintensità della corrente (I) che lo attraversa:

In un circuito chiuso, la differenza di potenziale e la f.e.m. diventano uguali solo nel caso ideale in cui R = 0, che nella pratica è però impossibile da realizzare (spesso, tuttavia, la resistenza interna del generatore è molto minore della resistenza degli altri elementi del circuito e può venire trascurata).