Dans un circuit alimenté par une source de tension, les porteurs de charge qui reviennent dans le générateur doivent traverser un milieu matériel (l'électrolyte) avant de pouvoir parcourir de nouveau le circuit : ils rencontrent donc une résistance que l'on appelle résistance interne du générateur. Un générateur réel est donc l'association d'une source de tension ou de courant idéale, et d'une résistance interne.
Deux montages sont possibles :
Générateur de tension : modèle de Thévenin
Le générateur est constitué d'une source de tension idéale montée en série avec un dipôle linéaire. En régime continu, ce dipôle est une résistance r. Lorsque ce générateur est placé dans un circuit, il délivre un courant d'intensité I et la loi des mailles fournit facilement la relation entre E et I :
.
La caractéristique statique est donc une droite décroissante, coupant l'axe des tensions en E et de pente égale à r, en valeur absolue.
Générateur de courant : modèle de Norton
Le générateur est constitué d'une source de courant idéale montée en parallèle avec un dipôle linéaire. En régime continu, ce dipôle est une résistance r'. Lorsque ce générateur est placé dans un circuit, il délivre un courant d'intensité
On obtient donc
La caractéristique tension-courant est donc semblable à celle du générateur de tension réel. |  modèle de Norton |
Equivalence des deux générateurs
On dit que deux portions de circuits sont équivalentes si on peut remplacer l'une par l'autre sans rien changer à l'état électrique du reste du circuit. Ainsi les générateurs de Thévenin et de Norton seront-ils équivalents si la tension u et le courant I sont les mêmes, quel que soit le circuit branché dessus. La comparaison des deux équations caractéristiques montre immédiatement comment doivent être choisis les éléments des générateurs pour qu'il en soit ainsi :
Fondamental :
soit
