1905年，塔菲尔（ Tafel）发现对于一些常见的电极反应，氢的超电势与电流密度之间在一定范围内存在如下的定量关系：η=a blgi。
式中过电位和电流密度i均取绝对值（即正值），a和b为两个常数，它们决定于电极材料、电极表面状态、温度和溶液组成等。a表示电流密度为单位数值（1A/cm）时的过电位值，根据a值的大小，可以比较不同电极体系中进行电子转移步骤的难易程度。b值是一个主要与温度有关的常数，对大多数金属而言，常温下b的数值在0.12V左右 。
测定a、b值是研究电极反应动力学的一种重要途径，也是电解工业推算槽电压与电极电流密度关系的依据之一。该公式适用于电流密度较高的区域。在i非常小时，此式不适用。在i很小、超电势也很小（η<±0.03伏）时，超电势与电流密度呈线性关系，即η=ki。k为比例常数 。
