亥姆霍茲的第一篇論文發表後，遭到了來自各方的批判，尤其那些堅持超距作用的學者。為了回應這些批判，亥姆霍茲於1873年發表了《論電動力學理論（第二部分）：批判的》。在這篇論文中，他指出有關每一對電流元的勢的表達並不是關於最基本的力的表達，而是在每一個電流元中都涉及到一個力和一對力。在某種程度上，這些力的數量和方向不僅取決於位置，而且還取決於電流的速度，所以談論兩個電流元的勢與談論兩個磁體的勢應該是同樣合理的。亥姆霍茲進一步指出，韋伯關於電微粒的假設會導致加速度的係數變成負值，因而產生了永久運動和導體中不穩定的靜電平衡狀態。
然而，問題是諾伊曼、韋伯和麥克斯韋的理論都能說明大多數涉及閉合回路的電學實驗，而對於開放電路，它們卻預言了不同的結果。亥姆霍茲發現，對於閉合的載流環路而言，這時在電路的任何一部分都沒有明顯的電荷累積，現有的各種理論都能很好地解釋相關的問題。但是對於不閉合的電路，由於絕緣體的介入，在導線的兩端就出現了電荷的積聚。這時各種理論所給出的結論彼此之間都有所不同。顯然它們之間有著明顯的不一致。為此，他進一步對不同理論及其結果進行了比較，並決定從諾伊曼的勢定律中推導出安培力。亥姆霍茲將他的結論於1873年2月6日提交給柏林科學院，題目為《關於電動力的安培定律和諾伊曼定律的比較》，而更為詳細的說明出現在1874年，這就是亥姆霍茲關於電動力學的第三篇論文《論電動力學理論（第三部分）：運動導體中的電動力》。此後不久，他的論文《電動力學的批判》發表在波根道夫的《物理學年鑒》雜誌上，其目的旨在駁斥那些針對他的電動力學的數學理論而提出的反對意見。亥姆霍茲這樣說道：
勢定律用一種相對簡單敷學表達包括了整個實驗上已知的電動力學領域，有質動力和電動力作用，並且在有質動力作用領域中產生同樣的簡單性和明晰性，這與引入勢概念在簡化和闡明靜電學和磁學理論中的作用一樣。對於這一點，我自己就可以證明，因為30年來我從未像運用勢定律一樣運用其它的基本原理，並且我在相當複雜的電動力學問題和善至以前無人問津的地方從不需要其它的方法。
由於它具有簡單和清晰的特點，勢定律是最有可能正確的定律。但是，與其它定律一樣，它也需要實驗的檢驗，這也是亥姆霍茲從事一係列研究背後的主要目的，而1870年的論文隻是這些研究的開始。這樣，在以上三篇直接以電動力學為題的論文中，亥姆霍茲首先論述了諾伊曼的勢定律，並指出用這種方法來表示所有在定量上與事實一致的閉合電路現象要比用安培定律要更為簡單。而對於通常開放電路中非常微弱的電動力學作用，他指出運用勢定律不會與普遍的力學原理有矛盾，這表明諾伊曼定律比其它關於電超距作用的假設都具有優勢。然而，諾伊曼理論在一個重要方麵與法拉第的假設不同，因為前者把電動力學作用僅僅歸因於導體中的電流，而導體之間的絕緣體中產生的極化電荷並不認為起到電動力作用。因此，亥姆霍茲的理論研究並沒有解決哪一種電動力學理論是正確的這個問題。雖然韋伯的理論似乎因為它所包含的不穩定性而被排除在外，但是在不影響實驗結果的情況下，還有幾種理論是符合的。所以必須設計一些新的實驗對它們進行檢驗。
為此，亥姆霍茲後來的許多有關電學的研究都致力於發現決定性的實驗中。在他看來，以下三種觀點必須作出區分：首先是勢理論，在這裏七可以取任何值，但沒有引入電介質以太；其次是安培的電流之間超距作用力定律；最後是法拉第一麥克斯韋理論，或者說拓展後的帶有以太的勢理論。與大多數歐洲大陸學派的物理學家一樣，亥姆霍茲仍把電動力分為感應電動力（Inductive
Force）和有質動力（Ponderomotive
Force）。前者是指使導體中發生電荷運動的力，而後者是指使導體本身運動的力。在此基礎上，1874年他迸一步證明他的廣義勢定律既可以作為感應力的勢又可以作為有質動力的勢，並且認為可以通過一個適當的實驗進行檢驗。因為安培定律隻預言了載有閉合電流的導體微元間的有質動力，而亥姆霍茲則認為除了安培所表達的之外還存在由於電路開口處自由電荷的聚集產生的有質動力。然而，實驗結果並沒有看到這種現象。為此他進一步修正了他的假設，並引入一種新的由運流電流（Convection
Cur-rent）產牛的電動力學作用，而這一結論最終得到了羅蘭（Henry
A.Rowland，1848-1901）實驗的證明。這樣，通過一係列理論和實驗研究，亥姆霍茲深深意識到傳統勢理論的困難，在他看來，要保留勢理論就必須引入電介質以太。這時他實際上已經預感麥克斯韋理論是正確的，必將取代各種超距理論。
設計實驗以檢驗幾個不同的電動力學理論是非常困難的，而且在1870年以後在這方麵投入很大努力；盡管其中很多實驗並沒有決定性作用，甚至有些都沒有發表。1875年6月，在提交柏林科學院的一篇題為《由於運動而在非閉合電路中產生的電動力的實驗研究》的文章中，亥姆霍茲指出，實驗並不唯一地遵從諾伊曼的勢定律，因此就需要進一步決定諾伊曼與法拉第的理論間的差異。進一步的實驗證實，諾伊曼的理論並不與實驗結果一致，而隻有把諾伊曼的理論與法拉第關於介質中的極化是一種電運動並且在強度和效果上與導體中的電流相同的觀點結合起來時，這一差異才能消除。實際上，早在1875年初，亥姆霍茲就寫信告訴他的一個同事說，過去幾個月我一直在做有關開放的導電弧的實驗，……我隻能通過周圍絕緣體的影響來解釋。
這樣，所有其他含有超距作用假設的理論都能與閉合電路結果相符，但與動力學的普遍原理存在矛盾。當把它們用於非閉合電路時，韋伯的假設產生了不穩定電平衡這樣難以為人所接受的一些結論，而有的理論，如黎曼定律，則不符合作用與反作用定律。由此，亥姆霍茲意識到，隻有法拉第理論是與已觀察到的事實是完全一致的，而且也與普遍的動力學理論相符。雖然麥克斯韋已經提出了隻適用於閉合電路的理論，然而亥姆霍茲發現它也與已知的幾個有關非閉合電路的事實相符。依據法拉第的觀點，電介質極化必定發生在所有導體之間的絕緣體中，當介質受到電的作用時必然會發生極化現象，這種極化電流必須被看作導體電流的延續。因此，電流必定是閉合的，幾種不同的理論也必然得到相同的結果。由此還可以得出，任何關於超距作用的學說都將是不可取的。
雖然後來亥姆霍茲聲明他的定律並非是關於最終作用力的基本表達，但是這一定律確實允許利用一種電流間的瞬時超距作用力，而避免了明顯依賴於時間的力。這涉及到用電磁學解釋光的傳播，為此目的，他借用了麥克斯韋的理論。麥克斯韋在1863年曾指出，通過一個電和磁極化間的相互感應的過程，在具有電和磁特性的介質中的彈性位移將會以光速傳播。極化被麥克斯韋歸因於以太中的運動，它們繼續了電力和磁力，並且不會發生以太鄰近成分之間作用以外的其它作用。在歐洲大陸很少有人打算去理解這種鄰近作用是如何起作用的，也不打算去理解電可能是什麼，因而麥克斯韋理論也就沒有什麼作用。但是他的方程提供了一個關於電磁效應和電磁波以光速傳播的完整描述。那些方程中的關鍵成分是電位移或極化的假設。亥姆霍茲根據自己的立場考察了這些特點，他假設以太是一種能進行電極化和磁極化的介質，在這種介質中所有的力（其中包括了靜電力、電磁力和磁力）直接作用在它的各部分之間。
其實，亥姆霍茲之所以作出與其他人不同的觀點，原因在於他對電動力學有著自己的考慮。在亥姆霍茲的電動力學中，不存在任何把力傳給實驗室物體的帶電原子，也沒有物體相互作用的場。相反，在任一給定瞬間，物體的電荷狀態直接決定它們的相互作用。亥姆霍茲提出，一個帶電體直接作用於另一個帶電體，或者相反，而其中的一個物體的電荷並不對另一個物體的電荷產生作用。為了確定將會發生什麼，必須從一個相互作用能開始，而這一能量是靠一給定時刻物體的帶電狀態和該時刻彼此之間的距離來決定。如果物體的狀態或彼此之間的距離發生一個小的變化而改變了這個能量，那麼為了保存能量就會有相應的一個力出現。換言之，這個力是來自係統能量的某種東西。因此，亥姆霍茲的主要實體是物體、狀態和相互作用能，其它的東西都是次要的。這樣，在亥姆霍茲看來，物理學的目標就是去發現物體具有的狀態以及相互作用能的可能形式。
亥姆霍茲的觀點有一些基本的含義，它意味著帶電物體和載流體彼此之間沒有必然的相互作用，因為帶電體和載流體是兩種不同的狀態。然而，亥姆霍茲的方法如果在通常意義上被視為一個理論則顯然非常弱。實際上，這意味著韋伯或麥克斯韋的理論可以馬上解決的問題，而用亥姆霍茲的方法卻難以解決。不過，亥姆霍茲充分意識到他的觀點具有與麥克斯韋的觀點相一致的特點，而且他用這種一致性來支持他自己的觀點：
電介質中的電運動和發光以太的運動之間的顯著相似並不取決於走克斯韋假設的具體形式，相反，如果我們堅持舊的電超距作用的觀點，它實際上遵循同樣的方式。
事實上，早在1870年為了得到與麥克斯韋理論一樣的結果，他在拓展勢理論時就加入了三條假設：①電介質極化的變化所產生的電磁力與同等變化的電流所產生的電磁力相等；②無論是電磁力還是靜電力都會產生電介質極化現象；③真空是一種電介質。亥姆霍茲據此認為，承認電超距作用以有限速度傳播似乎是可能的，而不需要改變已經被接受的電動力學理論的基礎。但是，雖然他用他關於空間的超距作用的詳細說明反對麥克斯韋的以太場，亥姆霍茲也用麥克斯韋的場反對韋伯的與時間有關的超距作用。正如他在1872年所說的，麥克斯韋的假設對我來說似乎是非常重要的，因為它證明在電動力學現象中沒有暗含有什麼迫使我們把它們還原成一種異常的自然力，還原成不僅與相應物體的位置有關還與物體的運動有關的力。
在亥姆霍茲的一生中，用科學的精密的方法對自然現象作出解釋是他一直努力追求的目標，特別在物理學領域，他希望它以數學和實驗為基礎，並且試圖把實驗物理學與數學物理學緊密地聯係起來。他拒絕一切建立在含糊的、不能作進一步說明的基礎之上的理論，而且反對把物理學引向形而上學，這顯然與他從生理學轉到物理學的最初願望是一致的。他曾這樣說到：
在我現在指導的那些年輕人中，絕大部分是學醫的，他們中的多教人都沒有足夠的數學物理學基礎去接受我認為自己講得最好的課程。另一方麵，我看到當前德國的年輕一代在科學方麵，特別是在教學物理學方麵還沒有取得任何實質性的進展。作為一切自然科學真正的基礎，物理學這一學科中的幾位大師都已經老了或逐漸成為老一代人了，但是還沒有年輕一代人來接替他們的位置。出於這一考慮，我必須擔負起這一責任，如果我能在這一領域對我的學生產生影響，或許我能在這一領域比在生理學領域做出更重要的工作，因為在生理學中已經形成了一個正茁壯成長的學派。
也許亥姆霍茲在電動力學方麵所取得的成就沒有他在生理學中那樣具有劃時代意義。然而，正如很多學者所認為的那樣，他在包括德國在內的整個歐洲大陸的物理學界最終接受麥克斯韋電磁場理論和拋棄超距作用理論，以及培養以赫茲為代表的一大批傑出物理學家這些方麵所作出的貢獻是不能低估的。亥姆霍茲的物理學才能是突出的，就任德國最有聲望的物理學教授職位在某種意義上證明了這一點，同時這也創造了職位轉變的一個奇跡。他的好友雷蒙德曾感歎這種職位的轉變是前所未聞的：德國最重要的物理學教職被任命給一個醫學和生理學教授。
關於亥姆霍茲的電動力學理論的曆史意義，通常的回答是亥姆霍茲把麥克斯韋的理論翻譯成歐洲大陸物理學家能夠理解的術語，就目前來說，這在某種程度上是正確的。通過提供一個處於兩端的理論，一端是原子和力而另一端是以太場，亥姆霍茲從超距作用力的立場解釋了傳播機製必須具有的含義。到1870年時，傳播意味著能量的傳播，能量已經成為自然界統一性的標誌以及任何轉化和傳播必須通過的量。因此，任何可以接受的光的電磁理論都必須提供對光的能量傳播過程的直接解釋。具有諷刺意義的是，作為歐洲大陸上能量概念最著名的作者，亥姆霍茲在他的理論中卻不能滿足這種需要，主要是因為他的理論沒有獨立地通過空間來分布能量，這也說明了它與場論的真正差別所在。事實上，場論作為一種不間斷的研究傳統在1880年之前並沒有獨立地被建立起來；它更多的是作為一種暗流而存在，這種暗流與作為一個獨立的守恒實體的能量概念以及亥姆霍茲於1870年對麥克斯韋場理論的超距作用解釋的回應一起浮出水麵。