正弦交流電詳解：正弦交流電的定義，正弦交流電的電動勢、電壓和電流的相互關系，正弦交流電的三要素

　　正弦交流電的定義

　　大小和方向隨時間作有規律變化的電壓和電流稱為交流電，又稱交變電流。正弦交流電是隨時間按照正弦函數規律變化的電壓和電流。由于交流電的大小和方向都是隨時間不斷變化的，也就是說，每一瞬間電壓（電動勢）和電流的數值都不相同，所以在分析和計算交流電路時，必須標明它的正方向。

　　正弦交流電的電壓，電流和電動勢的相互關系

　　正弦交流電路的模型如下圖所示，其中交流電源或交流信號源常常是電壓源，負載可以是電阻元件、電感元件和電容元件及三者的組合（圖中用方框表示）。用導線將電源和負載連接起來，在電路中就產生電流和電壓。因為電壓源發出正弦交流電動勢，電路中的電流和電壓隨時間按正弦函數規律而變化，分別以符號e、i和u表示，稱為正弦交流電動勢、正弦交流電流和正弦交流電壓。正弦交流電又可稱為交流電，簡稱為正弦量。它們可以用波形圖、三角函數式和相量來表示。

　　波形圖：正弦電流和電壓的波形如下圖a所示，圖b和圖c中虛線箭頭表示電流、電壓的實際方向，實線箭頭則代表參考方向。

　　三角函數式：正弦電流和電壓的三角函數表示式如下：

　　在波形圖和三角函數式中，i、u分別表示電流、電壓在任一瞬時的數值，稱為瞬時值。由于正弦電流i和電壓u的方向隨時間周期性變化，所以在分析研究交流電路時必須規定它們的參考方向，當規定正弦電流電壓正半周的實際方向為參考方向時，則負半周時的實際方向與參考方向相反。在圖b、c中，“ + ”“-”代表電源電壓的實際極性，只有在電路上已確定電流、電壓參考方向的基礎上，用三角函數式表示正弦量才有確定的含義。如對某正弦電流取負半周的實際方向為參考方向，則三角函數式應改為：

　　正弦交流電的三要素

　　從（式1）中和圖上電路圖中可知，正弦量的特征表現為它們的大小和方向隨時間按正弦規律變化的、在參考方向確定的條件下，正弦量可由頻率（或周期、角頻率）、幅值（或有效值）和初相位來確定。（式1）中符號ω、Im（或Um）、ψ，這三個參數稱為正弦量的三要素。