Общие понятия

ЭДС, напряжения и токи, изменяющиеся во времени называют переменными. В дальнейшем для краткости будем рассматривать все понятия на примере тока. Значение тока в любой данный момент времени называют мгновенным. Ток определен, если известна его зависимость от времени  и указано положительное направление.

Ток, мгновенные значения которого повторяются через равные промежутки времени в той же самой последовательности, называют периодическим. Наименьший промежуток времени, через который эти повторения наблюдаются, называют периодом . Для периодического тока

.

Величину, обратную периоду, называют частотой

                                                  .                                                

Частота равна 1 Гц, если период равен 1 с.

Диапазон частот переменных токов, применяемых в электротехнике, составляет от долей герца до миллиардов герц. В электроэнергетике стран Европы и СНГ принята стандартная частота 50 Гц, а в США — 60 Гц.

Наиболее рациональный эксплуатационный режим работы электрических установок переменного тока обеспечивается при питании их от источников синусоидального тока. Он характеризуется тем, что все напряжения и токи являются синусоидальными функциями одинаковой частоты.

Периодические ЭДС, напряжения и токи, являющиеся синусоидальными функциями времени, аналитически представляют в виде следующих уравнений:

Величины , ,  называют мгновенными, а , ,  — амплитудными (максимальными) значениями ЭДС, напряжения и тока. Аргумент синуса  называют фазой.

Величину , определяющую скорость изменения аргумента угла, называют угловой частотой, а , ,  — начальной фазой, соответственно ЭДС, напряжения и тока.

На рисунке изображены синусоидальные напряжение и ток, с одним и тем же периодом. По оси абсцисс можно откладывать или время   или пропорциональную ему угловую величину . Соответственно периодом будет являться  или .

Следует обратить внимание, что начальная фаза  или , определяемая смещением синусоиды относительно начала координат, измеряется абсциссой точки перехода отрицательной полуволны в положительную и является величиной алгебраической. Угол  положителен и отсчитывается вправо к точке , когда синусоидальная функция смещена влево относительно начала координат. Таким образом, для представленных на рисунке функций , а .

Если начала синусоид напряжения и токов, изменяющихся с одинаковой частотой, в какой-то цепи не совпадают, то говорят, что они сдвинуты по фазе относительно друг друга. Угол сдвига фаз измеряется разностью начальных фаз напряжения и тока, т.е.

.