正弦交流电包含三个要素：最大值（或有效值）、角频率（或频率、周期）和初相位。知道了这三个物理量，就可以知道正弦交流电的变化规律。

1.瞬时值、最大值和有效值

交流电的瞬时值，最大值和有效值都反映了交流电的大小。

1）瞬时值

正弦交流电随时间按正弦规律变化，每一时刻对应的值都是不同的，某一时刻的值称为该时刻的瞬时值。通常用小写字母表示，如 e、u、i分别表示交流电动势、交流电压、交流电流的瞬时值，其大小随时间变化。

2）最大值

交流电在一个周期内数值最大的值就是最大值，也称振幅或峰值。通常用大写字母加下标m表示，如Em、Um、Im分别表示交流电动势、交流电压、交流电流的最大值。

3）有效值

交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。通常用大写字母表示，如E、U、I分别表示交流电动势、交流电压、交流电流的有效值。一般情况下，我们所说的交流电压和交流电流的大小以及测量仪表所指示的电压、电流值都是指有效值。电气设备铭牌上的额定值也是有效值。

4）最大值与有效值的关系

数学分析表明，正弦交流电的有效值和最大值的关系为：

2.周期、频率、角频率

交流电的周期、频率、角频率反映了交流电变化的快慢。

1）周期

用 T表示，单位为秒（s），常用的单位还有毫秒（ms）、微秒（μs）等，它们的换算关系为：

1s=103ms　　 1ms=103μs

2）频率

交流电在单位时间内重复变化的次数，用 f表示，单位为赫兹（Hz）。常用的单位还有千赫（kHz）、兆赫（MHz）等，它们之间的换算关系为

1MHz=103kHz　　1kHz=103Hz

3）周期和频率的关系

周期与频率互为倒数关系，即：

◆我国民用工频单位相正弦交流电，电压有效值一般为 220V，周期为0.02s，频率为50Hz。

◆我国电网交流电的频率为50Hz，也有一些国家采用60Hz。

◆人耳能听到的声音频率为 20～20000Hz；有线通信频率为300～5000Hz；高频加热设备频率200～300kHz，收音机的中频频率是465kHz，电视机的中频频率是38MHz。

4）角频率

交流电单位时间内变化的电角度称为角频率，用ω表示单位为弧度/秒（rad/s）。

5）角频率（ω）与周期（T）、频率（f）之间的关系

ω、T、f之间的关系为：

实例分析

我国供电电源的频率为 50Hz，称为工业标准频率，简称工频，试计算其周期、角频率。

解：周期

角频率(www.daowen.com)

3.相位、初相位、相位差

1）相位

t时刻正弦交流电所对应的电角度ψ=（ωt+ψ0）称为相位。它决定交流电每一瞬间的大小。相位用弧度（rad）或度（°）表示。

2）初相位

t=0的相位称为初相位，简称初相。它反映了正弦交流电压在t=0的瞬时值的大小。

◆相位、初相位可以用弧度表示，也可以用角度表示。

◆弧度与角度的关系为：弧度/角度= 2π/360o。如2π对应360o，π对应180o，π/2对应 90o，π/3对应60o，π/4对应45o，π/6对应 30o。

◆相位差　两个同频率的正弦交流电，任一瞬间的相位之差称为相位差，用符号φ表示。

设两个同频率的正弦交流电流：

二者相位差为：

根据相位差的不同，二者的相位关系如下：

（1）超前、滞后

如果φ＞0，则称i1超前i2，或者说i2滞后i1，如图4-4（a）所示。

如果φ＜0，则i1滞后i2，或者说i2超前i1。

（2）同相

如果两个正弦量的相位差φ=0，则称两者同相，如图4-4（b）所示。

（3）反相

如果两个正弦两的相位差φ=π，则称两者为反相，如图4-4（c）所示。

（4）正交

如果两个正弦量的相位差，则称两者为正交，如图 4-4（d）所示。

图4-4　正弦交流电的相位关系

◆只有同频率的正弦交流电才可以比较相位关系。

◆习惯上规定相位差用绝对值小于π的角度来表示。

实例分析

已知正弦电压

试求：u1与u2，u2与u3，u3与u1的相位差，并说明他们之间的相位关系。

解：u1与u2的相位差，u1与u2正交，u1且超前u290o；

u1与u3的相位差，u2超前u380°；

u3与u1的相位差，u3滞后u1170o。