大小和方向随时间作周期性变化且在一个周期内平均值为零的电流（或电压）称为交流电。交流电的变化形式是多种多样的，如图4-3所示。随时间按正弦规律变化的电流、电压称为正弦交流电（sinusoidal alternating current），如图4-3（c）所示就是一个正弦电流的波形。正弦交流电流和电压统称为正弦量。在时域范围内正弦量可以用正弦函数表示，也可用余弦函数表示。本书选用正弦函数的形式来表示正弦量。

正弦交流电的概念 及表达式

图4-3　几种交流电的波形

在分析正弦交流电路时，我们首先要写出正弦量的数学表达式（解析式），画出它的波形图。在画正弦量的波形及写解析式前，必须先选定参考方向。用实线箭头（或实线正、负极性）表示所选定的参考方向。参考方向是任意选取的。在交流电路中，仍习惯于把元件上的电压和电流的参考方向选取为关联参考方向。

如图4-4（a）所示的一段电路上流过的正弦电流i，其参考方向如箭头所示。当i的实际方向与参考方向一致时，是正值，对应波形图的正半周；当i的实际方向与参考方向相反时，是负值，对应波形图的负半周。其正弦电流i的波形如图4-4（b）所示（设ψi＞0），在交流电的波形图中，其横轴坐标既可以用时间t（s）表示，也可以用电角度ω t（弧度，rad）来表示。与波形图相应的正弦电流的解析式为(www.daowen.com)

式（4.1）称为正弦电流的瞬时值表达式。式中Im、ω、ψi分别表示正弦电流的振幅值、角频率、初相。正弦量在任意瞬间的值称为瞬时值，用小写字母来表示，如用i、u和e分别来表示正弦电流、正弦电压和正弦电动势的瞬时值。

利用瞬时值表达式可以计算出任意时刻正弦量的数值。瞬时值的正或负与假定的参考方向比较，便可确定该时刻正弦量的实际方向。

图4-4　正弦量的波形图

式（4.1）和图4-4（b）表明：一个正弦量的特征表现在它变化的振幅值（Im）、随时间变化的快慢（即角频率）和初始值（t=0时的数值，它取决于t=0时的角度即初相ψi）三个量值。也就是说知道了正弦量的这三个量值，一个正弦量就可以完全确定地描述出来了。故称振幅值、角频率、初相为正弦量的三要素。