正弦交流电是随时间按照正弦函数规律变化的电压和电流。由于交流电的大小和方向都是随时间不断变化的，也就是说，每一瞬间电压(电动势)和电流的数值都不相同，所以在分析和计算交流电路时，必须标明它的正方向。
一、周期、频率、角频率
由如图3—1所示中的正弦交流电流波形图可以看出，它从零开始随时间延长而增至最大值，然后逐渐减到零；以后由零开始反向增至最大值，然后再回到零。这样，交流电流就变化一次。交流电就按照这样的规律做周而复始的变化，变化一次叫做一周。交流电变化一周所需要的时间叫做周期，用字母T表示，单位是秒(s)，较小的单位有毫秒(ms)和微秒()。它们之间的关系为：
周期的长短表示交流电变化的快慢l周期越小，说明交流电变化一周所需的时间越短，交流电的变化越快；反之，交流电的变化越慢。
频率是指在一秒钟内交流电变化的次数，用字母f表示，单位为赫兹；简称赫，用Hz表示。当频率很高时，可以使用千赫(kHz)、一兆赫(MHz)、吉赫(GHz)：等。它们之间的关系为：
频率和周期一样，是反映交流电变化快慢的物理量。它们之间的关系为：
我国农业生产及日常生活中使用的交流电标准频率为50Hz。通常把50Hz，的交流电称为工频交流电。
交流电变化的快慢除了用周期和频率表示外，还可以用角频率表示。所谓角频率就是交流电每秒钟变化的角度，用字母w表示，单位是rad/s(弧度/秒)。
周期、频率和角频率的关系是：
二、瞬时值、最大值、有效值
正弦交流电(简称交流电)的电动势、电压、电流，在任袁
瞬间的数值叫交流电的瞬时值，用小写字母e，u，i表示。
瞬时值中最大的值称为最大值。最大值也称为振幅或峰值。在波形图中，曲线的最高点对应的纵轴值，即表示最大值。用Em，Um，Im分别表示电动势、电压、电流的最太值。它们之间的关系为：
由公式(3—9)可知，交流电的大小和方向是随时间变化的，瞬时值在零值与最大值之间变化，没有固定的数值。因此，不能随意用一个瞬时值来反映交流电的做功能力。如果选用最大值，就夸大了交流电的做功能力，因为交流电在绝大部分时间内都比最大值要小。这就需要选用一个数值，能等效地反映交流电做功的能力。为此，引人了交流电的有效值这一概念。
正弦交流电的有效值是这样定义的：如果一个交流电通过一个电阻，在一个周期内所产生的热量，和某一直流电流在相同时间内通过同一电阻产生的热量相等，那么，这个直流电的电流值就称为交流电的有效值。正弦交流电的电动势。电压、电流的有效值分别用字母U，I，表示。通常所说的交流电的电动势、电压、电流的大小都是指它的有效值，交流电气设备铭牌上标注的额定值、交流电仪表所指示的数值也都是有效值。今后在谈到交流电的数值时，如无特殊注明，都是指有效值。
理论计算和实验测试都可以证明，它们之间的关系为：
三、相位、初相和相位差
在如图3—3所示中，两个相同的线圈固定在同一个旋转轴上，它们相互垂直，以角速度叫逆时针旋转。在AX和BY线圈中产生的感应电动势分别为e1和e2，如图3—4所示。
当t=0时，AX线圈平面与中性面之间的夹角φ1=0°，BY
线圈平面与中性面之间的夹角φ2=90°。在任意时刻两个线圈的感应电动势分别为：
公式中，wt+φ1和wt+φ2是表示交流电变化进程的一个角度，称为交流电的相位或相角，它决定了交流电在某一瞬时所处的状态。t=0时的相位叫初相位或初相。它是交流电在计时起始时刻的电角度，反映了交流电的初始值。例如，AX，BY线圈的初相分别是φ1=0°，φ2=90°。在t=0时，两个线圈的电动势分别为e1=0，e2=Em。两个频率相同的交流电的相位之差叫相位差。令上述e1的初相位φ1=0°，e2的初相位φ2=90°，则两个电动势的相位差为：
可见，相位差就是两个电动势的初相差。
从如图3—5所示可以看到，初相分别为φ1和φ2的频率相同的两个电动势的同向最大值，不能在同一时刻出现。就是说e1比e2超前φ角度达到最大值，或者说e1比e2滞后φ角度达到最大值。
综上所述，一个交流电变化的快慢用频率表示；其变化的幅度，用最大值表示；其变化的起点用初相表示。
如果交流电的频率、最大值、初相确定后，就可以准确确定交流电随时间变化的情况。因此，频率、最大值和初相称为交流电的三要素。
