Характеризующие переменный ток
Ток, периодически меняющийся по величине и направлению, называется переменным током. Из всех возможных форм переменного тока наибольшее распространение получил синусоидальный ток. По сравнению с другими токами, синусоидальный ток имеет преимущество в экономичности производства, передачи, распределения и использования электрической энергии.
Рассмотрим схему простейшего генератора переменного тока, приведённую на рис.2.1. В магнитном поле электромагнита NS статора машины, помещен ротор, вращающийся с угловой скоростью ω. Обмотка возбуждения статора питается постоянным током.
Рис.2.1. Схема простейшего генератора переменного тока
Корпуса статора и ротора собраны из листов электротехнической стали. В пазах ротора укреплена катушка, состоящая из изолированных витков провода. На рисунке изображён один виток ротора. Концы катушки ротора соединены с контактными кольцами, изолированными друг от друга и вращающимися вместе с катушкой. С контактными кольцами связаны неподвижные щетки, с помощью которых катушка соединяется с внешней цепью.
Генерацию синусоидальной ЭДС рассмотрим на примере вращения одного витка ротора площадью 
в магнитном поле за один оборот. Виток представлен в виде вектора 
(рис.2.2).
При вращении вектора или витка ротора в магнитном поле с угловой скоростью ω в нем наводится мгновенная ЭДС 
, направление которой определяется по правилу правой руки. За период T мгновенная ЭДС будет изменяться по синусоидальному закону:
, (2.1)
где 
- фазовый угол в радианах,
- максимальное или амплитудное значение ЭДС.
Рис.2.2. Схема образования мгновенной ЭДС
, где 
- максимальное значение индукции;
- количество активных сторон витка; 
- скорость вращения.
Если к зажимам генератора подключить нагрузку, то через нее пойдет мгновенный ток i, который также будет изменяться по синусоидальному закону.
Для количественной характеристики переменного тока служат основные синусоидальные величины: мгновенные значения тока - i, напряжения - u, ЭДС - e; амплитудные значения тока - 
, напряжения - 
, ЭДС - ; период - T; угловая скорость - ω; частота переменного тока - f и действующие значения тока - I, напряжения - U, ЭДС - E.
Мгновенные величины i, u, e изменяются в любой момент времени по синусоидальному закону 
, 
, .
Период T - промежуток времени, в течение которого мгновенный ток совершает полное колебание и принимает прежнее по величине и знаку значение, выраженное в секундах (с).
Угловая скорость 
характеризует скорость вращения ротора генератора в магнитном поле статора или угловую частоту вращения:
, (2.2)
где 2 
- угол, соответствующий одному обороту ротора генератора в радианах (рад); T - время в секундах (с).
Циклическая частота сети f - величина обратная периоду T и характеризующая число полных колебаний тока за 1 секунду:
. (2.3) Единицей циклической частоты является герц (Гц): 
. Промышленной
частотой в России считается частота 50 Гц. Распространены также единицы частоты: 1 кГц = 10 
Гц; 1 мГц = 10 
Гц.
Из формул (2.2) и (2.3) следует:
. (2.4)
Для измерения переменного тока, напряжения и ЭДС вводят понятие действующего значения. На рис.2.3 изображено действующее значение тока I.
Переменный ток i сравнивают с постоянным током I по тепловому значению. Если количество теплоты, выделяемое постоянным и переменным током равно, то можно написать соотношение:
откуда действующее значение тока равно среднеквадратичному значению переменного тока за период T:
Рис.2.3. Изображение действующего значения тока
, (2.5)
так как 
.
Аналогично можно представить действующие значения напряжения и ЭДС:
.
Среднее значение тока равно значению переменного тока за период T/2:
,
так как 