大小和方向隨時間按正弦曲線的規律發生周期性變化的電動勢、電壓和電流分別稱為交變電動勢、交變電壓和交變電流，通稱交流電。在交流電作用下的電路稱為交流電路。電工在工作中接觸最多的是交流電，目前，工業、農業和日常生活中所使用的電能幾乎都來自交流電網，它們都屬於交流電。交流電動機、變壓器等電氣設備都是根據電磁感應原理工作的設備，必須在交流電源下工作，且在正弦交流電的作用下具有較好的性能。交流電比直流電輸送方便、價格便宜，且交流電機比直流電機結構簡單成本較低、維護方便，所以在工業生產和日常生活中獲得廣泛應用。
(一)交流電的特性及產生
交流電是由交流發電機產生的。交流發電機的原理如圖2-5所示，固定在磁極N極和S極(稱為定子)之間，裝有可以轉動的圓柱形鐵芯，鐵芯上繞有線圈。
線圈兩端頭分別接有集電環，集電環固定在轉軸上目與轉軸絕緣，每個集電環都與一個電刷相接觸，電刷固定不動，當轉子旋轉時，轉子線圈切割磁力線而產生感應電動勢，集電環隨轉軸起旋轉利用電刷和集電環的滑動接觸，將線圈中的感應電動勢引到負載上，形成供電線路。
(二)交流電的基礎物理量
1.瞬時值和最大值
交流電路中，交流電在每一瞬時的電動勢、電壓和電流的數值叫作電動勢、電壓和電流的瞬時值，分別用字母e、u和i表示。
瞬時值中最大的數值，叫作交流電的最大值，分別用字母Em、Um、Im表示。瞬時值和最大值的關係表示為e= Emsinωt。
2.周期、頻率和角頻率
交流電每交變一次(或一周)所需的時間叫作周期，用符號T表示，單位為s(秒)。
每秒內交流電交變的周期數或次數叫作頻率，用符號f表示，單位為Hz(赫茲)。
周期和頻率互為倒數關係，即：T=1/f或f=1/T
角速度是單位時間內變化的電角度，又稱角頻率，符號ω，單位為rad/s。由定義可知，導線旋轉一周，角度變化2π弧度，所需時間為一個周期T,即：ω=2π/T= 2πf
頻率、周期和角頻率都是反映交流電重複變化快慢的物理量。交流電正弦曲線如圖2-6所示。我國交流電頻率為50 Hz,每秒變化50個周期，周期為0.02 s。對於50 Hz的工頻交流電，其角頻率為314 rad/s。
3.相位、初相位和相位差
(1)相位
反映正弦量變化進程的量，它確定正弦量每一瞬時的狀態，( ωt+φ)稱為相位角，簡稱相位。最大值、頻率和初相角是確定正弦量的三要素。
（2）相位差
在住一瞬時，兩個同頻率正弦交流電的相位之差叫做相位差，可見，相位差就是初相位之差，它與時間及角頻率無關。
當相位差為零時，它們的初相位相同，即表示兩個交流電同時達到零位或最大值，叫作同相。若一個交流電比另一個交流電早到零位或正的最大值，則前者叫作超前，後者叫作滯後。如果兩著相位差為180°，則表示同時到達零位或符號相反的最大值，叫作反相。
應注意、只有同頻率的正弦量之間，才有相位差、超前、滯後等概念。頻率不同，在相位上不能進行比較，並規定超前或滯後的角度數不超過π。
4.有效值
正弦交流電的大小和方向隨時在變，實際應用中常用於熱效應等效的直流電流值來表示交變電流的大小，這個直流電流值就稱為交流電的有效值，用大寫字母I表示。同理可得交流電動勢與交流電壓的有效值分別為E、U。
通過計算可知，正弦交流電的有效值等於交流電的電流、電壓、電動勢最大值Im、Um、Em的根號2分之一，即：