Для постоянного неизменного во времени напряжения (тока) существует только один параметр ¾ величина напряжения (тока) (рисунок 1.19). При помощи этого параметра можно определить какую работу произведут напряжение (ток) или какая энергия выделится на заданном сопротивлении за любой интервал времени.
Рисунок 1.19
Для переменного напряжения (тока) существует несколько параметров.
Интервал времени, в течение которого напряжение (ток) совершают полный цикл изменений, называется периодом, обозначается Т и измеряется в секундах (рисунок 1.20).
Рисунок 1.20
Число полных периодов изменения напряжения (тока) в 1 секунду называется частотой, обозначается f и измеряется в Герцах (Гц) (рисунок 1.20):
В нашей стране f = 50 Гц, поэтому за 1 секунду напряжение (ток) 50 раз имеет положительное значение и 50 раз ¾ отрицательное. Период при этом равен 0,02 с.
Значения напряжения (тока) в произвольный момент времени называются мгновенными значениями напряжения (тока) и обозначаются строчными буквами u (i). Например, в момент времени t1 соответствующие значения равны u1 (i1), а в момент времени t2 ¾ u2 (i2) (рисунок 1.20). Очевидно, что мгновенными значениями нельзя описать количественно величину переменного напряжения (тока) на каком-либо интервале времени, так как за 0,02 с они меняются от положительного амплитудного до отрицательного амплитудного значения.
Амплитудные значения напряжения (тока), которые достигаются через четверть периода (положительные значения) и через три четверти периода (отрицательные значения) называются максимальными значениями напряжения (тока) и обозначаются прописными буквами UMAX (IMAX) (рисунок 1.20). На рисунке 1.21 показаны две формы тока с различными амплитудами. При этом оба тока, протекая по одному и тому же сопротивлению, выделили одинаковое количество тепла. Поэтому максимальными значениями также невозможно описать количественно величину переменного напряжения (тока).
Рисунок 1.21
Если на рисунке 1.20 найти площадь, которую ограничивают синусоида и ось времени t за период Т, а потом разделить ее на время Т, то мы получим среднее значение величины напряжения (тока) за период. Эти значения обозначаются прописными буквами UСР (IСР). Так как площади положительной и отрицательной полуволн равны, то можно сказать, что UСР (IСР) = 0 (рисунок 1.20). Следовательно, и средними значениями невозможно оценить количественно величину переменного напряжения (тока).
Для оценки способности переменного напряжения (тока) совершать механическую работу или выделять тепло, введено понятие «действующее (эффективное) значение напряжения (тока)».
Под действующим значением переменного напряжения (тока) понимают такое значение постоянного напряжения (тока), которое могло бы совершить такую же работу, что и реальная величина переменного напряжения (тока).
Например, допустим, что переменный синусоидальный ток (рисунок 1.20) протекал по сопротивлению величиной 7 Ом в течение 3 с. При этом на нем выделилась тепловая энергия в количестве 525 Дж. Определим величину постоянного тока, который бы выделил на этом же сопротивлении за это же время это же количество тепла. Согласно закону Джоуля-Ленца
, отсюда .
Поэтому и действующее значение переменного синусоидального тока в данном случае будет равно 5 А.
Действующие значения обозначаются прописными буквами без индексов U (I).
Если напряжение (ток) изменяются строго синусоидально, то между максимальным и действующим значениями существует следующая зависимость:
Графически действующее значение напряжения (тока) изображается прямой линией (рисунок 1.20).
Необходимо помнить, что на самом деле действующего значения переменного напряжения (тока) в природе не существует. Это лишь расчетная величина, наиболее полно отражающая работу, совершаемую переменным напряжением (током). Когда говорят, что напряжение в сети переменного тока равняется 220 В, подразумевают, что если бы это была сеть постоянного тока, то для производства той же работы потребовалось постоянное напряжение 220 В. А на самом деле в сети действует переменное синусоидальное напряжение с UMAX = 220В*√2 » 311 В.
Большинство измерительных приборов (вольтметры, амперметры) переменного тока сконструированы так, что замеряют действующие значения напряжения (тока).
Для цепей постоянного тока (рисунок 1.19) все эти величины между собой равны:
, отсюда 
.
