Elektrické obvody připojené ke zdroji střídavého napětí jsou složeny ze součástek s různými vlastnostmi. Z hlediska proudu, který v obvodech vzniká, jsou nejdůležitější tyto vlastnosti neboli parametry obvodu: odpor R, indukčnost L a kapacita C. Tyto prvky označujeme jako pasivní prvky, na rozdíl od zdrojů střídavého napětí, které označujeme jako aktivní prvky. Uvažujeme pasivní ideální prvky, tj. prvky, které mají pouze jednu vlastnost.
Parametry obvodu střídavého proudu působí nejen na velikost proudu, ale ovlivňují také jeho fázi. Je to veličina, která určuje hodnotu napětí a proudu v obvodu v počátečním okamžiku. Vyjadřuje se jako úhel buď ve stupních nebo v radiánech. Důležitá je hodnota rozdílu mezi počáteční fází napětí a počáteční fází proudu. Je to fázový rozdíl nebo také fázový posun φ střídavého napětí a proudu. Může být kladný nebo záporný. Na obrázku jsou znázorněny tři proudy vzájemně ve fázi a s fázovým posunem ±φ.
Fázový posun proudu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Okamžité hodnoty napětí a proudu se v obvodu střídavého proudu neustále mění. Je proto nutné stanovit způsob, jak tyto proměnné veličiny měřit. Měřící přístroje na střídavý proud jsou konstruovány tak, že ručka ukazuje na stupnici jedinou hodnotu, která je v určitém vztahu k největší hodnotě čili k amplitudě měřené veličiny.
Měření vychází z toho, že stejnosměrným i střídavým proudem můžeme dosáhnout stejných účinků např. rozžhavení vlákna žárovky na určitou teplotu. Můžeme tedy nahradit střídavý proud proudem stejnosměrným se stejnými tepelnými účinky, jaký by měl proud střídavý. Platí tedy, že práce vykonaná proudem stejnosměrným i práce vykonaná proudem střídavým za stejnou dobu musí být v obou případech stejná. Podle následujícího obrázku je práce stejnosměrného proudu po dobu t dána W = RI2t a je znázorněna obdélníkem.
Práce stejnosměrného produ.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
U střídavého proudu musíme uvažovat okamžité hodnoty proudu i (červená sinusoida). Vyneseme–li průběh okamžitých hodnot práce, dostaneme sinusoidu posunutou nad vodorovnou osu. Světlá šedá plocha pod čarou Ri2t znázorňuje práci vykonanou střídavým proudem. Tuto plochu lze jednoduše převést na plochu obdélníka a porovnat s plochou odpovídající práci stejnosměrného proudu.
Práce střídavého proudu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Odtud vyplývá, že práce střídavého proudu je při stejné hodnotě maximálního proudu střídavého i stejnosměrného, poloviční
Po vydělení
Toto stejnosměrné napětí a stejnosměrný proud označujeme jako efektivní hodnoty střídavého napětí a proudu. Pro efektivní hodnotu střídavého proud platí
platí
kde Um je amplituda napětí.
Až na výjimky jsou elektrotechnická měřidla konstruována tak, že udávají efektivní hodnoty. V případě, že neuvedeme jinak, budeme nadále uvažovat efektivní hodnoty, i když vynecháme značku ef.
