1. Cơ bản kỹ thuật điện xoay chiều 
Điện áp và dòng điện xoay chiều có mặt hầu hết trong các lĩnh vực kỹ thuật điện và điện tử, thí dụ như phân phối năng lượng, hệ thống thiết bị và kỹ thuật viễn thông. Cách thức xem xét về vật lý và cách xử lý toán học đối với điện áp và dòng điện xoay chiều có khác biệt lớn so với kỹ thuật điện một chiều. Máy hiện sóng (dao động ký) cho thấy hình ảnh điện áp xoay chiều khác với điện áp một chiều. Máy hiện sóng là máy đo có thể trình bày đường biểu diễn theo thời gian của của điện áp.
Điện áp hay dòng điện xoay chiều là những đại lượng vật lý mà trị số của chúng thay đổi trong một khoảng thời gian (Hình 2).

Cách tạo ra điện áp xoay chiều và các định nghĩa khái niệm 
Ta có thể tạo một điện áp xoay chiều bằng một thí nghiệm đơn giản. Như trong Hình 3, ta có một nam châm vĩnh cửu và một vòng dây điện với tay quay để quay vòng dây điện. Các vòng trượt dân điện vào vòng dây điện. Bằng một máy hiện sóng, ta có thể trình bày kết quả chuyển động quay của vòng dây điện trong từ trường của nam châm vĩnh cửu.

Một vòng dây điện quay đều đặn bên trong một từ trường tạo nên một điện áp xoay chiều (Hình 1).
Theo định luật cảm ứng, một từ trường thay đổi qua một dây điện làm cảm ứng bên trong dây điện một điện áp. Trong thí nghiệm của chúng ta, từ trường của nam châm vĩnh cửu dĩ nhiên không thay đổi.

Trong trường hợp này, từ trường thay đổi do diện tích của vòng dây điện mà từ trường đi qua thay đổi. Sự liên hệ này được diễn đạt là sự cảm ứng do chuyển động (Mật độ từ thông B cố định, diện tích A thay đổi).

Do sự quay liên tục của vòng dây điện, ta có vào mỗi thời điểm một diện tích khác nhau của vòng dây điện mà từ trường của nam châm vĩnh cửu đi qua. Như vậy cho mỗi thời điểm t, ta có các trị số khác nhau của hệ số ΔA / Δt (Hình 2). Sau một vòng quay (góc quay  α = 360°), các trị số của điện áp cảm ứng lặp lại (với điều kiện tần số quay cố định).

Nếu vòng dây điện chuyển động với vận tốc cố định trong một từ trường đồng nhất, một điện áp xoay chiều dạng sin tuần hoàn được tạo nên.
Thay vì góc quay ta có thể ghi trên trục X thời gian, vì cho một góc quay 360° ta cần một khoảng thời gian nhất định.
Các tín hiệu tuần hoàn lặp lại sau một khoảng thời gian T (thời gian chu kỳ). Góc quay của vòng dây điện sau chu kỳ T chính xác 360°.
Các đại lượng xoay chiều được ký hiệu bằng các mẫu tự thường (Hình 3).

■    Trị số của một đại lượng xoay chiều vào một thời điểm xác định được gọi là trị số tức thời, thí dụ u hay i.
■    Trị số lớn nhất của điện áp xoay chiều theo hướng âm hay dương được gọi ũ (đọc u mũ) hay us.
■    Hiệu số cực đại giữa trị số lớn nhất và nhỏ nhất của một đại lượng xoay chiều được gọi uss
Chú thích: Các đại lượng xoay chiều khác cũng được ký hiệu như thế.

2. Véc tơ diễn tả các đại lượng xoay chiều 
Để xử lý các đại lượng xoay chiều, ta cần phương tiện đặc biệt để có thể diễn tả chúng bằng toán học một cách đơn giản. Vì mục đích này, ta dùng mô hình học véc tơ của vòng dây chạy theo một vòng tròn. Chúng ta chỉ chú ý phần trên của vòng dây (Hình 1). Véc tơ chính là bán kính của vòng tròn. Cho mỗi thời điểm t (trục x) đỉnh véc tơ cho ra một trị số tức thời (trục y), khi ánh sáng chiếu tới từ bên trái. Ta có thể tính trị số này bằng toán học với hàm dạng sin.

Nếu véc tơ chuyển động quay với một vận tốc cố định, ta có các trị số tức thời từ hình chiếu một đường biểu diễn dạng sin. Thay vì thời gian t, chúng ta có thể ghi trên trục X góc quay ơ của véc tơ (Hình 2).
Trị số tức thời của một đại lượng xoay chiều có thể được diễn tả chính xác bằng chiều dài véc tơ tương ứng và góc quay a cũng như thời gian t.
Góc quay a cũng như thời gian t được gọi là “pha”.
Chiều dài véc tơ được gọi là "độ dài”.
Trong thí dụ của chúng ta, độ dài của véc tơ và tần số quay không thay đổi. Điều này cho ta một dao động điều hòa (ổn định) và tuần hoàn (Hình 2). Như thế cho mỗi góc quay ơ và độ dài véc tơ ũ, ta có thể tính được trị số tức thời u tương ứng: u = ũ . sin  α

Tần số và thời gian chu trình 
Các dao động tuần hoàn diễn tiến theo một đường biểu diễn giống chính xác như cũ sau một chu kỳ. Một dao động toàn vẹn của một chu kỳ cần thời gian T (thời gian chu trình) để hoàn tất. Sau đó là chu kỳ kế tiếp mà điểm bắt đầu có cùng biên độ (thí dụ trị số điện áp) và cùng hướng đi như chu kỳ đầu tiên, số chu kỳ mỗi giây là tần số f (Bảng 1).

3. Tần số góc 
Sự phân chia vòng tròn thành 360 phân đoạn bằng nhau là sự chia góc theo độ (°). Để tính được đoạn đường của đầu véc tơ hay chu vi của cung tròn với bán kính r, độ không thể dùng trực tiếp được. Việc dùng số đo rađian mang lại nhiều lợi điểm. Một vòng tròn đơn vị được định nghĩa là vòng tròn có bán kính r = 1. Ta có chu vi vòng tròn đơn vị:

Khi véc tơ quay tròn một vòng 360° hay 2pi, nó trải qua một thời gian T (thời gian chu trình). Vận tốc là đoạn đường đi qua trong một khoảng thời gian xác định. Vì vận tốc quay của véc tơ cho ta biết một góc quay đã quay nhanh như thế nào, ta gọi nó cũng là vận tốc góc cơ (tiếng Hy Lạp: Omega).

Vận tốc góc cư tỷ lệ với số vòng quay từng giây (tần số) và chiều dài vòng cung mà đầu véc tơ đã quét (góc φ đã quét trong thời gian t).

Nếu ta tóm tắt các kết quả này và dùng chúng để tính trị số tức thì của các đại lượng xoay chiều điều hòa (thí dụ của một điện áp xoay chiều), ta có: