Неразветвленные цепи переменного тока.
При рассмотрении процессов в цепях переменного тока необходимо учитывать не только преобразование электрической энергии в тепловую (R), но постоянные изменения электрического и магнитного поля, которые характеризуются емкостью C и индуктивностью L.
Цепь переменного тока с резистивным элементом
а) ток и напряжение.
Напряжение на зажимах цепи 
, найдем силу тока 
, где 
- амплитуда тока. Т.е. ток и напряжение совпадают по фазе.
Векторная диаграмма.
.
Разделим правую и левую части выражения на 
- закон Ома для действующих значений в цепи с резистивным элементом.
б) Мгновенная мощность.
Произведение мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока для произвольно выбранного момента времени называется мгновенной мощностью: 
.
Подставив в формулу выражение тока и напряжения, получим:
Т.е мгновенная мощность равна сумме двух величин: постоянной составляющей 
и переменной 
, имеющей амплитуду 
и изменяющейся с двойной частотой.
в) активная мощность.
Среднюю за период мощность называют активной, она характеризует среднюю скорость преобразования электрической энергии в тепловую, механическую или другие виды энергии.
В цепи переменного тока активная мощность равна произведению действующего значения тока и напряжения.
Переменный ток в цепи с индуктивным элементом.
а) Ток и напряжение.
В цепи с индуктивностью напряжение и ток изменяются синусоидально, но напряжение опережает ток.
Напряжение в цепи с индуктивностью опережает ток на 900. ЭДС самоиндукции отстает от тока по фазе на 900, т.е. при увеличении тока ЭДС самоиндукции направлена навстречу току, а при уменьшении имеет одинаковое с ним направление.
Закон Ома для действующих значений 
.
Величина 
называется индуктивным сопротивлением 
.
Величина индуктивного сопротивления увеличивается с ростом частоты.
б) Мгновенная мощность.
,
т.е. мгновенная мощность изменяется синусоидально, но с двойной частотой (энергия в первую четверть периода накапливается в катушке, а во вторую четверть отдается в цепь).
В цепи с индуктивностью происходит только периодический обмен энергией между генератором и магнитным полем цепи без преобразования электрической энергии в тепловую, механическую или другие виды энергии.
Средняя мощность такой цепи равна нулю.
в) Реактивная мощность 
.
Переменный ток цепи с емкостью.
а) Ток и напряжение.
(т.к. 
или 
) 
или 
Т.е. ток изменяется по синусоидальному закону и опережает по фазе напряжение на зажимах цепи на 
. Амплитуда его 
.
Разделим правую и левую части выражения на 
получим: 
или 
- закон Ома для цепи с емкостью.
Величина 
- называется емкостным сопротивлением 
, т.е. с уменьшением частоты емкостное сопротивление увеличивается.
В случае f=0 (постоянное напряжение), ток через конденсатор не проходит.
б) Мгновенная мощность.
В первую четверть периода емкость накапливает энергию в виде электрического поля, а во вторую четверть отдает ее обратно в цепь.
Цепь с емкостью активной мощностью не обладает. (Р=0).
в) Ее характеризуют реактивной мощностью, которая характеризует величину обменной энергии между генератором и конденсатором.
- реактивная мощность конденсатора.