Электрические цепи, в которых происходят установившиеся вынужденные колебания под действием периодического источника тока, называются цепями переменного тока.
R, C, L элементы в установившемся синусоидальном режиме.
1. Резистивный элемент.
По закону напряжений Кирхгофа:
Комплексное сопротивление:
Полное сопротивление:
Угол фазного сдвига:
Комплексная проводимость:
Действующее значение тока:
Начальная фаза тока:
2. Индуктивный элемент.
По закону напряжений Кирхгофа:
Индуктивное сопротивление:
Комплексное сопротивление:
Угол фазного сдвига:
Комплексная проводимость:
3. Емкостной элемент.
По закону напряжений Кирхгофа:
Комплексное сопротивление:
Полное сопротивление:
Угол фазного сдвига: 
Смешанное соединение
Последовательная RL-цепь
Последовательная RL-цепь состоит из источника напряжения, ключа, сопротивления и катушки индуктивности. Напряжение, подаваемое на вход имеет синусоидальный вид:
На R-элементе ток и напряжение совпадают по фазе, а на L-элементе ток отстает от напряжения на 90°.
По закону напряжений Кирхгофа:
Комплексное сопротивление:
Полное сопротивление:
Угол фазного сдвига:
Полное сопротивление в показательной форме записи:
Действующее значение тока:
Начальная фаза тока:
Мгновенное значение тока:
Из расчетов видно, что амплитуда тока и его начальная фаза зависят от амплитуды приложенного напряжения, величины R и L, а также от частоты ω. Ток отстает от напряжения, приложенного к цепи, на величину угла фазного сдвига.
Векторная диаграмма последовательной RL-цепи.
При последовательном соединении ток в элементах одинаков, поэтому построение начнем с вектора токов, общего для элементов цепи. Начальную фазу тока примем равной нулю. При этом начальные фазы напряжений будут
определяться их фазовым сдвигом относительно тока. Отложим из начала координат вектор, равный в масштабе действующему значению тока. Поскольку начальную фазу тока мы приняли равной нулю, вектор тока откладываем в направлении горизонтальной оси. Вектор UR, изображающий напряжение на резисторе, совпадает по направлению с вектором тока. При построении векторных диаграмм отсчет углов в положительном направлении осуществляется против движения часовой стрелки. Поэтому вектор UL, изображающий напряжение на индуктивном элементе, направлен вертикально вверх. Отложим вектор UL из конца вектора UR (рис. 3). Полученную векторную диаграмму напряжений называют топографической. В топографической диаграмме расположение векторов напряжений на элементах соответствует их расположению в схеме. При этом каждая точка топографической диаграммы изображает комплексное напряжение узла схемы относительно базисного узла. Прямоугольный треугольник с катетами UR и UL называют треугольником напряжений. Гипотенузой треугольника напряжений является вектор напряжения на входе цепи.
Последовательная RС-цепь
Последовательная RС-цепь состоит из источника напряжения, ключа, сопротивления и емкости. Напряжение, подаваемое на вход имеет синусоидальный вид:
На R-элементе ток и напряжение совпадают по фазе, а на С-элементе ток опережает напряжение на 90°.
По закону напряжений Кирхгофа:
Комплексное сопротивление:
Полное сопротивление:
Угол фазного сдвига:
Полное сопротивление в показательной форме записи:
Действующее значение тока:
Начальная фаза тока:
Мгновенное значение тока: