2.2.1 正弦量三要素
正弦交流电的电流或电压或电动势，都满足一般正弦函数的表达式，统称为正弦量。随时间周期性变化的正弦量，只需要有三个参数就可以唯一确定其表达式，在电学领域，这三个参数被称为正弦量三要素：幅值、角频率和初相位。例如在式（2.29）中，对正弦量i，其幅值是Im，角频率是ω，初相位是ψi；对正弦量u，其幅值是Um，角频率是ω，初相位是ψu。
下面分别介绍正弦量的三要素，以及与三要素相关的量。为了表述的方便，将正弦量的一般表达式写为
这里，正弦量a可以是正弦电流i、正弦电压u和正弦电动势e中任意一个。那么，对正弦量a，其三要素就是幅值Am、角频率ω和初相位ψ。
1.角频率、频率和周期
正弦量在数学上是一个正弦函数，正弦函数是一个周期函数，这个周期就是正弦量的周期，记为T。对正弦量a，根据周期函数的定义有
即有
根据正弦函数的性质和周期的定义可知，式（2.32）总是成立的条件是
也即角频率ω与周期T的关系为
根据频率的定义可知，频率f与周期T的关系为
所以可以写出角频率ω与频率f的关系为
这里，周期T的国际单位为秒（s）；频率f的国际单位为赫兹（Hz）；角频率ω的国际单位为弧度/秒（rad/s）。由于角频率和频率、周期存在这种确定的关系，正弦量三要素之一的角频率，也可改为频率或周期，即频率或周期是正弦量的三要素之一。
从正弦量的函数表达式［见式（2.30）］来看，可以广义地认为，直流电是交流电的一种特殊形式，因为只要ω＝0，正弦量a的大小和方向将保持不变，退化为直流电。这表明直流电可以看作是频率f＝0或周期T→∞的一种特殊正弦交流电。
国家规定，电力系统发电设备、输电设备、变电设备等，以及工业与民用电气设备必须采用一个统一的额定频率。这个额定频率称为工频，这种交流电就称为工频交流电。
各个国家的工频交流电，所使用的频率有两个，50Hz或60Hz。中国使用的交流电，其工频为50Hz。俄罗斯、印度、德国、法国、英国、意大利等大多数国家，其工频交流电的频率都为50Hz。美国、加拿大、韩国等少数国家使用的是60Hz的工频交流电。有些国家则由于历史原因，国内工频交流电的频率并不统一，而是50Hz和60Hz共存，比如日本、巴西、墨西哥、沙特。
2.初相位和相位
对一个正弦量a［见式（2.30）］，其相位为ωt+ψ，这是一个角度，而且是随时间变化的角度。正弦量a的初相位为ψ，这是一个角度，而且是一个固定的角度，决定了正弦量的起始位置。初相位也简称为初相。
在计算时，需要注意角频率ω单位与初相ψ单位的对应关系，如果初相ψ用的单位是度（°），则角频率ω的单位应该用（°）/s，如果初相ψ用的单位是弧度（rad），则角频率ω的单位应该用rad/s。
对两个同频率的正弦量a1和a2：
其相位差ϕ＝（ωt+ψ1）－（ωt+ψ2）＝ψ1－ψ2。所以，对同频率的两个正弦量，其相位差就等于初相之差。对于不同频率的正弦量，由于其相位差ϕ随时间变化，不是一个固定值，其比较没有意义，所以一般不比较不同频率的正弦量。比较两个正弦量时，有一个默认的前提，就是两者的频率或角频率相同。
两个正弦量的相位差ϕ可以用于描述两个正弦量的超前、滞后关系。对式（2.37）所表达的两个正弦量：
● 如果相位差ϕ＞0，就称正弦量a1超前正弦量a2；
● 如果相位差ϕ＝0，就称正弦量a1与正弦量a2同相；
● 如果相位差ϕ＜0，就称正弦量a1滞后正弦量a2。
特别地，当|ϕ|＝π时，称正弦量a1与正弦量a2反相。同样，两个相量超前、滞后、同相及反相的关系，比较的是两个同频率的正弦量，这是默认的前提。
3.幅值和有效值
对正弦量a［见式（2.30）］，其幅值用对应的大写字母加下标“m”来表达，即Am。比如正弦电压u的幅值记为Um，正弦电流i的幅值记为Im，正弦电动势e的幅值记为Em。幅值表示的是正弦量相对平衡位置所能达到的最大值，与物理上振幅的含义相同。
电气工程上，正弦交流电的大小通常用有效值来表示，而不是写出正弦量的复杂正弦函数。对正弦量a，可以是正弦电压u，也可以是正弦电流i，其有效值是按照热效应来定义的，即：在一个单位电阻，即R＝1Ω的电阻元件上，分别加载直流量A（直流电流或直流电压）和正弦量a，若在正弦量a一个周期T内，两者产生的热量相等，则称该直流量A是正弦量a的有效值。即有
一般约定，用正弦量对应的大写字母表示该正弦量的有效值，即正弦量a的有效值记作A。比如正弦电流i的有效值记作I，正弦电压u的有效值记作U，正弦电动势e的有效值记作E。
将正弦量a的表达式（2.30），代入式（2.38）可得
这即表明，对正弦电流i、正弦电压u和正弦电动势e，其有效值I、U和E分别为
中国工频交流电的正弦电压有效值为220V。大部分国家工频交流电的电压有效值在230V左右，或在120V左右。比如，美国工频交流电电压有效值为110V，英国为240V，德国为220V，印度为127V。