單一元件余弦交流電路
在交流供電系統(tǒng)中，各類家電設備的作用其實各不相同，并且從剖析電路中的電流、電流和能量轉換角度來看，除發(fā)電機是電源以外，其余設備可歸納為三類器件：內阻器件、電感器件和電容器件。有些設備可以看作是單一元件結構，如白熾燈、電爐是阻值器件；檢波器和電感線圈是電感器件；電容器是電容器件等那些具有單一功能特點的器件。
實際上大部份設備則是由兩種、三種器件組合而成。如輸電纜線、電壓器和電動機等，可以看成是阻值與電感器件組合而成。本節(jié)重點討論單一元件交流電路中的電流與電壓之間的數(shù)目關系和相位關系，并剖析能量的轉換和功率，為前面剖析復雜電路打下基礎。
交流電壓和電流的方向
就像直流電路一樣，正對交流電路中電流和電流的方向不斷交變的特性，有必要給她們規(guī)定一個“正方向”，并用箭頭表示，如下圖所示電阻電流電壓計算公式，在同一電路中，電流與電力的正方向應該規(guī)定一致。當電路中電流的實際方向與規(guī)定方向一致時，電壓為正值；當電壓的實際方向和規(guī)定的正方向相反時，電壓則為負值。這樣就可以依據(jù)所規(guī)定的的正方向與電壓值的正負，來判別出交流電壓在某剎那間的實際方向。
在討論交流電流和交流電動勢時，情況也是這么。
在實際使用的設備中，簡單的單一元件電路雖然并不多見。電爐除了具備內阻還有一定的電感。電爐除了具有內阻還有一定的電感。日光燈的檢波器和電動機的線圈除了具有電感還具有一定的內阻。所以我們在討論了純內阻、純電感和純電容的特殊電路以后，還須要進一步剖析內阻和電感的串聯(lián)電路和有電容的并聯(lián)電路。
在日光燈電路中，用萬用表交流檔測得鎮(zhèn)流器和檢波器兩端的電流諸位UR和UL，如下圖所示。UR和UL電流數(shù)值相乘等于電源電流U的數(shù)值，這是哪些緣由呢？
因為鎮(zhèn)流器和檢波器是不同的負載，即使同一個電壓i流過內阻和電感，而且她們各自形成的電壓降uR和uL的相位是不同的。i與uR是相位相同，i滯后uL90°，如右圖中所示。在內阻和電感串聯(lián)電路中電阻電流電壓計算公式，以電壓I為標準按比列大小和相位關系作相量圖（見《正弦交流電的三要素及表示方式：解析法、正弦曲線法、旋轉矢量法》）較為便捷。UR與UL不能直接相乘，可按平行四邊形法求得電源電流U。但是UR、UL和U構成仍然角三角形，稱為“電壓三角形”，可用三角形的勾股弦定理進行估算。
前面的公式中：Z=
稱為阻抗，單位是歐姆。
由此，I=U/Z，即為交流電路的狗姆定理。
將電流三角形的沒邊乘以I，就得到了“阻抗三角形”。假如電流三角形的每邊除以I，就可得到“功率三角形”。這三個三角形相像的，如右圖所示：
上圖中間的的“阻抗三角形”，因為R、XL、Z都不是余弦量，因此阻抗三角形的三邊不能畫成矢量。可以證明，在同一阻值、電感串聯(lián)交流電路中，電流三角形和阻抗三角形是類似三角形，Z與R之間的傾角稱為阻抗角。它在數(shù)值上等于電流超前電壓的相位角，但實質上取決于電路中的阻值、電感和電源的頻度。