Σε αντίθεση με το συνεχές ρεύμα (DC), το οποίο ρέει σταθερά προς μία κατεύθυνση, το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) αλλάζει συνεχώς. Η τάση και η έντασή του δεν είναι σταθερές, αλλά ακολουθούν μια περιοδική, ημιτονοειδή κυματομορφή. Αυτό σημαίνει ότι οι τιμές τους αυξομειώνονται, εναλλάσσοντας την πολικότητά τους δεκάδες φορές το δευτερόλεπτο.

Η μαθηματική έκφραση που περιγράφει αυτή τη συμπεριφορά για την τάση είναι η εξής:

Η περίοδος (T) είναι ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση ενός πλήρους κύκλου της κυματομορφής, μετρούμενη σε δευτερόλεπτα. Η συχνότητα (f) είναι το αντίστροφο της περιόδου και μας λέει πόσοι κύκλοι συμβαίνουν κάθε δευτερόλεπτο. Η μονάδα μέτρησης της είναι το Hertz (Hz).

Μια ημιτονοειδής τάση με μέγιστη τιμή $V_{max}$ δεν παρέχει την ίδια ισχύ με μια σταθερή τάση DC της ίδιας τιμής, επειδή η τιμή της AC τάσης είναι συνεχώς κάτω από το $V_{max}$. Πώς μπορούμε λοιπόν να συγκρίνουμε τη θερμαντική ικανότητα του AC με το DC;

Η απάντηση είναι η ενεργός τιμή ή RMS (Root Mean Square). Η ενεργός τιμή ενός εναλλασσόμενου ρεύματος είναι η τιμή του συνεχούς ρεύματος που θα παρήγαγε την ίδια ποσότητα θερμότητας σε μια δεδομένη αντίσταση. Όταν λέμε ότι η τάση στο σπίτι μας είναι 230V, αναφερόμαστε στην ενεργό τιμή, όχι στη μέγιστη.

Αντίστοιχα, η ίδια σχέση ισχύει και για την ένταση του ρεύματος:

Η πρόσθεση ή η αφαίρεση ημιτονοειδών κυματομορφών που δεν βρίσκονται στην ίδια φάση είναι μαθηματικά πολύπλοκη. Για να απλοποιήσουμε τις πράξεις στα κυκλώματα AC, χρησιμοποιούμε ένα πανίσχυρο εργαλείο: τα στρεφόμενα διανύσματα (phasors).

Ένα στρεφόμενο διάνυσμα είναι ένας φορέας (ένα βέλος) που περιστρέφεται αντίθετα από τη φορά των δεικτών του ρολογιού με κυκλική συχνότητα ω. Το μήκος του αντιπροσωπεύει το πλάτος της κυματομορφής (συνήθως την ενεργό τιμή), και η γωνία του σε μια δεδομένη χρονική στιγμή αντιπροσωπεύει τη φάση της.

Μετατρέποντας τις ημιτονοειδείς συναρτήσεις σε διανύσματα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλή διανυσματική άλγεβρα αντί για τριγωνομετρία, απλοποιώντας δραματικά την ανάλυση των κυκλωμάτων. Η διαφορά φάσης (φ) είναι η γωνιακή διαφορά μεταξύ δύο κυματομορφών της ίδιας συχνότητας. Για παράδειγμα, αν η τάση φτάνει στη μέγιστη τιμή της πριν από την ένταση, λέμε ότι η τάση «προηγείται» της έντασης. Αυτή η σχέση είναι κρίσιμη για την κατανόηση της συμπεριφοράς πυκνωτών και πηνίων σε ένα κύκλωμα AC.