交流電

在你家的電線裡，電流並不是穩穩地往一個方向流——它來回擺盪，每秒鐘好幾十次。這就是交流電。電池給的是直流電（DC，永遠一個方向）；電網給的是交流電。它回答了一個日常問題：從牆上插座出來的是哪一種電？

精確地說，交流電是一種以正弦波變化的電流（與電壓），I(t) = I_0 sin(omega t)，每個週期都反向一次。它的頻率 f——世界上大部分地區是 50 Hz，北美是 60 Hz——是每秒完整來回的週期數，其中 omega = 2 pi f。因為它一直擺盪，我們用它的有效值，也就是均方根值（RMS，root-mean-square）來標示：對正弦波，I_rms = I_0 / sqrt(2)。市電標的 120 V 或 230 V 都是均方根值；峰值是它的 sqrt(2) 倍。

電網採用交流電，是因為變壓器可以把它的電壓升高以進行低損耗的長距離輸送，再降回來供安全使用——而變壓器只對變化中的電流有效。誠實的微妙之處是：交流電的平均電流其實是零（一個週期內會抵消），這正是為什麼我們使用均方根值：它是能提供與等效穩定直流相同加熱功率的那個值。