Prąd zmienny to prąd elektryczny, który w sposób cykliczny zmienia swój kierunek oraz natężenie. Zazwyczaj zmiany natężenia prądu zmiennego zachodzą w sposób sinusoidalny, gdyż z reguły jest on wytwarzany przez prądnice, które działają w oparciu o zjawisko indukcji elektromagnetycznej.
Na rysunku przedstawiono obwód elektryczny znajdujący się w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B. Strumień pola magnetycznego liczony przez powierzchnię S obwodu jest równy:
Ponieważ wartości indukcji pola magnetycznego i powierzchni obwodu nie mogą ulegać zmianie, to zmiana strumienia pola może być jedynie efektem zmiany kąta α. Zakładając że ruch obwodu jest ruchem jednostajnym po okręgu, kąt α można wyrazić poprzez częstość kołową ω (α = ωt).
Zgodnie z prawem indukcji Faradaya indukowana siła elektromotoryczna (SEM) jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia pola magnetycznego:
Z ostatniego równania wynika, że siła elektromotoryczna zmienia się w sposób sinusoidalny. Maksymalna wartość SEM wynosi:
, stąd wzór na siłę elektromotoryczną w chwili t można również zapisać w postaci:
Jeżeli w danym obwodzie jedynym odbiornikiem prądu przemiennego jest opornik o oporze R, to spełnione jest