Ketika alternator menghasilkan tegangan AC, tegangan ini akan berubah-ubah polaritasnya, tetapi tidak berubah dengan sesederhana itu. Ketika digambar pada grafik dalam fungsi waktu, akan dihasilkan bentuk “gelombang” dari nilai tegangan ini dalam fungsi waktu, gelombang menyerupai ini dikenal dengan nama gelombang sinus (sine wave) :
Pada grafik nilai tegangan yang dihasilkan oleh alternator elektromekanik, perubahan dari satu polaritas ke polaritas yang lain terjadi secara “halus/mulus”, level tegangan berubah-ubah secara cepat melalui nilai/titik nol dan secara perlahan mencapai titik puncaknya. Apabila kita menggambar fungsi trigonometri dari fungsi sinus melalui sumbu horisontal yang bernilai dari nol sampai 360 derajat, kita akan menemukan bentuk yang sama menyerupai nilai-nilai pada tabel 1.1.
Alasan mengapa output alternator elektromekanik berupa gelombang sinus AC yakni alasannya yakni operasi fisiknya. Tegangan yang dihasilkan oleh kumparan tetap/stasioner oleh gerakan dari putaran magnetnya yakni proposional dengan laju perubahan nilai fluks magnet yang menembus tegak lurus kumparan (hukum induksi elektromagner Faraday). Laju itu akan semakin besar dikala kutub magnet berada pada jarak terdekat dengan kumparan, dan lajunya paling kecil dikala kutub magnetnya berada pada jarak terjauh dengan kumparan.
Secara matematis, laju perubahan fluks magnet akhir putaran magnet, nilainya sesuai dengan fungsi sinus, sehingga tegangan yang dihasilkan pun mempunyai rumus fungsi yang sama dengan fungsi sinus juga.
Apabila kita mengikuti perubahan nilai tegangan yang dihasilkan oleh kumparan alternator ini pada titik tertentu dalam grafik gelombang sinus kemudian kita berjalan menjejakinya dan kembali pada titik semulanya, itu disebut sebagai satu putaran (1 cycle) gelombang. Cara lain untuk mendapat satu putaran ini yakni ditandai dengan jarak antar klimaks yang identik. Nilai pada sumbu horisontal dari grafik tersebut mengatakan domain dari fungsi sinus, dan juga sekaligus mengatakan posisi dari kedua kutub magnet dari jangkar alternator dikala dia berputar.
Sumbu horisontal dari grafik ini,selain sanggup mengatakan posisi jangkar juga sanggup mengatakan dimensi waktu. Sehingga satu putaran/ satu cycle seringkali diukur dalam satuan waktu, biasanya dalam orde detik sampai milidetik. Ketika kita melaksanakan pengukuran, satu putaran per satuan waktu ini disebut dengan periode gelombang. Periode dari suatu gelombang dalam satuan derajat selalu bernilai 360 derajat,tetapi jika dalam dimensi waktu, nilai periode nya tergantung dari waktu yang dibutuhkan bagi tegangan untuk berosilasi maju dan mundur.
Pengukuran yang lebih umum untuk mengukur laju perubahan dari gelombang tegangan atau arus AC ini yakni dinyatakan dalam periode. Tetapi periode jarang digunakan,laju osilasi naik-turun ini sering dinyatakan dalam frekuensi. Satuan modern untuk frekuensi yakni Heartz (disingkat Hz), yang mengatakan jumlah dari gelombang penuh yang terjadi dalam satu detik. Di Amerika, frekuensi standar dari listrik AC pada sistem distribusi daya yakni 60 Hz, berarti tegangan AC berosilasi secara penuh sebanyak 60 kali, naik-turun, dalam satu detik. Di Eropa, frekuensi standar yang dipakai dalam sistem distribusinya yakni 50 Hz, berarti nilai tegangan AC naik-turun secara lengkap sebanyak 50 kali dalam satu detik. Stasiun siaran radio pada frekuensi 100 MHz menghasilkan tegangan AC yang berosilasi sebanyak 100 juta putaran/cycle per detiknya.
Satuan hertz itu sama dengan cycle per second (jumlah putaran per detik). Alat ukur elekronik yang lawas seringkali menyatakan satuan frekuensi dalam satuan “CPS” (cycle per second = jumlah putaran/siklus per detik), bukan Hz. Tetapi antara Hz dan CPS yakni sama saja.
Secara matematis, periode dan frekuensi yakni saling resiprok/berkebalikan antara satu sama lain. Jadi, bila suatu gelombang mempunyai periode 10 sekon, maka frekuensinya yakni 1/10 Hz, atau 1/10 CPS :
Frekuensi dalam Hz = 1/periode dalam detik
Suatu alat yang berjulukan osiloskop, dipakai untuk menampilkan perubahan nilai tegangan dalam fungsi waktu dalam suatu layar grafik. Mungkin anda lebih familiar dengan tampilan alat ECG atau EKG (elektokardiograf), yang dipakai oleh pakar fisika untuk menggambar osilasi dari detak jantung pasien dalam domain waktu. ECG yakni osiloskop yang dibuat untuk tujuan khusus yaitu dipakai dalam dunia medis. Tujuan umum dari osiloskop yakni sanggup menampilkan nilai grafik tegangan dari sumber tegangan apapun, yang diplot dalam satuan/domain waktu sebagai variabel bebas. Hubungan antara periode dengan frekuensi yakni sangat diharapkan untuk memahami cara membaca hasil pengukuran tegangan atau arus AC berupa gelombang yang ditampilkan pada layar osiloskop. Dengan mengukur periode dari gelombang pada sumbu horisosntal layar osiloskop yang dinyatakan dalam satuan detik, maka kita sanggup menghitung frekuensinya dalam satuan Hz.
Alternator elektromekanik bukanlah satu-satunya alat yang bisa menghasilkan fenomena fisik alamiah berupa gelombang sinus, tetapi masih ada jenis gelombang bolak-balik lainnya. Gelombang AC lainnya yakni sinyal yang dihasilkan dalam rangkaian elektronik. Ini yakni beberapa pola dari bentuk gelombang AC (selain sinus).
Bentuk-bentuk gelombang ini mempunyai nama sendiri-sendiri. Walaupun suatu rangkaian didisain sedemikian rupa sehingga bisa menghasilkan bentuk gelombang yang “murni” sinus, kotak, segitiga, atau gelombang gigi gergaji menyerupai ditunjukkan pada gambar di atas. Tetapi dalam dunia nyata, rangkaian-rangkaian ini tidak bisa menghasilkan bentuk gelombang yang murni menyerupai yang diharapkan, tetapi gelombang-gelombang itu biasanya telah terdistorsi (sinyalnya rusak). Secara umum, banyak sekali macam gelombang AC ini dasarnya sanggup dibuat dari gelombang sinus.Yang perlu diperhatikan yakni jenis dari gelombang AC ini sangatlah bermacam-macam.
EmoticonEmoticon