Совокупность двух или большего числа векторов, изображающих синусоидально изменяющиеся величины одной частоты в начальный момент времени, называется векторной диаграммой.

Синусоидально изменяющиеся величины изображают синусоидами, показывающими мгновенные значения в любой момент времени, или вращающимися векторами. Синусоиду строят так, чтобы ее ординаты равнялись мгновенным значениям величины, а абсциссы – времени, отсчитанному от момента, выбранного за начало отсчета (t = 0). Такое изображение позволяет найти амплитуду, начальную фазу и период. При изображении синусоидально изменяющейся величины, например, ЭДС , вращающимся вектором на плоскости XY (рис. 2.1), длина вектора 0А в выбранном масштабе представляет амплитуду Еm; угол между вектором и положительным направлением оси абсцисс X в начальный момент времени (t = 0) равен начальной фазе , а угловая скорость вектора, направленная против направления движения часовой стрелки, равна угловой частоте . Мгновенное значение E(t) определяется проекцией вектора на ось ординат Y.

Рис. 2.1. Векторная диаграмма ЭДС

В момент времени t = 0 ЭДС . Эту же величину выражает и проекция вектора на ось Y. В момент времени t ЭДС . Проекция вектора, занявшее новое положение , выражает ту же величину Е(t). В момент времени направление вращающегося вектора совпадает с положительным направлением оси Y. Проекция равна длине вектора Еm.

На векторных диаграммах изображаются токи, напряжения, ЭДС только одной частоты. Угловые скорости всех векторов на диаграмме одинаковы, и взаимное положение векторов в любой момент времени остается неизменным. Для синусоидальных периодически изменяющихся величин начало отсчета времени выбирается произвольно. На векторной диаграмме один из векторов направляется произвольно, остальные векторы располагаются по отношению к первому под углами, равными соответствующим углам сдвига фаз. Оси координат в этом случае опускаются. Изображение синусоидальных величин векторами позволяет значительно упростить графическое определение суммы или разности синусоидальных величин.

При сложении синусоидальных величин одной частоты получается синусоидальная величина той же частоты, амплитуда которой равна геометрической сумме амплитуд слагаемых величин. При сложении двух синусоидальных величин различной частоты получается несинусоидальная величина, которую нельзя изображать вращающимся вектором.