В теории установившихся, и особенно переходных, процессов синхронной машины широко используются относительные единицы. При этом за базисные величины тока, напряжения, сопротивления и индуктивности цепи якоря принимаются их номинальные фазные значения:
; . (1)
Относительные значения сопротивлений z, х, z и индуктивности L цепи якоря:
; ; ; . (2)
Относительные величины индуктивности L* и соответствующего ей индуктивного сопротивления х* таким образом, равны.
Действующие значения тока I и напряжения U якоря в относительных единицах:
; . (3)
Относительная величина тока возбуждения рассмотрена выше при построении нормальной характеристики холостого хода.