一般家庭用電均為單相交流電，然而電流的大規(guī)模生產(chǎn)和分配以及大部分工業(yè)用電，則都是以三相交流電路的形式出現(xiàn)。高壓輸電線，通常是四根線（稱為三相四線，其中有一條線為中線）。本質(zhì)上還是三根導(dǎo)線載負(fù)著強(qiáng)度相等、頻率相同、而相互間具有120°相位差的交流電。所以代表這三根導(dǎo)線電壓變化的曲線為相同頻率的正弦波，位相互相錯(cuò)開三分之一個(gè)周期。對(duì)這三根導(dǎo)線分別對(duì)接地線的電壓叫做“相電壓”，以r、s和t代表。三線中每兩根線之間的電壓叫做“線電壓”，以s－t、t－r和r－s代表。相電壓和線電壓對(duì)時(shí)間的變化以正弦曲線表示，峰值和有效值之間的關(guān)系完全與單相交流電之關(guān)系相同，即零線以上至兩條水平細(xì)線的高度表示相電壓和線電壓的有效值uf及ul。它們之間的關(guān)系為三相輸電線的電壓值常指線路電壓的有效值。三相系統(tǒng)的的主要優(yōu)點(diǎn)在于三相電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造簡單而堅(jiān)固。全世界均由這種電動(dòng)機(jī)作為機(jī)械動(dòng)力。
三相交流電的產(chǎn)生
在生產(chǎn)實(shí)際中，經(jīng)常遇到的電動(dòng)機(jī)、大型電爐等，大都用的是三相交流電源。在三相交流電源電路中同時(shí)有三個(gè)電動(dòng)勢在作用。這三個(gè)電動(dòng)勢的幅值相等、頻率一樣，彼此間有120º 的相位差，稱之為三相對(duì)稱電動(dòng)勢，簡稱三相電動(dòng)勢。將三相電動(dòng)勢的電源與負(fù)載按一定方式聯(lián)接起來，就組成三相交流電路。三相交流電動(dòng)勢可用三相交流發(fā)電機(jī)來產(chǎn)生。如圖一(a)所示為最簡單的三相發(fā)電機(jī)的示意圖，在定子鐵芯上有三個(gè)繞組，首端用a、b、c表示，末端用x、y、z表示，分別稱為a相繞組、b相繞組和c相繞組。各繞組的幾何形狀、尺寸和匝數(shù)均相同，它們?cè)诳臻g位置上彼此相差120º。磁極是轉(zhuǎn)動(dòng)的，又稱轉(zhuǎn)子，選擇合適的極面，使轉(zhuǎn)子表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律分布。當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向作等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，各相繞組將分別產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢ea、eb、ec 。由于三相繞組的結(jié)構(gòu)相同，切割磁通的速度一樣，彼此間相距120º ，故所產(chǎn)生的電動(dòng)勢顯然是三相對(duì)稱電動(dòng)勢，其變化曲線如圖一(b)所示，矢量圖如圖一(c)所示。
如把各相繞組的末端x、y、z并接在一起，成為一個(gè)公共點(diǎn)o，此端點(diǎn)稱為發(fā)電機(jī)的中點(diǎn)。從中點(diǎn)接出的線稱為中線。中線通常同大地聯(lián)接，故又稱為地線。從三個(gè)始端引出的輸電線，稱為端線（俗稱火線）。由此構(gòu)成的連接方式稱為星形聯(lián)接，由三根火線和一根地線組成的輸電方式稱為三相四線制，如圖二所示。
線電壓與相電壓的關(guān)系
星形聯(lián)接的發(fā)電機(jī)可輸送兩種電壓：一種是端線與中線之間的電壓，稱為相電壓；另一種是，端線與端線之間的電壓，稱為線電壓。