交流電的傳輸過程，我們得從電子與電荷講起。電流是電荷的流動(dòng)，而不是電子。電子是特指一種實(shí)物粒子，它可能圍繞原子運(yùn)轉(zhuǎn)，也可能處于游離態(tài)；而電荷是一個(gè)抽象概念，泛指帶電粒子，可能是失去了電子的粒子，帶正電，也可能是得到了電子的粒子，帶負(fù)電。電荷具有的勢(shì)能稱為電勢(shì)，也就是電荷從一處向另一處移動(dòng)的趨勢(shì)，比如法拉弟告訴我們：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)會(huì)就在導(dǎo)體上產(chǎn)生流動(dòng)的電荷。見下圖，一根與手掌四指方向平行的金屬棍沿姆指方向穿過磁場(chǎng)，兩端之間就會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)：
人們一般用電壓來衡量電勢(shì)的大小，單位是伏特。電壓也稱為電位差，類似于高差。電位差也有正負(fù)，高處相對(duì)于低處是正，反之為負(fù)。比如干電池的正極相對(duì)于負(fù)極是+1.5v，負(fù)極相對(duì)于正極是-1.5v。那么交流電是怎么回事呢？這又得從交流發(fā)電機(jī)說起了。我們知道電磁式發(fā)電機(jī)的基本原理是利用機(jī)械能使線圈在磁場(chǎng)的兩極間轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈切割磁感線，推動(dòng)電荷移動(dòng)產(chǎn)生電壓。見下圖：
由于線圈的運(yùn)動(dòng)呈周期性，在一個(gè)周期內(nèi)以兩個(gè)不同的方向（對(duì)于線圈的一邊來說）穿過磁場(chǎng)，電荷的運(yùn)動(dòng)方向完全相反，因此其產(chǎn)生的電壓呈正弦波形，如下圖所示：
為了簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)一般設(shè)計(jì)為磁心在線圈中間轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是說讓磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)而不是線圈，下圖所示為一個(gè)線圈和磁心的結(jié)構(gòu)：由于大型磁鐵轉(zhuǎn)子的加工成本非常高，穩(wěn)定性不佳，且難以控制磁場(chǎng)強(qiáng)度，因此轉(zhuǎn)子一般用電磁鐵來實(shí)現(xiàn)。也就是用電流通過鐵心上的繞阻來產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種機(jī)制稱為“勵(lì)磁”。下圖為一個(gè)實(shí)際的多極發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖：為了最大化發(fā)電效率，一般要在發(fā)電機(jī)中按裝三個(gè)線圈，這三個(gè)線圈兩兩呈120度夾角分布。注意上圖中紅色、綠色和黃色的三條線就是三個(gè)線圈，中間青色的是鐵質(zhì)轉(zhuǎn)子，前面銅色的是繞阻，用來產(chǎn)生磁場(chǎng)。
由于每個(gè)線圈都有兩端，發(fā)電機(jī)工作時(shí)電荷就會(huì)在這兩端之間往復(fù)移動(dòng)，形成前述的正弦波形電壓。如果在這兩端接上燈泡，就形成了電流回路。無論電路中電流的方向如何，經(jīng)過鎢絲（電阻）時(shí)都會(huì)做功產(chǎn)熱，燈也就亮了。電爐、電曖氣都是此原理。
電動(dòng)機(jī)的原理與發(fā)電機(jī)正好相反，是利用正弦波電流產(chǎn)生不斷變換方向的磁場(chǎng)，推動(dòng)磁芯轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。電子類用電器情況就更復(fù)雜了，一般首先會(huì)經(jīng)過直流電源將交流電轉(zhuǎn)換為直流電再輸送給電子器件。
為了節(jié)省發(fā)電機(jī)成本和輸電線材，發(fā)電機(jī)中的三個(gè)線圈的一端會(huì)連在一起，一般為y型連接，這一端稱為中性線。在上面的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖中可以看到三個(gè)線圈的一端分別接到了藍(lán)色的中性線上，而三個(gè)線圈的另一端就成為了發(fā)電機(jī)的三項(xiàng)輸出端。輸出的三條波型如下圖(b)所示。
中性線的電位也就是三條正弦波的平均值，即一直為零。
先說一下什么是接地。地球可以認(rèn)為是一個(gè)非常良好的導(dǎo)體，接地就是把電荷引向大地。通常將大地作為標(biāo)準(zhǔn)零電位，那么接地的部分的電位也是零。下圖是一個(gè)接地極：
接下來看從發(fā)電廠到變電站的輸變電結(jié)構(gòu)圖：上圖中三根紅線就是發(fā)電機(jī)出來的三相輸出，分別是a相，b相和c相。在左邊的發(fā)電機(jī)中三個(gè)線圈的一端擰在一起，連到一根中性線（中線）接地。
變壓器的輸出線圈也有三個(gè)輸出端，圖里只畫了一根火線l。如果是居民用電單位，比如有一個(gè)樓的三個(gè)單元共用一個(gè)變電站，往往會(huì)將三根火線分別送給這三個(gè)單元。對(duì)于每個(gè)住戶，輸入一根火線（相線）、一根中性線，有時(shí)還會(huì)加一根地線，這種輸電方式稱為單相兩線制或單相三線制。下圖的插頭是單相三線到單相兩線的轉(zhuǎn)換插頭，內(nèi)部的地線懸空不接。如果用電單位是工廠，那可能會(huì)將三根火線和一根中性線一并輸送，稱為“三相四線制”，再加一根地線稱為“三相五線制”。當(dāng)然也有一些小區(qū)會(huì)將三根相線都送入住宅，用于驅(qū)動(dòng)空調(diào)等大型用電器。下面是一個(gè)常見的家用三相四線插座/插頭，最下面一個(gè)孔是中性線。
通向所有的用電單位的零線都連接在變壓器輸出線圈的另一端，并連接至大地。這條線也稱為中性線，其電位與發(fā)電機(jī)的中性線同樣為零，因此人們通常稱為零線。
從理論上講發(fā)電廠的中線和變電站的中性線是可以不接地的，但是當(dāng)變電站輸出的三相負(fù)載不均衡時(shí)，中性線的電位就不為零，此時(shí)就需要將電荷導(dǎo)向大地，以保證用戶端的零線電位接近于零。
那這樣就非常清楚了，我們平時(shí)用的電都只是發(fā)電廠輸送過來的三相中的一相而已，而零線實(shí)際就等于發(fā)電機(jī)的中性線。如果只討論原理我們可以這樣認(rèn)為：電荷就是在火線和零線間往反運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)用電器做功。