首先先了解一下什么是三相交流电。发电机的原理是线圈切割磁场线从而产生正弦变化的交流电。但这样产生的电流一会达到峰值、一会又为0,在实际用电中有些设备是不允许出现这样情况的,比如需要平稳转动的高稳定性电动机。因而在我们的发电厂,采用的是三相发电机,三个定子绕组上感应产生同幅同频、相位差互为120°的三相正弦交流电动势。
在低压电路中变压器星型接法时,也就是将变压器的三个绕组的一端并在一起形成中性点,从中性点引出的导线称为中性线,在将该中性线接地后引出则为低压电路中使用的零线。
常见的三相异步电动机也有这样的情况,也就是将三个电机的绕组并在一起,形成中性点,中性点的电位任何时候都是零电位。
在电的应用上也有很多情况下是需要将三相火线连接在一起的,比如变压器的三相绕组、星型接法的电机这都是需要将三相火线连接在一起的。
三角形接法中三相电源可以串接的原因在于三个电源的电压任何瞬间相加均为0(因互差120°相位)。而直流电源是不允许这样串接的。
而下图的星形接法是我们日常用电的常用接法,又称三相四线供电制。
上面的问题其实讨论的是三相四线供电制中将A,B,C接在一起会发生什么。发电厂产生的每相电压都是220V,即每相火线对零线的电压都是220V。在电路理论中可以推出A,B,C相互之间的电压均为220V的根号三倍(注意这里说的电压都是有效值,要确切描述交流电压需要知道正弦波的峰值、周期和相位,而有效值仅仅是峰值除以根号二)。
显然,将三条火线接到一起,每条导线上都会瞬间产生巨大的电流:如果在发电厂这样做,那必是发电机瞬间烧毁甚至爆炸(通常会有保护措施)。不过要是在家是无法完成这样有趣的实验的,因为家用交流电已经在变压站变为了单相电输送过来。