Wechselstromverteilungssysteme gibt es in drei Kategorien: einphasige, zweiphasige und dreiphasige Systeme. Der einphasige Stromkreis, der in Wohngebieten üblich ist, verwendet normalerweise ein Zweileitersystem, das eine einzelne Wechselstromquelle mit verschiedenen Lasten verbindet. Diese Stromkreise unterstützen Standardhaushaltsgeräte, die mit 120 Volt (V) und 240 V betrieben werden, wie Lampen, Fernseher und Mikrowellen. Die ersten Generatoren, das 1895 installierte Wasserkraftwerk Niagara Falls, waren zweiphasig und wurden von Nikola Tesla entwickelt. Das zweiphasige Versorgungssystem ist weniger üblich, und das Dreileitersystem umfasst zwei Spannungsquellen, die um 90 Grad gegeneinander phasenverschoben sind.

Das dreiphasige Vierleitersystem ist in industriellen Anwendungen am weitesten verbreitet. Dieses System besteht aus drei Wechselstromquellen, die in Amplitude und Frequenz identisch sind, aber einen Phasenunterschied von 120 Grad zueinander aufweisen. Die Lasten in einem solchen System können entweder in einer Y-Konfiguration (Stern) oder einer Delta-Konfiguration (Δ) angeschlossen werden.

Der Vorteil von Dreiphasenschaltungen liegt in ihrer Effizienz und Stabilität. Sie liefern Strom mit geringerer Pulsation als Einphasensysteme, was zu einer gleichmäßigeren Stromübertragung und weniger Vibrationen führt – ein entscheidender Faktor für Industriemaschinen wie Induktionsmotoren. Ein weiterer Vorteil ist die geringere Menge an Leitermaterial, die zur Übertragung einer bestimmten Strommenge erforderlich ist, was Dreiphasensysteme kostengünstiger macht als ihre Einphasen-Gegenstücke.

Die Beziehung zwischen den Leitungs- und Phasenspannungen und -strömen in Y-geschalteten Dreiphasensystemen ergibt sich aus:

Und für Δ-geschaltete Systeme:

Diese Gleichungen zeigen die Beziehung zwischen den Spannungen und Strömen zwischen den einzelnen Phasen, was bei der Berechnung der Gesamtleistung in Dreiphasensystemen von entscheidender Bedeutung ist. Die Gesamtleistung für Y- und Δ-Verbindungen kann wie folgt ermittelt werden:

wobei ϕ der Leistungsfaktorwinkel ist, der die Effizienz der Leistungsübertragung beeinflusst.