Los sistemas de distribución de energía CA tienen tres categorías: sistemas monofásicos, bifásicos y trifásicos. El circuito monofásico, común en entornos residenciales, normalmente emplea un sistema de dos cables que conecta una única fuente de CA a varias cargas. Estos circuitos admiten electrodomésticos estándar que funcionan a 120 voltios (V) y 240 V, como lámparas, televisores y microondas. Los primeros generadores, la central hidroeléctrica de las Cataratas del Niágara instalada en 1895, eran bifásicos y fueron diseñados por Nikola Tesla. El sistema de suministro bifásico es menos común y el sistema de tres cables incorpora dos fuentes de voltaje desfasadas entre sí 90 grados.

El sistema trifásico de cuatro hilos es más frecuente en aplicaciones industriales. Este sistema consta de tres fuentes de CA que son idénticas en amplitud y frecuencia pero que tienen una diferencia de fase de 120 grados entre sí. Las cargas en dicho sistema se pueden conectar en una configuración Y (Estrella) o en una configuración Δ(Triangulo).

La ventaja de los circuitos trifásicos radica en su eficiencia y estabilidad. Entregan energía con menor pulsación que los sistemas monofásicos, lo que da como resultado una transmisión de energía más suave y minimiza las vibraciones, un factor crucial para maquinaria industrial como los motores de inducción. Otro beneficio es la cantidad reducida de material conductor necesario para transmitir una determinada cantidad de energía, lo que hace que los sistemas trifásicos sean más rentables que sus homólogos monofásicos.

La relación entre las tensiones y corrientes de línea y de fase en sistemas trifásicos conectados en Y viene dada por:

Y para sistemas conectados en Δ:

Estas ecuaciones muestran la relación entre los voltajes y corrientes línea a línea con los de cada fase, lo cual es esencial al calcular la potencia total en sistemas trifásicos. La potencia total para las conexiones Y y Δ se puede encontrar usando:

donde ϕ es el ángulo del factor de potencia, que afecta la eficiencia de transmisión de energía.