Kolmivaihevirran siirto

Lähtökohtaisesti jokaisesta kolmivaihegeneraattorin käämistä pitäisi vetää kaksi johtoa jokaiseen kolmivaihemoottorin käämiin. Näin ollen sähkönsiirtolinjoissa voimalasta tehtaaseen tai kotitalouteen pitäisi olla yhteensä kuusi johtoa. Määrä saadaan kuitenkin pudotettua kolmeen.

Laskemalla eri vaiheissa olevien käämien jännitteet yhteen havaitaan, että niiden summa on joka hetkellä nolla. Esimerkiksi oheiseen kuvaan punaisella merkityllä hetkellä sinisen käämin jännite on nolla, oranssin n. -282 V ja harmaan n. 282 V. Näin ollen, kun kolmivaihegeneraattorin kaikkien kolmen käämin yhdet navat kytketään keskenään yhteen, saadaan piste, joka pysyy vakiopotentiaalissa koko ajan (kytkentä alla kuvassa sinisellä). Tämä vakiopotentiaalissa pysyvä piste voidaan maadoittaa. Samoin voidaan toimia sähkönsiirtolinjan toisessa päässä. Tällöin siirtoon tarvitaan vain kolme johtoa: generaattorin käämien maadoittamattomista navoista lähtevät johdot. Puhutaan kolmesta vaihejohdosta (alla kuvassa musta, ruskea ja harmaa). Sähkön käyttöpaikalle saapuu siis kolme johtoa, joiden päiden ja maan välillä on vaihtojännite, joka saavuttaa huippuarvonsa eri johdoissa vuorotellen.


Suurin osa kodin sähkölaitteista ottaa sähköä vain yhdestä vaiheesta. Esimerkiksi kattolamppuun tarvitaan kaksi johtoa: yksi vaihejohto voimalaitokselta ja nollajohto, joka yhdistää lampun toisen navan nollapotentiaaliin. Vaihejohdon ja nollapotentiaalin välinen huippujännite on Suomessa [[$\hat{u}=325\text{ V}$]] ja tehollinen jännite [[$U_\text{eff}=\dfrac{325\text{ V}}{\sqrt{2}}\approx230\text{ V}$]]. Vaihejohdon ja nollajohdon lisäksi nykyään kaikkiin pistorasioihin tuodaan myös maadoitusjohto, jonka välityksellä esimerkiksi laitteen metallikuori saadaan yhdistettyä suoraan maahan. Tällä vältetään jännite vikatilanteessa metallikuoren ja maan välillä, mikä aiheuttaisi laitetta kosketettaessa sähköiskun.

Kuvan asennettavaan pistorasiaan tulee kolme johtoa: vaihejohto, nollajohto ja maadoitusjohto. Suomessa nykyisissä sähköasennuksissa maadoitusjohto on aina keltavihreä, nollajohto sininen ja vaihejohdot ovat mustia, ruskeita ja harmaita. Vaikka kotitalouksien kytkennät ovat yleensä yksinkertaisia, virheelliset kytkennät ovat hengenvaarallisia ja voivat aiheuttaa laitevikoja tai tulipalon. Kytkentöjä saa tehdä vain sähkömies, jolla on viralliset luvat.



Suuret työkoneet ja muut paljon tehoa vaativat laitteet, esimerkiksi uuni, ottavat sähköä useammasta vaihejohdosta. Tällöin saavutetaan suurempi jännite, eikä tietyn tehon saavuttamiseksi tarvita niin suurta virtaa kuin 230 V:n jännitteellä. Käytännössä esimerkiksi kiukaan vastus voidaan kytkeä vaiheiden 1 ja 2 väliin. Jännitettä voidaan arvioida yllä olevasta kuvaajasta: esimerkiksi sinisen ja oranssin jännitteen ero on keskimäärin silminnähden suurempi kuin oranssin jännitteen ja nollan ero. Tämän jännitteen tehollinen arvo on tarkemmin n. [[$U_\text{eff}=400\text{ V}$]] ja huippuarvo [[$\hat{u}=\sqrt{2}\cdot 400\text{ V}\approx 566\text{ V}$]]. Arkikielessä puhutaan voimavirtaa käyttävistä laitteista. Alla on "voimavirtapistoke", joka välittää kaikki kolme vaihetta, nollajohdon ja maadoituksen.