为什么交流电采用三相而不是四相或五相？三相四线制和三相三线制的区别？

为什么交流电采用三相而不是四相或五相？

答案很简单，因为发电机是三相的。

历史发展是这样的：1832年，人们就发明了单相交流发电机，1885年，发明两相交流电动机，很快，人们发现，三相才是王道。

那发电机为什么是三相？那我们回到18xx年，如果让我们来设计发电机，我们会考虑什么？（假设大家都有基本的高中物理知识，知道发电机的核心原件就是一个矩形导体框切割磁力线从而产生电流，在一个圆周上放N个矩形框就是N相），我的考虑点有：
1.发电机中的空间利用率                                                 （N越大越好）
2.发电机中的同样材料（都是金灿灿的铜啊！）的发电效率（N越大越好）
3.发电机中的每个相位之间的稳定性和波动性。                （N越大越好）
4.输电线所需要的材料。                                                 （N越小越好）
5.发电，输电，用电等一系列环节的设备复杂程度。          （N越小越好）

太大也好，太小也不好，怎么办？人类最终发现，三相就是最好的平衡点，类似C cup

三相四线制和三相三线制的区别？
一般实际应用只有三相四线制（不算地线，算上地线叫三相五线制），不会用三相三线制。

三相四线制除了三根火线之外，第四根叫中线（注意：单相才有零线的，三相的没有），中线起到保证负载相电压时称不变的作用。

如果三相电路中的每一根所接的负载都相同，每一时刻流过中线的电流之和为零，把中线去掉，用三相三线制供电是可以的。但这是很理想的情况，实际上多个单相负载接到三相电路中构成的三相负载不可能完全对称。在这种情况下中线显得特别重要，不是可有可无。

若是在负载不对称的情况下又没有中线，就形成不对称负载的三相三线制供电。由于负载阻抗的不对称，相电流也不对称，负载相电压也自然不能对称。有的相电压可能超过负载的额定电压，负载可能被损坏（该相的灯泡过亮烧毁）；有的相电压可能低些，负载不能正常工作（灯泡暗淡无光）。随着开灯、关灯等原因引起各相负载阻抗的变化。相电流和相电压都随之而变化，灯光忽暗忽亮，其他用电器也不能正常工作，甚至被损坏。所以必须有中线，也就是三相四线制。

— 完 —
本文作者： Jacco

知乎是一个真实网络问答社区，在这里可以寻找答案、分享知识，发现一个更大的世界。
下载知乎 iPhone 客户端： http://zhi.hu/ios
此问题还有 1 个回答，查看全部。
延伸阅读：
家庭的用电都是交流电，为何会有零线和火线的区别？
通过变压器转换成的直流电的波形图与电池直流电的波形图分别是怎样的？