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米国では、人々の家に入るほとんどの電力は単相電力です。ただし、発電所で生成される電力は三相電力です。これは、背の高い塔に取り付けられている大きな送電線の背後にある考え方です。これらの送電線は、この電力が「タップ」されて大幅に低い電圧で近所に届けられる前に、長距離で可能な限り多くの電圧を送電するはずです。
ほぼすべての家電製品には単相電力で十分ですが、重機を装備した産業環境では三相電力が必要です。しかし、3相電力が必要で、家に入る単相電力だけが必要な場合はどうでしょうか。
警告
三相電力：視覚的なアナロジー
自分と2人の（明らかに退屈した）友人が、南北に走り、端から端まで60メートルの小道を1秒あたり2メートル（時速約4.5マイル）の速さで前後に歩いていると想像してください。このパスの中間点で開始し、北の端まで歩き、開始点に戻り、反対側の端まで歩き続け、再び中央に戻り、120メートルの「ラップ」またはサイクルを完了します。各自が毎秒2メートルで歩いているので、1回の往復に1人あたり正確に60秒かかります。
さらに、開始点では、各自の「ステータス」がゼロであると仮定します。北に歩いているメーターごとに1ユニットのステータスを獲得し、南に歩いているメーターごとにステータスのユニットを失います。したがって、あなたのいずれかがパスの北端に到達するたびに、その人のステータスは30になり、南端で曲がる人のステータスは-30になります。あなたは、各サーキットが60秒かかり、あなたが3人いて、60を3で割ったものが20であるため、3人が20秒離れてお互いを最大限に分離できることを認識しています。 1人が北端に到達して30の値で「ステータス」を最大化すると、他の2人は南セクションの半分を通過し、1人は北に向かい、もう1人は南に向かいます。 -15。そのようなときにステータス値を加算すると、合計は30 +（-15）+（-15）= 0になります。実際には、いつでもすべてのステータス値の合計を表示することができます。 3人が説明どおりに完全にずらされている限り、0です。
AC回路の電力と電圧
これは、3相電力がどのように見えるかのモデルを提供しますが、「ステータス」の代わりに「電圧」が使用され、60秒ごとに1サイクル発生する代わりに、毎秒60電圧サイクルが発生します。さらに、各人が開始点を1分間に2回通過する代わりに、電圧がゼロ点を1秒間に120回通過します。
電力、電流、および電圧が数学的に関連付けられる方法のため、3つの個別の電圧がいつでもゼロになっても、3相電力は一定のゼロ以外のレベルのままです。この関係は次のとおりです。
P = V2/ R
ここで、Pはワット単位の電力、Vはボルト単位の電圧、Rはオームと呼ばれる単位の電気抵抗です。負の数を2乗すると正の値になるため、負の電圧が電力に寄与することがわかります。三相システムの総電力は、各相の3つの個別の電力値の電力の合計にすぎません。
また、交流（AC）がその名前をどのようにして得たのか疑問に思った場合は、答えがあります。単相システムでも三相システムでも電圧が安定しないため、結果として電流も発生しません。これらはオームの法則に関連しており、V = IRです。ここで、電流はアンペア（「アンペア」）を表します。
単相電力：類推の拡張
仲間の歩き回るアナロジーを1フェーズのパワーに拡張するには、歩き続けている間に友人の2人が夕食の家と呼ばれ、そこにいると想像してください。つまり、3相電力は、文字通り、1サイクルの3分の1だけ（または三角関数で120度）互いにオフセットした3つの1相電源です。単相電源では、単一電圧が短時間ゼロになるたびに、電力出力もゼロになります。おそらく、電力の非常に短い失効の影響をあまり受けない小型アプライアンスが単相電力で実行できるのに対し、高ワット（電力）レベルで動作する大型マシンでは実行できない理由を理解できるでしょう。大きくて安定した電源が必要です。
上記のすべては、3相電源の電圧と時間のグラフを参照することで、より簡単に理解できます（「参考文献」を参照）。このグラフでは、個々のフェーズが赤、紫、青の線でグラフ化されています。これらは常にゼロになりますが、それらの平方の合計は正で一定です。したがって、Rの値が変化しない場合、これらのセットアップの電力PもP = Vの関係により一定です。2/ R。
単相電源の場合、合計する電圧はなく、単相の電圧は1秒あたり120回ゼロ点を通過します。これらの瞬間に、電力はゼロに低下しますが、小さなライト、アプライアンスなどが目立った中断を経験しないように十分に速く回復します。
単相から三相への変換
工業用サイズの空気圧縮機などの大型デバイスに三相モーターがあり、ローカルグリッドの設定方法のために三相電力にすぐにアクセスできない場合は、取得するために使用できる回避策があります機器に適切に電力が供給されている。 （これらの1つは、単純に3相モーターを1相モーターに置き換えることですが、これは他のソリューションほど巧妙ではありません。）
多数のタイプの三相コンバータが利用可能です。これらの1つ、 静的コンバーター、 三相モーターは単相電力では始動できないが、始動後は単相電力で稼働し続けることができるという事実を利用しています。静的コンバーターは、コンデンサー（電荷を保存できるデバイス）の助けを借りてこれを行います。これにより、モーターの有効寿命の短縮を保証する非効率的な方法ではありますが、静的コンバーターはいずれかのフェーズに対応できます。 A 回転位相変換器一方、代替の三相モーターと独立した発電機の一種の組み合わせとして機能します。このデバイスにはアイドラーモーターが含まれており、いったん動作が開始されると、親マシンの可動部品は回転せず、代わりに電力を生成するため、セットアップ全体が3相電源システムを十分に模倣できます。最後に、 可変周波数ドライブ（VFD） インバータと呼ばれるコンポーネントを使用して、ほぼ任意の周波数で交流電流を生成し、標準的な三相モーター内部のほとんどの条件を再現することができます。
これらのコンバーターはどれも完璧ではなく、パンナイフを使用して簡単に肉を切ることができます。しかし、パン切りナイフは素手よりも優れているため、これらのコンバーターは、電力を大量に消費する機械やツールを頻繁に使用する場合に実際に手元に置いておくと便利です。