Die Stromverteilung in Stromkreisen ist ein grundlegender Aspekt von Energiesystemen für Wohngebäude und Industrie. Während Einphasenstrom in Wohngebäuden üblich ist, ist Dreiphasenstrom der Standard für Industrieumgebungen mit schweren Maschinen. Jedes System ist anders und hat Vorteile, und es ist entscheidend, die zugrunde liegenden Prinzipien der Stromverteilung und Materialeffizienz zu verstehen.

Einphasenstromverteilung:

Einphasenstromkreise sind in Haushalten typisch; es wird ein Zweileitersystem verwendet. Der Strom in diesem System wird durch die von der Last aufgenommene Leistung und die Leitungsspannung bestimmt:

Der Leistungsverlust in den Leitungen aufgrund des Widerstands ist proportional zum Quadrat des Stroms:

wobei R der Widerstand der Leitungen ist.

Dreiphasenstromverteilung:

Ein ausgeglichenes Dreiphasensystem, das am häufigsten in Industrieumgebungen verwendet wird. In diesem System wird der Strom auf die drei Drähte aufgeteilt, wodurch der Strom in jedem Draht im Vergleich zu einem einphasigen System mit gleichem Leistungsniveau reduziert wird. Unter der Annahme, dass in jeder Phase der gleiche Strom und Widerstand vorhanden sind, ist der Gesamtleistungsverlust die Summe der Verluste in jeder Phase.

Drahtgröße und Materialverbrauch:

Beim Vergleich der Drahtgrößen bei gleichem Leistungsverlust in beiden Systemen muss der Querschnitt der Drähte in einem einphasigen System größer sein als in einem dreiphasigen System, um den erhöhten Strom ohne Erhöhung des Leistungsverlusts zu übertragen. Insbesondere erfordert das einphasige System Drähte mit einem Querschnitt, der doppelt so groß ist wie der jedes Phasendrahts im dreiphasigen System. Dies bedeutet, dass das einphasige System Drähte mit einem größeren Querschnitt benötigt, um die gleiche Leistungslast wie das dreiphasige System zu bewältigen, was einer Erhöhung des leitfähigen Materials um etwa 33 % entspricht.