La distribution d’énergie au sein des circuits électriques est un aspect fondamental des systèmes énergétiques résidentiels et industriels. Alors que l’alimentation monophasée est courante dans les environnements résidentiels, l’alimentation triphasée est la norme pour les environnements industriels dotés de machines lourdes. Chaque système est différent et présente des avantages, et il est crucial de comprendre les principes sous-jacents de la distribution d'énergie et de l'efficacité des matériaux.

Distribution d'énergie monophasée :

Les circuits monophasés sont typiques dans les ménages ; un système à deux fils est utilisé. Le courant dans ce système est déterminé par la puissance absorbée par la charge et la tension secteur :

La perte de puissance dans les fils due à la résistance est proportionnelle au carré du courant :

où R est la résistance des fils.

Distribution d'énergie triphasée :

Un système triphasé équilibré, le plus largement utilisé en milieu industriel. Dans ce système, le courant est réparti entre les trois fils, réduisant ainsi le courant dans chaque fil par rapport à un système monophasé avec le même niveau de puissance. En supposant le même courant et la même résistance dans chaque phase, la perte de puissance totale est la somme des pertes dans chaque phase.

Taille du fil et consommation de matériaux :

Lorsque l'on compare les tailles de fils pour une perte de puissance égale dans les deux systèmes, la section transversale des fils dans un système monophasé doit être plus grande que celle d'un système triphasé pour transporter l'augmentation du courant sans augmenter la perte de puissance. Plus précisément, le système monophasé nécessite des fils ayant une section transversale deux fois supérieure à celle de chaque fil de phase dans le système triphasé. Cela signifie que le système monophasé nécessiterait des fils avec une plus grande section transversale pour supporter la même charge de puissance que le système triphasé, ce qui se traduirait par une augmentation d'environ 33 % de matériau conducteur en plus.