In un sistema bilanciato stella-stella a quattro fili, la disposizione prevede sorgenti e carichi di tensione sinusoidali collegati a stella, collegati tramite un filo neutro che collega i nodi neutri della sorgente e del carico. L'impedenza di carico è collegata a ciascuna fase del carico. La sorgente collegata a stella può essere collegata al carico collegato a stella in disposizioni a quattro e tre fili. Un sistema trifase è considerato equilibrato quando il carico su ciascuna fase è uguale, portando a un flusso di corrente e un angolo di fase uniformi in tutti gli stadi. D'altra parte, in un sistema sbilanciato, le variazioni nell'impedenza di carico o nelle tensioni di sorgente determinano correnti di linea disuguali.

L'analisi della configurazione del circuito stella-stella a quattro fili è relativamente semplice. In questa configurazione, ciascuna impedenza del carico trifase è collegata direttamente attraverso la rispettiva tensione di fase dalla sorgente trifase. Supponendo una sequenza di fase positiva e condizioni equilibrate, le tensioni di fase sono determinanti nell'analisi del sistema. Queste tensioni di fase influenzano direttamente le tensioni attraverso ciascuna impedenza di carico.

La corrente nel filo che collega il nodo neutro della sorgente al nodo neutro del carico è:

La legge sulla tensione di Kirchhoff, applicata a ciascuna fase di un circuito trifase bilanciato, conferma che la somma delle tensioni attorno a qualsiasi anello chiuso è zero. Ciò porta a correnti di linea di uguale entità ma con sfasamenti di 120 gradi tra di loro. Queste correnti effettivamente si sommano a zero in qualsiasi punto, il che giustifica il motivo per cui il filo neutro non trasporta corrente in condizioni equilibrate.

In un sistema stella-stella sbilanciato, le variazioni nell'impedenza di carico o nelle tensioni della sorgente determinano correnti di linea disuguali. Ciascuna fase del sistema viene trattata come un circuito monofase per calcolare la corrente di linea. Tuttavia, le correnti per le restanti fasi richiedono un'analisi individuale anziché una deduzione basata esclusivamente sulla sequenza delle fasi, poiché ciascuna fase può essere influenzata in modo univoco dalle sue condizioni elettriche specifiche.