關於單相電和三相電的具體、形象區別？

12-16

某天，我到海邊去兜風。突然看到三人自行車，很有意思。看著三個人慢慢地騎著同一輛自行車越來越近，越過我身邊，然後越來越遠，……。
突然，我有一個想法。當自行車遠去後，我發現從後面看三個人的背影，他們踩腳踏的姿勢正好就是上下運動，腳踏轉軸重疊，而且還就是正弦規律。

我想，這不就是三相交流電三個繞組的運行規律嗎？而且波形也一致。
由於三個人腳踏的旋轉角度正好錯開120度，設腳踏的高度為M，於是我從後面看他們三個人的腳踏位置為：
Y=Msin0+Msin120+Msin240=M(sin0+sin120+sin240)=0
也就是說，此三個人的腳踏高度的總和為零。
於是，對於單個人來說，腳踏的曲線類似於單相交流電；對於三個人來說，3套腳踏地曲線類似於三相交流電。曲線如下：

是不是和三相交流電的波形非常類似？
同時，此三人都做了功，使得這輛車在路上運動，並且越來越遠離了我。這可不就類似於三相交流電做功嗎？！
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從任何一個人做功來看，他是按圓周運動去踩腳踏。但從右腳腳踏距離腳踏機構的圓心處上下高度來看，其實就是按時間變化的正弦波。也即上圖中的黃色線。
從三個人的集體做功來看，就是上圖中黃色、綠色和紅色三條正弦波曲線。
這就是單相交流電與三相交流電的區別——一個人踩腳踏相當於單相交流電，而三個人的集體踩腳踏相當於三相交流電。
我們知道，發電機中有三套繞組，這三套繞組繞制時相互之間產生的空間角度是120度，就相當於三套腳踏。三套繞組引出後構成三條相線，而三個繞組的公共點彙集到一起，構成中性線N，引出為零線。
在任意時刻，右腳腳踏相對腳踏中心點的垂直高度就相當於電壓的幅值，它的絕對值在0到220V的1.414倍之間變化取值。
任意兩副右腳腳踏垂直高度的偏差就相當於線電壓，它的絕對值在0到380V的1.414倍之間變化取值。
有趣吧！

關於具體、形象的區別，劉同學已經講得非常清楚了，這裡根據我的理解，講一講三相電的意義和三相電相比單相電的優勢。
三相電是指三根導線（黃、綠、紅，是的，王力宏:-D）流過相位依次落後120度的電流，分別為A,B,C三相。在負載側如果將負載接成星形，則負載兩端為相電壓。如果將負載接成三角形連接，那麼負載兩段電壓就是線電壓。用相量圖可以證明，線電壓是相電壓的根號3倍。

所以，只需要改變負載的連接方式，我們可以得到兩個不同的電壓。幅值高的電壓作為工業用電380V，幅值低的電壓作為家庭用電220V。
第二點，三相電一定程度上可以起到抑制諧波的作用。因為每相依次差120度，那麼他們的三次諧波就差360度，實際上相位就是一樣的了，6次，9次也是一樣的。這樣的話，線電壓中的三的整數倍次諧波就消去了。如果採用三相三線制，由基爾霍夫電流定律，電路將不能流過三的整數倍次諧波。
第三點，三相電在電力電子的整流電路中的優勢太明顯了。千萬不要以為交流變直流得到的直流波形是一條水平線，然後幅值還可以連續調節。為了實現整流得到的直流電的連續調節，得到的直流電（不經過處理）含有大量高次諧波。如果在時間域放大了看，波形和你想像的直流電相差很遠。電力電子常見的計算就包括諧波的次數和含量。如果交流側是三相電源的話，得到的直流電的質量可以得到明顯的改善。
最後，關於三相電的優點，官方是這麼解釋的：

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人類在最開始使用交流電的時候，設計的肯定是單相交流系統。那麼現在的三相交流系統是如何發展而來的呢？在這一點上，我也犯了一個錯誤。大家知道，Tesla和Westinghouse是AC和DC之爭里AC的代表人物，也是大家熟知的AC推廣者。但是，Tesla持有的專利並不是現在流行的三相交流系統,而是兩相交流系統。所以說現在流行的三相交流輸電系統的奠基者不是Tesla，這裡感謝知友@佚名指正。
那麼為什麼是三相電呢？而不是四相電，或者六相電，兩相電？早期電氣工程師開始發展多相電時肯定也考慮了兩相電，以及四相電乃至六相電。最終因為三相電在發電、輸電、數學分析、組網等方面的巨大優勢，人們最後選擇了三相電，廣泛接受了這種具有完美對稱性的交流電。
因為三相電已經形成了一個宏大的體系，廣泛應用於電力行業，關於採用其他相數電的討論現在很難得到重視。1972年，巴恩斯在CIGRE（國際大電網會議，強電領域的國際頂級會議）上提出了多相輸電的概念，提出在輸電線路中採用更高的相數，而在發電和用電端仍然使用三相電。多相輸電隨即得到了學術界的廣泛關注，據說美國能源部還牽頭建設了一條多相輸電的試驗線路，不過後來的報道越來越少，可能是結果不太理想。學術界對多相輸電的熱情也逐漸減弱，多相輸電現在也不是電氣工程的主流研究方向。

先佔個坑。
先說三相電。
如果你是電氣本科的，那你一定學過《電路原理》或者《電路基礎》這門課。在這門課中有一節講到三相電路。
三相電路=三相電源+三相輸電線路+三相負載；
三相電路有它的優點：1. 2. 3.。。。。等等

這裡你說的三相電，可能你僅僅指的是是三相電源。
首先，三相電源有對稱和不對稱之區分。一般書上為了分析簡單，先從對稱三相電源入手：

那麼什麼是對稱三相電源呢？？？
三個頻率相同，振幅相同，相位彼此相差120度的正弦電源；

通常是由三相同步發電機產生，發電機的三相繞組在空間彼此相差120度，當電機轉子以N轉速轉動時，三相對稱繞組產生感應電壓，從而形成對稱三相電源。（這裡只是簡單說一下原理，具體請參考《電機學》同步發電機章節）

剛才說到，三相之間彼此相差120度，那麼到底是誰跟誰差120，誰跟誰差240呢？
於是又有了一個相序問題。

三相電源要能夠供給負載，必須接到電路之中，而三相對稱電路有兩種接法：

這是星形接法；

這是三角形接法；

說到這裡，差不多快要結束了，不知道說清楚沒，
最後一個問題，單相電；以星形接法為例；

A,B,C三相和中線N任意組合 A,N ； B,N； C,N；都是單相電！
三角形接法類似。

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以上說了三相電和單相電的來源，下面再說說大小上的區別：

單相電有效值 220V，幅值 311V

三相電有效值 380V。幅值 537V

三相電有效值= 單相電有效值X根號3；

他們的頻率都是50Hz；

為什麼是根號三？孤獨的根號三？

那就得說說線電壓和相電壓的關係。。

具體計算式子：

結論是這樣的：

註：以上計算均是根據星形接法來說！！！

其實就是一股繩子，和一根三股繩子的關係。一股的話也能用，到末端了可以系東西。三股的話更粗，更結實，到末端了可以分成三根，系三個東西。

舉一個可以被小學生理解的例子:
假設你焊接了一個等邊三角形的鐵架，等邊三角形的中間點是一個轉軸，現在這個三角形架子可以繞中間點轉動。三個角三條邊也在轉動。(希望你可以想像成紙風車的轉動。不過這個風車是三個角，不是四個。如下圖:)

然後在三個角上安裝三支筆，分別為紅、黃、綠色。中間的軸是支黑色的筆。保證四支筆的筆尖在同一個平面上，轉動這個三角架。

最後在一張紙上，定住中間的黑筆，轉動三角鐵架，是不是紅黃綠都畫成圓形了？還是重合的。

現在讓這個三角架轉動，用做轉軸的黑筆畫直線。是不是發現自己在紙上畫出來三個正弦波了？

好了，每根正弦波線都可以和黑色中線構成兩相電。而紅黃綠三線就構成三相電。還是互差120度的。
(有同學問，黑色中線表示什麼？
如果三角形邊長為380, 請計算三角形三個角到圓心的距離，求圓半徑。)

請自己思考頻率和轉速的關係。
拿這個圖去套用其他答案給的公式，理解書上說的投影的意義。
事實上，發電機出的電，為了直觀上更容易理解，把三相電二維平面化了。
有個答案( @Simon田 )把三相電比喻成三股互繞的繩子也非常好。而實際上，可以更進一步比喻，三股繩子繞著一根鋼絲，鋼絲是直的，繩子以螺旋方式繞著鋼絲。每根繩子和鋼絲之間都構成單相電，三根繩子之間構成三相電。

好吧，我又手癢了，鑒於知乎上電氣專業這個現狀，本人呼籲電氣的筒子們都出來溜溜~
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下邊是答案
單相簡單的說就是一根火線，一根零線。
既然你提出了這個問題，那麼，你一定見過這個圖

這是一個標準正弦交流電，如果電可以用「一個」表示的話，諾，我們暫且把這個稱為一個。那麼單相簡單的說就是電源的正極輸出這麼一個，然後流過火線，流過用電器，再由零線流回電源。
那三相呢。
諾，最簡單的三相，就是三相四線制。通俗的說，就是三根火線，一根零線。
有三根火線，所以電源同一時間送出來的電就不是一個，而是三個了。
諾，大概就是下邊這個曲線了

看見了嗎，圖中有三個不同顏色的電，對應在實際生活中，每一根火線中跑一個，最後由零線匯總流回電源的負極，明白了嗎？
通俗的說，單相電相當於一個人幹活，三相電相當於三個人幹活，為什麼要發明三相，簡單的說，人多力量大唄。
諾，雖然嚴格的說到處都是漏洞，但是對你理解，應該是足夠了哈。

我先佔個坑，等用電腦寫
三相電的原理很簡單，三個互差120度的單相電和三相負載構成的電路。具體的其他答主已經說得比較清楚了，下面我來說說三相電的應用，雖然題主也沒問。
下面所有的討論都是在三相對稱電源的情況下討論的，因為實際電力系統中不存在三相不對稱電源，所以不討論
三相電路用於發電和輸電方面，目前我也只知道它用於電力系統，沒在其他地方見過（如果有請告訴我）。發電就是用三相電機，具體的原理不在這討論（因為我現在才學到三相電動機==）。輸電也就是把各種方式發的電通過逆變器變成交流電，再變成三相電，通過高壓線路傳輸到各個變電站，再降級變成380220V的三相電送到用戶家中。
重點來了！
高壓傳輸是三相三線制，低壓傳輸是三相四線制。用戶家採用的是星形連接，你看看接入自己家的電線是兩根，一根是火線，一根是零線。火線就是三相電中的某一相，而零線就是中性線，所以對於用戶來說還是單相電，電壓等級是220V。工廠是採用三角形連接，所以電壓等級就是380V。
這是三相電的一個好處，有兩個電壓等級。
另一個好處就是輸電方面，三相電的功率是衡值輸出，不會變化。不像單相的瞬時功率是變化的，穩定性非常重要。下學期將開一門電力系統的穩態分析不知道和這個有沒有關係。
我所知道的就醬。
如果有誤歡迎指正。
以此。

上面的圖為模擬三相電的電路圖和得到的波形。

三相電就是發電機一個轉子上分布三組線圈繞組，構成三個相位相差120度的正弦波交流電壓源。要輸送三相電，最直觀看用6根線（和3路單相沒差別），妥妥沒問題，只是沒這個必要，因為每架設一根線成本是巨大的，實際只要3根線，就能構成迴路。

三相電其中每一相單引出使用就是單相電。作為單相電引出時，電流從相線出來，由中性點回到三相電的線路中。

發電機和輸電系統做成任意相都可以，比如1、2、4、5、6、7、8相都沒問題，100相也行，10000相理論上也沒問題，只是無數電工通過無數實踐和理論計算，從性能、成本等等各個方面進行權衡後最後統一形成3相的標準。和生活中所有標準化的東西形成的過程沒有區別。

民用電都是使用單相電，因為單相電線路鋪設簡單、單相電器設計簡單成本低，同也完全能滿足民用的要求。現在家用電器除了少部分轉的和直接轉換成熱能的，多數電器都會對市電整流變壓，最後用的是直流電或直流電再逆變的交流電（比如各種號稱變頻的電器），所以民用電沒有用三相電的理由。

三相電主要用於工業用電，對功率巨大同時要求平滑的功率輸出的工業設備三項電更適合一些。三相電直接作用在電阻性負載上的功率輸出波形可以簡單計算如下：

完全一條直線，也就是說任意時刻輸出的功率都相同。而單相電是：

功率輸出的波動非常大。如果三相電的每相電壓和電流相位差都為θ：

θ取任意值輸出功率還是直線。

作為學電氣的本科生，弱弱的說，這是無數電氣工程師在漫長的進程和實踐中總結出來的最好的發輸電方式了

相對中性線電壓220伏，相對相間380伏

我覺得得從歷史說起，在電氣化的初期，有過直流系統（代表主張人物是愛迪生）和交流系統（代表主張人物是特斯拉）之爭，交流電因為通過變壓器變換電壓簡單等等優點而勝出，後來的發輸電基本就都是交流電系統了。

那為什麼使用三相電，個人覺得主要是因為對稱三相正弦交流電的總瞬時功率是恆定的，而單相正弦交流電的瞬時功率是變化的。如果使用三相電，用電的電動機的輸出功率就是恆定的，轉矩就是恆定的，也就是說電機轉動的力量是恆定的，這顯然是很靠譜的事情。

而單相電，就是取了三相電中的一相（可以是任何一相），也就是取了三根正弦中的一根。三相電一般用在工業上，工業上三相電機非常多。單相電一般用在商業和生活用電，這種場合主要是照明。實際中，把三相電分成三根線，按照功率大概平均的原則，可能把三相分別提供給三片居民區使用。

形象的話，三相就是三根正弦電壓按等間距「攪和」在一起（有點像DNA雙螺旋那個意思哈），單相就是只取一根。

右腳腳踏相對腳踏中心點的垂直高度就相當於電壓的幅值，它的絕對值在0到220V的1.414倍之間變化取值。老師這句話換成相線怎麼表達耐？求解答，O(∩_∩)O謝謝

三相電就是三條線都有電，互相之間的電壓為380V，這三條線單拿出來一條，就叫單相電，相對於零線的電壓是220V

最直觀的區別，單相電一般是兩根線或者三根線，三相電在日常用電中一般是四根線的。通常用紅，綠，黃來表示abc相，黑色表示零線，黃綠表示地線。
具體的區別，單相電是三相電某一相和零線的組合。三相電任意兩相之間的電壓是380v，
具體他們的定義直接百度就好了。

具體形象的區別也不能讓你比較深刻的理解吧，最好還是深入學習下，三相電涉及的東西不只有相位差120度這麼簡單的。。

我不洋洋洒洒的寫廢話了！這些自己都可以百度的到，這樣吧。拿個鉗形電流表。能測出電流的就是單項交流電！

單相電容易輸送，三相電可以旋轉，兩相電給電機電機就只能震，震的會受不了的……

具體講不出，形象來說就好比一個人打耳光和三個人輪番抽耳光，造成的痛苦和慘叫聲音的節奏肯定不一樣。請自行腦補。