火线电压为220V，为什么两根火线之间就成了380V？

我们知道，家庭电路使用的都是220V的交流电，而有些特殊的设备对电压的要求比较高，需要使用380V的电压，这种情况下，一般都就会在室外接上两根不同的火线，两根火线之间的电压就是380V，那么这个电压是怎么来的呢？想要了解这个问题，我们就得先从发电的原理开始讲起。

发电原理

我们知道，当导体切割磁感线时，便会产生感应电动势，这个时候如果在导体的两端接上电器，那么便会有电流流过用电器，这便是一个最简单的发电模型。

让导体切割磁感线有两种方式，一种是让磁体不动，线圈运动，另一种是让线圈不动，磁体运动。由于发电线圈是要外接电路的，因此让线圈转动显然不太合理。所以一般的发电机都是线圈不动，磁体运动。

比如下面这个就是一个最简单的单相发电模型，这个发电机由一组线圈构成，当磁体旋转过程中，磁感线方向在不断的变化，在这个变化过程中，线圈中的电流方向也会变化，于是电路中便产生了大小和方向不断变化的电流，也就是交流电。如果设定某个合适的磁场大小以及线圈转速，便可以产生220V的正弦交变电流。

但发电机利用单个线圈发电效率不高，运行也不太稳定，为保证发电机的稳定运行，发电机至少需要三个绕组，也就是三组线圈同时发电，理论上发电的相数可以更高，但三相最经济，因此世界各国普遍使用三相发电、供电。假设三组线圈同时单独发电，每个线圈两端都需要引出导线，那么一个发电机就要引出六根线，对于远距离输电来说，将会大大增加线缆的使用量，成本高昂。

那么该如何解决这个问题呢？这时我们可以将三组线圈的其中一端共接，并形成一根导线引出，同时再把这根线接地，这根线被称为中性线，这个接法被称为星形接法。

星型接法

中间的接出的这根中性线实际上也就是零线，所以整个电动机一共会有四根线接出，三根火线和一根零线。因为任意一根火线与零线之间都有一个线圈组在发电，因此任意一根火线与零线之间都是220V的交变电压。

那么火线与火线之间的电压是多少呢？

由于每个线圈之间的角度相差120度，因此在线圈旋转发电过程中，不同线圈之间的电压相位也会相差120度，也就是1/3个旋转周期。那么我们可以在坐标系中做出三组线圈的电压的曲线。

三相交变电压曲线

发电过程中，中性线还还会另外接地，那么中性线端对应的电势为零，所以火线与中性线之间的电压大小实际就等于火线端的电势，由于两根火线之间的电压大小等于两根火线端的电势差，而这个电势大小与单相电输出的电压大小又是相等的（因为零线电势为零，所以火线的电势大小就等于单相电输出的电压大小），所以两根火线之间的电压就等于两个单相电压之差。我们知道单相220V正弦交流电的电压公式U1=220sin（ωt+ψ1）,相位相差120°的电压则对应为U2=220sin（ωt+ψ1+π/3）,那么两个电压之差U1-U2=√3·220sin（ωt+ψ2），通过这个计算结果可以知道，两根火线之间的电压是单相电压的√3（1·732）倍。所以下面这个图我们就很好理解了，线R、B、Y为火线，N为零线（也就是中性线），U(RN)、U(BN)、U(YN)=220V，U(RB)、U(RY)、U(BY)=√3·220V=380V。

实际上认真观察这个结构你就会发现，任意两根火线之间其实是有两组线圈在发电，这个380V是两组线圈单独发电所产生电压的叠加。