Saya akan memfokuskan jawaban saya pada transmisi saja, tanpa menjelaskan mengapa 3 fase berguna secara umum karena jawaban lain melakukannya.
Transmisi kekuasaan adalah kompromi. Kompromi antara efisiensi transmisi dan kemudahan konversi. Cara paling efisien untuk mentransmisikan daya listrik adalah DC. Inilah sebabnya mengapa kebanyakan saluran superlong adalah HVDC (arus searah tegangan tinggi). Namun, DC adalah yang terburuk untuk mengubahnya menjadi HV ketika Anda ingin mengirimnya dari pembangkit listrik, dan kembali ke LV ketika Anda ingin memberi makan kepada konsumen.
AC di sisi lain sangat mudah untuk dikonversi - cukup masukkan trafo. Namun transmisinya menyebalkan. Misalnya. AC memancarkan sebagian energi, tetapi itu bukan perhatian utama. Jika Anda melihat grafik sinusoidal, Anda akan menyadari bahwa kabel AC tidak bekerja 100%. Sementara kabel DC membawa arus yang berguna setiap saat (seseorang dapat menganggap DC sebagai 100% siklus kerja PWM), kabel AC hanya membawa arus sebagian saja dari waktu. Ini berarti bahwa untuk tegangan puncak yang sama (yang menentukan biaya isolasi saluran) dan untuk arus puncak yang sama (yang menentukan ukuran dan biaya konduktor), AC dapat mengirimkan hanya sebagian daya.
Di sinilah gagasan multi-fase. Tentu saja multi-fase saja tidak berarti apa-apa, Anda dapat memiliki 3 fase pada 6 konduktor (3 pasang benar-benar independen satu sama lain). Kuncinya di sini adalah berbagi kabel antara fase. Ini seperti tempat tidur panas di kapal perang - 2 pelaut berbagi 1 tempat tidur, ketika seorang pria bangun dan memulai shiftnya, yang lain mengakhiri shiftnya dan pergi tidur. Intinya adalah untuk tidak memiliki tempat tidur kosong hanya membuang-buang ruang, dan 3 fase AC bekerja pada konsep yang sama: pada saat satu fase "beristirahat", fase lain menggunakan kembali salah satu kabel untuk mentransmisikan arus sendiri. Tidak jelas pada pandangan pertama karena sangat cair, satu jatuh ke 0 sementara yang lain naik, dan tidak pernah ada waktu ketika satu fase sebagai kawat untuk dirinya sendiri. Tetapi intinya adalah untuk menggunakan kembali waktu idle kabel.
Mengapa 3? Karena 2 terlalu kecil, Anda tidak dapat memiliki 2 fase pada 2 kabel. 3 adalah jumlah minimum fase yang dapat berbagi semua kabel. Mengapa diimbangi? Karena satu fase pada konduktor X sama dengan 1 konduktor X kali lebih tebal.
Ketika Anda membandingkan sistem 3 fase dengan sistem 1 fase, Anda dapat dengan jelas melihat bahwa dengan menambahkan hanya 50% lebih banyak kabel, Anda mendapatkan 3 kali lebih banyak saat ini.
Transmisi 3 fase menggunakan kabel DUA KALI sama efektifnya dengan 1 fase.
Jadi, Anda dapat menggunakan tembaga setengah lebih banyak saat membangun garis.