У схемы звезды с нулевым проводом в нейтрали протекает нулевой (не значит, что его значение равно нулю) или нейтральный ток, обозначаемый IN.
Возникающую при прохождении тока разность потенциалов между началом и окончанием каждой обмотки в приемнике называют фазным напряжением, обозначают UАN, UBN и UCN.
Разности потенциалов между точками подключения начала фаз называют линейными напряжениями, обозначают UАВ, UBС и UCА. Их значения одинаковы для генератора и нагрузки.
У электроприемников схемы звезды с нулевым проводником для любой обмотки подключается соответствующее фазное напряжение от генератора. Оно обозначается для фазы:
А: UАN=UАN= UА;
В: UВN=UВN=UВ;
С: UСN=UСN=UС.
Любая фаза работает самостоятельно, не зависит от других. В ней токи (линейные или фазные) определяют формулой по закону Ома:
IА=UА/ZА;
IВ=UВ/ZВ;
IС=UС/ZС.
Первый закон Кирхгофа позволяет определить ток в нейтральном проводе как геометрическую сумму линейных либо фазных токов выражением: IN=IA+IB+IC.
При равных и симметричных нагрузках (ZA=ZB=ZC) величина тока в нейтральном проводе равна нулю. IN=0. Поэтому, симметричные 3-х фазные электроприемники (электродвигатели) подключают без нейтрального провода.
Для случая нарушения симметрии нагрузки характерно появление в нулевом проводнике тока, величина которого определяется отличиями от симметричных составляющих.
Такие отклонения снижают на стадии проекта и производства, чем и объясняются незначительные величины токов в нулевом проводе по сравнению с фазными/линейными значениями.
Описываемые 1-м законом Кирхгофа соотношения токов для любых нагрузок схем звезды без нулевого провода (IA+IB+IC=0) определяют взаимозависимость векторов.
Изменение одного любого вектора ведет к одновременному преобразованию остальных, чем проявляется зависимость режима. Ток нейтрали формирует разность потенциалов с величиной отличной от нуля.
На комплексной плоскости напряжение нулевой последовательности изображается вектором Un, смещающим центральную точку соединения векторов фазных напряжений для приемника (UАN, UВN, UСN), которые теряют равенство с фазными напряжениями генератора (UА, UВ, UС). Возникает перекос с фазными напряжениями у приемника.