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Un sistema trifásico se dice desbalanceado cuando las impedancias que presentan las cargas y los generadores en sus distintas fases no son iguales entre sí. La línea de distribución no tiene por qué presentar la misma impedancia por fase.

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Si se disponen tres bobinas independientes desfasadas entre si 120º, en el estator de una máquina eléctrica, al girar el campo magnético (rotor), en cada una de las 3 bobinas se induce una fem alterna senosoidal, de igual valor y frecuencia pero desfasadas entre sí 120º (es decir, 1/3 del periodo).
A esta máquina se le llama generador trifásico, siendo cada bobina una fase de la máquina.

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Es el conjunto de tres corrientes monofásicas iguales, de igual frecuencia, amplitud y valor eficaz, desfasadas una respecto a la otra en un tercio de período (120º).

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El principio de cada bobina se conoce como U,V,W y el final por X,Y,Z respectivamente.
A la fem que se induce en cada bobina (Fase) se le llama Tensión de Fase (Figura 2) y el conjunto de las tres fases se llama Sistema Trifásico (Figura 3)

Nuestro generador anterior tiene seis cables de salida, un par por cada una de las bobinas de generación,  si suponemos las tres bobinas iguales y colocamos un voltímetro entre los extremos de cada par, obtendremos voltajes exactamente iguales en magnitud y forma, pero separados un tercio del giro del generador.

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Siendo las expresiones matemáticas que corresponden con estas ondas senoidales:
V1=Vmax * sen(wt)
V2=Vmax * sen(wt-120º)
V2=Vmax * sen(wt-240º)

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Figura 4. Sistema trifásico a tres o cuatro conductores

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Los sistemas trifásicos pueden estar formados por tres o por cuatro conductores o fases (Figura 4) a los que se reconoce por las siguientes siglas:
L1= Conductor de la fase 1
L2= Conductor de la fase 2
L3= Conductor de la fase 3
N= Conductor neutro

Cuando se trata de redes de distribución en Baja Tensión, se utiliza el sistema trifásico de cuatro conductores (3F+N), que permite realizar suministros monofásicos.

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La mayor parte de la producción eléctrica tiene forma de potencia trifásica.

Además, casi toda la electricidad residencial en Norteamérica tiene la forma de corriente alterna monofásica, con una frecuencia de 60 Hz y una tensión rms de 115 V. En otros sitios, lo más común es 50 Hz a 240 V rms.

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Es habitual confundir el sentido horario con la secuencia directa y es importante notar que es justo al revés.

La secuencia de fases es de vital importancia en los sistemas de distribución de energía eléctrica, ya que determina el sentido de rotación de los motores trifásicos. Así, si se intercambian dos tensiones de fase, se cambiará la secuencia, y se invertirá el sentido de giro del motor.

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Para convertir esos tres generadores monofásicos a un circuito trifásico necesitamos conectarlos. La conexión puede ser de dos formas diferentes conocidas como conexión en estrella y conexión en delta (o triángulo).

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Un receptor trifásico con una carga trifásica desbalanceada en estrella, conectada a una red trifásica equilibrada, donde se muestran las tensiones y las intensidades de línea y de fase.

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El módulo y ángulo de cada intensidad será diferente por serlo las impedancias

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El sistema de intensidades es desbalanceado cuando:

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El sistema de intensidades es desbalanceado cuando:

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Las intensidades de fase I F1, I F2, I F3 coinciden con las de línea I L1, I L2, I L3 respectivamente y forman φ ₁, φ ₂, φ ₃

La intensidad del neutro puede no ser nula: I₁+ I₂+ I₃ = IN vectorialmente

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Ejemplo de un diagrama fasorial, con tres intensidades de fase con módulos y argumentos distintos entre sí, donde se observa como la suma de las tres intensidades da lugar a una resultante no nula (IN).

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Un receptor trifásico con una carga trifásica desequilibrada en triángulo, conectada a una red trifásica equilibrada, donde se muestran las tensiones y las intensidades de línea y de fase.

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El sistema de tensiones es equilibrado, ya que las tensiones de línea V₁₂, V₂₃, V₃₁ son iguales a las de fase y están desfasadas 120º entre sí,

El sistema de intensidades es desequilibrado, ya que las intensidades de fase I₁₂, I₂₃, I₃₁ forman desfases de φ₁, φ₂, φ₃ respecto de V₁₂, V₂₃, V₃₁, respectivamente.

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Las intensidades de línea I₁, I₂, I₃ se pueden calcular vectorialmente a partir de las de fase aplicando la ley de nudos.

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Ejemplo de diagrama fasorial, con tres módulos intensidad de fase y tres argumentos distintos entre sí, donde se comprueba que los valores de línea también resultan distintos entre sí. Se llama aquí también la atención sobre la disparidad de módulo entre fases

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Las fuentes trifásicas tienen tres terminales, denominadas terminales de línea; además pueden contar o no con una cuarta terminal, la conexión neutra. En la imagen podemos observar la conexión representada mediante tres fuentes de tensión ideales conectadas en Y.

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Las terminales a, b, c y n están disponibles. Examinaremos las fuentes trifásicas balanceadas, que se definirían de modo que                     |V an|=|V bn|=|V cn|
y
V an + V bn + V cn = 0

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Un sistema trifásico balanceado es aquel cuyas fuentes se encuentran desfasadas 120 grados entre sí, tienen la misma magnitud y operan a la misma frecuencia angular. Además, sus impedancias de carga y línea son las mismas para todas las fases.

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Estas tres tensiones, localizadas cada una entre una línea y el neutro, se llaman tensiones de fase. Si elegimos de manera arbitraria Van como la referencia, o definimos:

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Donde emplearemos de manera constante Vp para representar la amplitud rms de cualquiera de estas tensiones de fase, por lo cual la definición de la fuente trifásica se indica así

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La primera recibe el nombre de secuencia de fase positiva o secuencia de fase abc y se ilustra en la figura del lazo izquierdo; la segunda se conoce como secuencia de fase negativa.

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La ley de tensiones de Kirchhoff requiere que la suma de las tres tensiones sea cero.
Si la amplitud rms de cualquiera de las tensiones de línea se denota por VL, entonces una de las características importantes de la fuente trifásica conectada en Y puede expresarse como

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Sistema trifásico balanceado conectado en Y-Y que incluye un neutro.

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Por lo tanto podemos obtener que INn = IaA + IbB + IcC = 0

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La carga se representa por una impedancia Zp entre cada línea y el neutro. Las tres corrientes de línea se calculan con mucha facilidad puesto que en realidad se tienen tres circuitos monofásicos que poseen un hilo de conexión común.

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Una configuración alternativa a la carga conectada en Y es la carga conectada en delta, como se muestra en la figura de abajo. Este tipo de configuración es muy común y no posee una conexión neutra.

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Consideremos una carga balanceada conectada en delta que está compuesta por una impedancia Zp insertada entre cada par de líneas. Entonces podemos obtener
VL = |V ab| = |V bc| = |V ca|
o que sabe cuáles son las tensiones de fase
Vp = |V an| = |V bn| = |V cn|

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Debido a que se conoce la tensión en cada rama de la delta, las corrientes de fase se obtienen:

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Las corrientes de línea también tienen la misma amplitud; la simetría se manifiesta a partir del diagrama de fasores de la figura de abajo.

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y sus diferencias determinan las corrientes de línea, en la forma
I aA = I AB − I CA
En razón de que estamos trabajando con un sistema balanceado, las tres corrientes de fase son de igual amplitud:
I p = |I AB| = |I BC| = |I CA|

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Así podemos obtener
IL = |I aA| = |I bB| = |I cC|

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E igual obtendremos:
I L=  √3 I p

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Si la carga está conectada en delta entonces resultan indistinguibles la tensión de fase y la de línea, aunque la corriente de línea es mayor que la de fase por un factor de √3. Sin embargo, con una carga conectada en Y la corriente de fase y la de línea se refieren a la misma corriente, y la tensión de línea es mayor que la de fase por un factor de √3.