Схема соединения источника и приемника звездой без нейтрального провода приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 Схема трехпроводной электрической цепи

При симметричной нагрузке, когда , напряжение между нейтральной точкой источника N и нейтральной точкой приемника n равно нулю, .

Соотношение между фазными и линейными напряжениями приемника также равно , т.е. , а токи в фазах определяются по формулам (12, 13), что и для четырехпроводной цепи. В случае симметричного приемника достаточно определить ток только в одной из фаз. Сдвиг фаз между током и соответствующим напряжением .

При несимметричной нагрузке  между нейтральными точками приемника и источника электроэнергии возникает напряжение смещения нейтрали .

Для определения напряжения смещения нейтрали можно воспользоваться формулой межузлового напряжения, так как схема рисунка 10 представляет собой схему с двумя узлами,

,                              (14)

где  - комплексные значения проводимостей фаз нагрузки.

Очевидно, что теперь напряжения на фазах приемника будут отличаться друг от друга. Из второго закона Кирхгофа следует, что

.               (15)

Зная фазные напряжения приемника, можно определить фазные токи

                                     (16)

Векторы фазных напряжений можно определить графически, построив векторную (топографическую) диаграмму фазных напряжений источника питания и  (рисунок 11).

При изменении величины (или характера) фазных сопротивлений напряжение смещений нейтрали  может изменяться в широких пределах. При этом нейтральная точка приемника n на диаграмме может занимать разные положения, а фазные напряжения приемника , ,  могут отличаться друг от друга весьма существенно.

Таким образом, при симметричной нагрузке нейтральный провод можно удалить и это не повлияет на фазные напряжения приемника. При несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрального провода фазные напряжения нагрузки уже не связаны жестко с фазными напряжениями генератора, так как на нагрузку воздействуют только линейные напряжения генератора. Несимметричная нагрузка в таких условиях вызывает несимметрию ее фазных напряжений , ,  и смещение ее нейтральной точки n из центра треугольника напряжений (смещение нейтрали).

Рисунок 11 Векторная диаграмма токов и напряжений в трёхпроводной несимметричной цепи

Направление смещения нейтрали зависит от последовательности фаз системы и характера нагрузки.

Поэтому нейтральный провод необходим для того, чтобы

ü выравнивать фазные напряжения приемника при несимметричной нагрузке;

ü подключать к трехфазной цепи однофазные приемники с номинальным напряжением в  раз меньше номинального линейного напряжения сети.

Следует иметь в виду, что в цепь нейтрального провода нельзя ставить предохранитель, так как перегорание предохранителя приведет к разрыву нейтрального провода и появлению значительных перенапряжений на фазах нагрузки.