Ver o código fonte de «Sistema trifásico»

{{Atención|1=[[WP:NON#MANUAL]]|data=xaneiro de 2018}}
{{Sen referencias|data=xaneiro de 2018}}
{| cellpadding="2" align="right" style="border: 1px solid darkgray; margin: 1em 1em 1em 1em;"
! width="140" align="right" | 
! width="150" align="left"|
|- align="center"
| style="border: 1px solid #777777;"|
[[Ficheiro:3phase AC wave.gif|115px]]
| style="border: 1px solid #777777;"|
[[Ficheiro:3 phase AC waveform.svg|200px]]
|- align="center" style="background:Ivory"
| colspan = "2" |Formas de onda dun sistema trifásico<br/>120 grados ou <math>\frac{2}{3}\pi</math> [[radián]]s de desfase.
|}

[[Ficheiro:Electric power transmission.jpg|miniatura|dereita|Torre de alta tensión con dúas liñas trifásicas.]]
O '''sistema trifásico''' de produción, distribución, transformación e consumo de enerxía eléctrica está formado por tres correntes alternas monofásicas de igual frecuencia e amplitude (e valor eficaz) pero que presentan un desfase entre elas de 120°. Cada unha das correntes monofásicas que forman o sistema trifásico desígnase cun nome de fase e cunha cor diferenciadora.

O sistema trifásico ten unha serie de ventaxes como son a economía das liñas de transporte de enerxía (cables de menor sección que nunha liña monofásica equivalente en potencia) e dos transformadores utilizados, así como o mellor rendimento dos receptores, especialmente motores, aos que a liña trifásica alimenta con potencia constante e non pulsada, como no caso da liña monofásica.

O sistema de tres fases foi inventado por [[Galileo Ferraris]] e [[Nikola Tesla]] en 1887 e 1888.

Os xeradores utilizados en centrais eléctricas son trifásicos, os transformadores e a conexión á rede eléctrica tamén deben ser trifásicos (salvo para centrais de pouca potencia). A corrente trifásica emprégase en industrias, onde as máquinas funcionan con motores.

==Conceptos básicos==
Un xerador de corrente trifásica, o caso máis simple, son tres bobinas dispostas en círculo distanciadas 120° unha doutra. Nesta disposición as bobinas forman un [[estator]] (parte fixa) e o imán un [[Rotor (eléctrico)|rotor]] central. No caso máis simple, isto faise mediante unha rotación de imán permanente. As voltaxes de [[Corrente alterna|CA]] tenden a alcanzar o seu máximo desplazamento co tempo por cada período engadido secuencialmente. O desplazamento temporal das tensións de fase determínanse polo ángulo de fase.

Os tres condutores que se empregan como terminais de conexión son chamados comunmente e abreviado como L1 (negro), L2 (marrón) e L3 (gris). Antes, tamén se denominaba a estes condutores de fase coas iniciais R, S e T, do alemán Rot (vermello), Schwarz (negro) e Tail (verde). Nos E.U.A. chámanse A, B e C.

{|class="wikitable" style="margin: 1em 1em 1em 1em;"
|+ align="center" style="background:Red; color:white"|<big>'''Cores empregadas en electricidade para identificar cables'''</big>
! |Norma
! style="background:orange; color:Black"|L1
! style="background:orange; color:Black"|L2
! style="background:orange; color:Black"|L3
! style="background:orange; color:Black"|Neutro
! style="background:orange; color:Black"|Terra
|-style="background:Ivory"
|{{DEUb}} R S T||[[Ficheiro:Color wire red.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire black.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire green.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire blue.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire green yellow.svg|70px]]
|- style="background:Ivory"
| {{USAb}} EUA ||[[Ficheiro:Color wire black.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire red.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire blue.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire white.svg|70px]]<br/>[[Ficheiro:Color wire grey.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire green yellow.svg|70px]]<br/>[[Ficheiro:Color wire green.svg|70px]]
|-style="background:Ivory"
| {{EUR}} [[CENELEC]] IEC 60446 <br/> {{ESP}} [[Regulamento Electrotécnico para Baixa Tensión|REBT 2002]]||[[Ficheiro:Color wire black.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire brown.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire grey.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire blue.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire green yellow.svg|70px]]
|-style="background:Ivory"
| Antiga URRS (Rusia, Ucraína, Kazakhstan) antes 2009, China (GB 50303-2002 Sección 15.2.2)||[[Ficheiro:Color wire yellow.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire green.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire red.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire light blue.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire green yellow.svg|70px]] 
|-style="background:Ivory"
| {{NOR}} || [[Ficheiro:Color wire black.svg|70px]]||[[Ficheiro:Color wire white.svg|70px]]<br/>[[Ficheiro:Color wire grey.svg|70px]]|| [[Ficheiro:Color wire brown.svg|70px]] || [[Ficheiro:Color wire blue.svg|70px]]|| [[Ficheiro:Color wire green yellow.svg|70px]] <br/> [[Ficheiro:Color wire yellow.svg|70px]] <br/> [[Ficheiro:Wire bare copper.svg|60px]]
|}

===Conexionado===
[[Ficheiro:Simpel-3-faset-generator.gif|miniatura|dereita|Esquema elemental dun xerador trifásico. O imán permanente xiratorio  produce nas bobinas mediante indución as voltaxes L1, L2 e L3. (Conexión en estrela)]]

[[Ficheiro:Couplage_en_étoile_d'une_plaque_à_bornes.png|frame|left|Conexionado do borneiro dun motor en estrela.]]
[[Ficheiro:Couplage_en_triangle_d'une_plaque_à_bornes.png|frame|left|Conexionado do borneiro dun motor en triángulo.]]
A corrente trifásica ten propiedades que a fan moi ventaxosa nun sistema de enerxía eléctrica:

* As correntes de fase tenden a cancelarse entre si, sumando cero no caso dunha carga equilibrada lineal. Isto fai que sexa posible eliminar ou reducir o tamaño do condutor neutro; todos os condutores de fase levan a mesma corrente e polo tanto pode ser da mesma sección, para unha carga equilibrada.
* A transferencia de potencia a unha carga equilibrada lineal é constante, o que axuda a reducir as vibracións do motor e xerador.
* Os sistemas trifásicos poden producir un campo magnético que xira nunha dirección especificada, o cal simplifica o deseño dos motores eléctricos.
* O conexionado en estrela (representado por '''Y'''), chámase así á conexión cun punto medio común conectado a un condutor neutro chamado N (de cor azul). Isto fai a carga eléctrica uniforme das tres fases.
*Conexionado en triángulo (símbolo '''Δ'''), no que non hai punto neutro.

Nas placas de especificacións dos motores eléctricos indícase o tipo de conexionado. Nos motores tamén empréganse os dous conexionados. O arranque inicial faise en estrela e despois dun tempo pasa a conexión en triángulo. Para facer o cambio de xiro no motor invírtense o conexionado de dúas das fases.

Nas redes de baixa tensión en Europa a voltaxe de uso común, o valor nominal, é de 230 V. Tensión entre fase e neutro. Nos sistemas trifásicos o valor efectivo da tensión de liña para sistemas de baixa tensión utilizados en Europa son 400 Voltios trifásicos, tensión medida entre dúas fases calquera.

==Definición matemática==
[[Ficheiro:World Map of Mains Voltages and Frequencies, Detailed.svg|miniatura|dereita|[[Voltaxe]] e [[frecuencia]]s nos distintos países do mundo:<br/>{{legend|#00E000|220-240 V/60 Hz}}
{{legend|#0040E0|220-240 V/50 Hz}}
{{legend|#E00000|100-127 V/60 Hz}}
{{legend|#E08000|100-127 V/50 Hz}}]]

Sistema trifásico de tensións:

: <math>v_{L1}(t)=V_P\cos\left(\omega t\right)\,\!</math>  (Tensión instantánea da Fase 1)

: <math>v_{L2}(t)=V_P\cos\left(\omega t-\frac{2}{3}\pi\right)\,\!</math> (Tensión instantánea Fase 2, desfasada 120 grados)

: <math>v_{L3}(t)=V_P\cos\left(\omega t-\frac{4}{3}\pi\right)\,\!</math> (Tensión instantánea Fase 3, desfasada 240 grados)

:Vp= Voltaxe de Pico

Para carga balanceada, en cada fase hai impedancia:
{| align="center" border="0"
|<math>
Z=|Z|e^{j\varphi}\,
</math>
|}
A corrente de pico será  ([[Lei de Ohm]]):
{| align="center" border="0"
|<math>
I_P=\frac{V_P}{|Z|}
</math>
|}
E as correntes instantáneas en cada fase serán:
{| align="center" border="0"
|<math>
i_{f1}(t)=I_P\cos\left(\omega t-\varphi\right)
</math>
|}
{| align="center" border="0"
|<math>
i_{f2}(t)=I_P\cos\left(\omega t-\frac{2}{3}\pi-\varphi\right)
</math>
|}
{| align="center" border="0"
|<math>
i_{f3}(t)=I_P\cos\left(\omega t-\frac{4}{3}\pi-\varphi\right)
</math>
|}
As potencias instantáneas nas fases son:
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{f1}(t)=v_{f1}(t)i_{f1}(t)=V_P I_P\cos\left(\omega t\right)\cos\left(\omega t-\varphi\right)
</math>
|}
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{f2}(t)=v_{f2}(t)i_{f2}(t)=V_P I_P\cos\left(\omega t-\frac{2}{3}\pi\right)\cos\left(\omega t-\frac{2}{3}\pi-\varphi\right)
</math>
|}
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{f3}(t)=v_{f3}(t)i_{f3}(t)=V_P I_P\cos\left(\omega t-\frac{4}{3}\pi\right)\cos\left(\omega t-\frac{4}{3}\pi-\varphi\right)
</math>
|}
Usando identidades trigonométricas:
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{f1}(t)=\frac{V_P I_P}{2}\left[\cos\varphi+\cos\left(2\omega t-\varphi\right)\right]
</math>
|}
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{f2}(t)=\frac{V_P I_P}{2}\left[\cos\varphi+\cos\left(2\omega t-\frac{4}{3}\pi-\varphi\right)\right]
</math>
|}
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{f3}(t)=\frac{V_P I_P}{2}\left[\cos\varphi+\cos\left(2\omega t-\frac{8}{3}\pi-\varphi\right)\right]
</math>
|}

A suma para a potencia instantánea total será:
{| align="center" border="0"
|<math>
p_{TOTAL}(t)=\frac{V_P I_P}{2}\left\{3\cos\varphi+\left[\cos\left(2\omega t-\varphi\right)+\cos\left(2\omega t-\frac{4}{3}\pi-\varphi\right)+\cos\left(2\omega t-\frac{8}{3}\pi-\varphi\right)\right]\right\}
</math>
|}
Como os termos en corchetes constitúen un sistema trifásico simétrico, suman cero e a potencia total resulta constante:
{| align="center" border="0"
|<math>
P_{TOTAL}=\frac{3V_P I_P}{2}\cos\varphi
</math>
|}
Substituíndo a corrente de pico:
{| align="center" border="0"
|<math>
P_{TOTAL}=\frac{3V_P^2}{2|Z|}\cos\varphi
</math>
|}

[[Ficheiro:TrianguloDePotencia.jpg|miniatura|200px|Triángulo de Potencias]]
A tensión en cada fase será:
 {| align="center" border="0"
 |<math>
	U = 2 \times V \times \cos(\pi/6) = \sqrt 3 V
 </math>
|}

A relación de potencias será (S potencia aparente VA):

P =<math> \sqrt{3}U_LI_F\cos\theta</math> para a potencia activa (W),

e

Q =<math> \sqrt{3}U_LI_F\sin\theta</math> para a potencia reactiva (VA<sub>r</sub>).

----
 Exemplo práctico:
 Así nun sistema de distribución eléctrico trifásico de 400 voltios entre fases
 a tensión medida entre unha das tres fases calquera e o neutro será:
 <br/>
 <math>\frac {400} {\sqrt 3} = 230 </math> voltios, que é a tensión de uso doméstico en Europa.

==Motores trifásicos==
<center>
<gallery widths="150" heights="150" perrow="3" style="text-align:center" caption="Campo magnético dun motor trifásico síncrono">
File:3phase-rmf-noadd-60f-airopt.gif|Secuencia e magnitude dos campos magnéticos das bobinas.
File:3phase-rmf-60fv2-airopt.gif|Representación da suma de vectores, describe un círculo perfecto.
File:TMW 50906 Schnittmodell einer Drehstrommaschine (Asynchronmaschine).jpg |Sección dun Motor trifásico
File:Esquema coneccion motor triangulo estrella.jpg|Conexionado estrela-triángulo dun motor trifásico.
File:Inversor de Xiro Estrela Triángulo.svg|Inversor de Xiro con Estrela Triángulo.
</gallery>
</center>

==Véxase tamén==

=== Outros artigos ===
*[[Corrente alterna]]
*[[Nikola Tesla]]

{{Control de autoridades}}

[[Categoría:Electricidade]]