Sistemas trifasico (corriente trifasica)

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1. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
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CORRIENTE TRIFASICA
SISTEMA TRIFASICO:
Un sistema trifásico equilibrado es el conjunto de tres corrientes alternas monofásicas de igual
frecuencia y amplitud (y, por consiguiente, valor eficaz) que presentan una cierta diferencia de
fase (desfasadas) entre ellos (120°) y están dadas en un orden determinado.
Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus frecuencias y valores
eficaces son iguales y están desfasadas simétricamente y dados en un cierto orden.
Un sistema trifásico equilibrado requiere disponer de un generador trifásico que produce un
sistema de tres tensiones equilibradas.











ILUSTRACIÓN 2: REPRESENTACIÓN CARTESIANA DE LAS TENSIONES



Ilustración 1: corrientes de un sistema trifásico.

2. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
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PRODUCCIÓN DE UN SISTEMA TRIFÁSICO DE TENSIONES EQUILIBRADAS
Cuando una espira gira en el interior de un campo magnético
uniforme con una velocidad W constante se produce en ella
una tensión senoidal. Esta tensión se puede originar si la espira
permanece fija (estator) y se hace girar los polos de un
electroimán (rotor) con velocidad constante.



Ahora bien, si el estator está constituido por tres bobinas
independientes desfasadas 120° entre sí, al girar el rotor se induce en
cada una de las bobinas una tensión alterna senoidal, del mismo valor y
de la misma frecuencia, pero desfasada entre sí 120°.
Este dispositivo, compuesto fundamental por rotor y estator, recibe el
nombre de generador trifásico.

Ilustración5: obtención de corriente trifásica

VENTAJAS DE LOS SISTEMAS TRIFÁSICOS
Los sistemas trifásicos (tres fases) son los que más frecuentemente se utilizan en generación,
transporte y distribución de energía eléctrica.
La principal aplicación para los circuitos trifásicos se encuentra en la distribución de la energía
eléctrica por parte de la compañía de luz a la población. Nicola Tesla probó que la mejor
manera de producir, transmitir y consumir energía eléctrica era usando circuitos trifásicos.
Algunas de las razones por las que la energía trifásica es superior a la monofásica son:
CONDICIONES PARA EL AQUILIBRIO:
1. Fuerza electromotriz iguales en valor eficaz y en frecuencia.
2. Desfases iguales.

ILUSTRACIÓN 4: GENERADOR
TRIFÁSICO

Ilustración 3: obtención de corriente monofásica

3. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
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 PERMITE CREAR CAMPO MAGNETICO GIRATORIO
Para arrancar un motor monofásico de inducción se tiene
que emplear un circuito de arranque, mientras que esto no
es necesario para un motor de inducción trifásico, gracias al
campo magnético giratorio que genera el sistema trifásico.
La potencia en KVA (Kilo Volts Ampere) de un motor
trifásico es aproximadamente 150% mayor que la de un
motor monofásico.



 PERMITEN EL EMPLEO DE DOS TENSIONES CON UNA SOLA LÍNEA









 TRANSPORTAR EL TRIPLE DE POTENCIA QUE UN SISTEMA MONOFÁSICO.
 LA POTENCIA ELÉCTRICA GENERADA O TRANSPORTADA ES CONSTANTE.
La potencia proporcionada por un sistema monofásico cae tres veces por ciclo. La potencia
proporcionada por un sistema trifásico nunca cae a cero por lo que la potencia enviada a la
carga es siempre la misma.







ILUSTRACIÓN 4: SISTEMA CON DOS TENSIONES
ILUSTRACIÓN 3: MOTOR CON
INDUCCIÓN MAGNÉTICA

4. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
pág. 4
REPRESENTACIÓN FASORIAL:









TERMINALES
Los terminales de las bobinas que inducen tensión trifásica en el estator se definen como:






CONEXIÓN ESTRELLA
Se obtiene conectando los terminales Y, X y Z de polaridad de
referencia negativa de las tres bobinas en un punto común N,
llamado punto neutro, que se suele conectar a tierra, como
medida de protección; mientras que los terminales positivos se
conectan a los conectores de línea de distribución. Es frecuente
representar esta conexión en estrella en la forma que se indica
en la ilustración 7.
CONEXIÓN EN DELTA O TRIÁNGULO
Se realiza uniendo el final de una bobina
con el comienzo de la siguiente,
formando un sistema cerrado.
Lógicamente, en este tipo de conexión
no existe punto neutro. De los vértices
del triángulo parten los conductores
correspondientes, que constituyen las
fases.

ILUSTRACIÓN 5: REPRESENTACIÓN FASORIAL DE LA
TRES TENSIONES DEL SISTEMA TRIFÁSICO
FASE 1: TERMINALES U (INICIO) X (FINAL)
FASE 2: TERMINALES V (INICIO)  Y (FINAL)
FASE 3: TERMINALES W (INICIO) Z (FINAL)
EN ELLAS SE PUEDEN CONECTAR DE DOS FORMAS:
 EN ESTRELLA O Y
 EN DELTA O Δ




Ilustración 6: conexión estrella.
ILUSTRACIÓN 7: CONEXIÓN EN DELTA O TRIÁNGUO

5. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
pág. 5

RELACIONES DE TENSIONES
El estudio de los sistemas trifásicos de fuentes
de tensión permite establecer las siguientes
definiciones:
a) Tensión simple o tensión de fase (UF)
Cada bobina del generador puede ser
representada como una fuente de
voltaje senoidal.
Para identificar a cada voltaje se les da el
nombre de voltaje de la fase a, de la fase
b y de la fase c.


b) Tensión de línea (UL) o tensión compuesta es la tensión que existe entre dos fases, es
decir, entre dos conductores de línea. Se simbolizan de la manera siguiente:
Uab= Ua- Ub
Ubc = Ub - Uc
Uca = Uc - Ua


FUENTE TRIFASICA EN ESTRELLA

6. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
pág. 6

FUENTE TRIFASICA EN DELTA
Como los conductores de línea parten de los vértices del triángulo, y la tensión entre dos
vértices viene dado por la de la bobina correspondiente, en este tipo de conexión las tensiones
de línea y de fase son iguales.
En lo que respecto a las intensidades, como en este sistema no es asequible ningún punto
neutro, el transporte se efectúa por medio de tres conductores.

7. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
pág. 7
RELACIONES DE CORRIENTE
Un alternador trifásico genera tres corrientes alternas. Éstas corrientes se transportan
mediante una red eléctrica compuesto por 3 conductores de fase un conductor de neutro
opcional. Podremos utilizar estas corrientes acoplándoles unos receptores, ya sea de forma
independiente cada fase, o bien utilizando las tres fases al mismo tiempo. Si acoplamos la
misma carga a cada una de las fases, decimos que el receptor está equilibrado. Si en cambio
acoplamos cargas distintas a cada fase, decimos que el receptor está desequilibrado. Veamos
ahora cómo responde la red ante cargas equilibradas.
a) Intensidad de línea (I L) es cada una de las intensidades (la, Ib, Ic) que circulan por los
conductores que unen el generador y la carga
b) Intensidad de fase (IF) es la intensidad que suministra uno de los generadores o la que
consume uno de los receptores de la carga.
Para estudiar la relación que existe entre estas magnitudes, consideraremos
sucesivamente los casos en que las fuentes estén asociadas en estrella o en triángulo.


 CARGA CONECTADA EN ESTRELLA
Como la carga aplicada a cada fase es la misma, las corrientes de fase del receptor serán
iguales en módulo, y también formarán un triángulo equilibrado, estando desfasadas cada uno
120°. Así, la suma vectorial de las corrientes también da cero, por lo que resulta innecesario
utilizar un conductor para el neutro.

8. CORRIENTE TRIFÁSICA FÍSICA ELÉCTRICA
pág. 8
 CARGA CONECTADA EN DELTA


Como la carga aplicada a cada receptor es la misma, las corrientes de fase del receptor serán
iguales en módulo, y también formarán un triángulo equilibrado, estando desfasados cada uno
120°. En este caso la corriente que circula por la red (R, S, T) será √3 veces la consumida por las
fases.