Di S. Hussain Ather
Aggiornato il 24 marzo 2022
L'elettricità si manifesta in varie forme, dalle forniture residenziali monofase ai generatori industriali trifase. Comprendere come viene derivata la tensione da linea a linea è essenziale per progettare e risolvere i problemi di questi sistemi.
Mentre l’energia monofase domina l’uso quotidiano, i sistemi trifase consentono alle centrali elettriche di trasmettere circa tre volte più energia attraverso tre conduttori anziché due. Le apparecchiature industriali, come i motori di grandi dimensioni, fanno affidamento sulla coppia uniforme e costante fornita dalla tensione trifase.
Per tre conduttori etichettati a, b e c, le tensioni tra ciascuna coppia sono indicate come vab , vbc e vca . Questi rappresentano la differenza di potenziale da un conduttore all'altro. La relazione tra due tensioni linea-linea può essere espressa come:
vac = vab - vcb \nor vac = vab + vbc
La tensione fase-terra (o fase-terra) è la differenza tra un conduttore e il riferimento di terra. Se vae è la tensione del conduttore a verso terra e vba è la tensione da b ad a, allora la tensione da b a terra è:
vbe = vba + vae
Un tipico raddrizzatore a tiristori funziona con i seguenti ingressi linea-linea:
vab = sin(ωt) \nvbc = sin(ωt - 120°) \nvca = sin(ωt - 240°)Qui, ω =2πf è la frequenza angolare e f è la frequenza di alimentazione. Lo sfasamento di 120° tra i conduttori garantisce un funzionamento bilanciato, rendendo questa configurazione ideale per applicazioni di commutazione ad alta potenza.
L'applicazione della legge di Ohm (V =IR) ai circuiti trifase implica l'impedenza (Z) anziché la resistenza (R). La caduta di tensione tra i punti xey è espressa come:
vxy = Ixy · ZxyQuesta relazione consente agli ingegneri di calcolare le correnti e verificare l'integrità del sistema tenendo conto delle differenze di fase tra i componenti.
La padronanza dei calcoli della tensione da linea a linea consente ai professionisti di progettare sistemi di distribuzione dell'energia efficienti e affidabili in ambienti residenziali, commerciali e industriali.
