Tensió de línia i fase: diferència i relació
En aquest breu article, sense entrar en la història de les xarxes de corrent altern, entendrem la relació entre la tensió de fase i la línia. Respondrem a les preguntes sobre què és la tensió de fase i què és la tensió de línia, com es relacionen entre si i per què aquestes relacions són exactament iguals.
No és cap secret que avui l'electricitat de les centrals generadores es lliura als consumidors a través de línies elèctriques d'alta tensió amb una freqüència de 50 Hz. En les subestacions transformadores, l'alta tensió sinusoïdal es redueix i es distribueix als consumidors a 220 o 380 volts. En algun lloc la xarxa és monofàsica, en algun lloc trifàsica, però anem a esbrinar-ho.
RMS i voltatge de pic
En primer lloc, observem que quan diuen 220 o 380 volts, es refereixen als valors efectius de les tensions, des d'un punt de vista matemàtic -voltatges rms... Què vol dir?
Això vol dir que en realitat l'amplitud Um (màxima) de la tensió sinusoïdal, fase Umph o Uml lineal, és sempre superior a aquest valor efectiu.Per a una tensió sinusoïdal, la seva amplitud és més gran que el valor efectiu amb l'arrel 2 vegades, és a dir, 1,414 vegades.
Així, per a una tensió de fase de 220 volts, l'amplitud és de 310 volts, i per a una tensió de línia de 380 volts, l'amplitud serà de 537 volts. I si tenim en compte que la tensió a la xarxa mai és estable, aquests valors poden ser inferiors o superiors. Aquesta circumstància sempre s'ha de tenir en compte, per exemple, a l'hora d'escollir condensadors per a un motor asíncron trifàsic.
Tensió de línia de fase
Els bobinatges del generador estan connectats i connectats amb els extrems X, Y i Z en un punt (al centre de l'estrella) que s'anomena punt neutre o zero del generador. Aquest és un circuit trifàsic de quatre fils. Els conductors de línia L1, L2 i L3 estan connectats als terminals de les bobines A, B i C, i el conductor neutre N està connectat al punt neutre.
Les tensions entre el terminal A i el punt zero, B i el punt zero, C i el punt zero, s'anomenen tensions de fase, es denoten amb Ua, Ub i Uc, però com que la xarxa és simètrica, podeu escriure simplement Uph — voltatge de fase .
A les xarxes de corrent altern trifàsic de la majoria dels països, la tensió de fase estàndard és d'aproximadament 220 volts: la tensió entre el conductor de fase i el punt neutre, que normalment està connectat a terra, i se suposa que el seu potencial és zero, per això és també anomenat punt neutre.
Tensió de línia d'una xarxa trifàsica
Les tensions entre el terminal A i el terminal B, entre el terminal B i el terminal C, entre el terminal C i el terminal A s'anomenen tensions de línia, és a dir, són les tensions entre els conductors de línia d'una xarxa trifàsica. Estan etiquetats com a Uab, Ubc, Uca o simplement podeu escriure Ul.
La tensió de xarxa estàndard a la majoria de països és d'aproximadament 380 volts.En aquest cas és fàcil veure que 380 és 1,727 vegades més gran que 220 i, deixant de banda les pèrdues, és evident que aquesta és l'arrel quadrada de 3, és a dir, 1,732. Per descomptat, la tensió de la xarxa tot el temps en una direcció o una altra fluctua en funció de la càrrega actual de la xarxa, però la relació entre les tensions de línia i de fase és exactament la mateixa.
D'on prové l'arrel de 3?
El mètode d'imatge vectorial s'utilitza sovint en enginyeria elèctrica. tensions i corrents variables en el temps sinusoïdal.
El gràfic de la dependència de la magnitud de la projecció en el temps és una sinusoide. I si l'amplitud de la tensió és la longitud del vector U, aleshores la projecció que canvia amb el temps és el valor actual de la tensió, i la sinusoide reflecteix la dinàmica de la tensió.
Per tant, si ara dibuixem un diagrama vectorial de tensions trifàsiques, resulta que hi ha angles iguals de 120 ° entre els vectors de les tres fases i, aleshores, si les longituds del vector són els valors efectius \u200b \u200de les tensions de fase Uph, llavors per trobar les tensions de línia Ul, cal calcular la DIFERÈNCIA de cada parell de vectors amb dues tensions de fase. Per exemple, Ua — Ub.
Un cop completada la construcció pel mètode del paral·lelogram, veurem que el vector Ul = Ua + (-Ub) i com a resultat Ul = 1,732Uf. A partir d'aquí resulta que si les tensions de fase estàndard són de 220 volts, les lineals corresponents seran iguals a 380 volts.