Finalitat del conductor neutre en sistemes trifàsics
Un dels problemes econòmics més importants de l'alimentació és reduir el pes dels cables de la xarxa elèctrica per a una determinada potència transmesa i un cert percentatge de pèrdues a la xarxa. Es pot aconseguir no només augmentant la tensió a la xarxa, sinó també combinant diverses xarxes independents, i en alguns dels cables és possible crear corrents que es compensen entre si. Això fa possible reduir el nombre de cables o la seva secció transversal.
Ja en els primers anys del desenvolupament de l'enginyeria elèctrica, quan la transmissió d'energia es realitzava a tensió constant, aquesta idea es va utilitzar en l'anomenada. sistema de tres cables, proposat per Dolivo-Dobrovolski.
Que hi hagi dues fonts idèntiques (en termes de tensió i potència) de tensió constant U, cadascuna de les quals serveix als seus usuaris.
La xarxa consta de quatre cables.Si combineu dos cables en l'anomenat cable d'equalització (neutre), s'hi sumaran els corrents de direcció oposada, de manera que la secció transversal del cable es pot reduir significativament.
Sistema de tres fils
Amb una càrrega simètrica (I1 = I2), el cable d'igualització no és necessari i l'estalvi en cables arriba als 50 °. Quan les càrregues canvien (sense cable d'igualització), la tensió es redistribuirà entre elles, cosa que no és desitjable.
El conductor igualador redueix significativament la distribució asimètrica de tensió. Si és possible ignorar la resistència interna de les fonts i la resistència de la línia, l'asimetria s'elimina gairebé completament. Una idea similar és la base de la construcció de sistemes de corrent altern multifàsic.
Un sistema simètric polifàsic és un conjunt de diverses tensions alternes de la mateixa amplitud i freqüència, simètricament desfasades amb el temps. Un sistema trifàsic ha guanyat prevalença pràctica (vegeu: Sistema EMF trifàsic).
Un sistema trifàsic (i qualsevol polifàsic) té una sèrie d'avantatges en comparació amb un sistema monofàsic: permet afegir pes als cables de la xarxa elèctrica, proporciona una càrrega més uniforme al motor, rotació elèctrica de tres generador de voltatge de fase i, finalment, permet crear un camp magnètic giratori ampli utilitzat en motors elèctrics.
Si s'utilitza un sistema monofàsic (amb la mateixa potència i la mateixa tensió) en comptes d'un sistema trifàsic, només es necessitaran dos cables, però la seva secció transversal haurà de dependre de tres vegades el corrent.En comparació amb un sistema monofàsic, un sistema trifàsic estalvia un 30-40% en el pes del cable.
Veure també aquí: El corrent trifàsic és millor que la monofàsica
Independentment del circuit de commutació del generador (normalment desconegut per l'usuari), la càrrega d'un sistema trifàsic també es pot connectar de dues maneres: delta o estrella.
En el primer cas, la tensió a cadascun dels usuaris és igual a la tensió de línia i no canvia quan es trenca la simetria de les càrregues.El corrent a l'usuari (fase) és diferent del corrent a la línia.
Quan els consumidors estan connectats en estrella, el corrent de cada càrrega és igual al corrent de línia corresponent, però la tensió a cada càrrega (fase) és diferent de la línia.
Vegeu també -Valors de tensió, corrent i potència per a connexions en estrella i triangle
Quan les càrregues canvien, els corrents es redistribueixen automàticament i la seva suma (obtinguda en el punt comú de les càrregues) sempre desapareix. Al mateix temps, hi ha una redistribució corresponent de les tensions entre les càrregues desiguals.
Aquest inconvenient s'elimina si hi ha un conductor neutre (connectat al punt comú de les càrregues), ja que permet que la suma dels corrents de tres fases es mantingui diferent de zero, és a dir. en una càrrega desequilibrada, el conductor neutre del sistema trifàsic ajuda a mantenir una tensió de càrrega constant.