Elaboración de una metodología para la producción, el transporte y la más eficiente y un consumo racional de energía

Hoy en día se utilizan, de forma casi generalizada, consumos en energía eléctrica en forma de corriente alterna C.A., en los sistemas de potencia.

Esto ha obligado a desarrollar técnicas de generación, transporte y consumo mucho más eficaces y rentables. El transporte y la generación se pueden realizar en C.A. monofásica, trifásica o polifásica, el consumo exactamente igual.

El que se realice tanto el transporte como la generación en C.A. trifásica se debe a que presenta una serie de ventajas respecto al monofásico, como veremos en el capítulo.

Los sistemas polifásicos, en general, quedan determinados por:

-Tensión.

-Número de fases o circuitos monofásicos que lo constituyen,

-Ángulo de desfase que lo caracteriza, siendo:

Donde m es el número de fases.

Si las tensiones y corrientes son iguales así como el ángulo ϕ entre fases, el sistema es equilibrado, en caso contrario el sistema es desequilibrado.

En 1888 Ferraris descubrió que se podía generar un campo magnético giratorio con dos a más corrientes alternas fuera de fase, y esta es otra de las grandes ventajas de los sistemas polifásicos frente a los monofásicos.

De los sistemas polifásicos el más utilizado es el trifásico.

Sistemas eléctricos polifásicos

Una de las razones para estudiar el estado senoidal permanente es que la mayor partede la energía eléctrica para la industria y los hogares se usa en forma de corrientealterna. Una fuente polifásica, como la mostrada en la figura 1, se estudia porque casitoda la energía eléctrica se genera y distribuye como potencia polifásica con unafrecuencia de 60 Hz.

El sistema polifásico más común es el sistema trifásico balanceado. La fuente tiene tres terminales con voltajes senoidales de igual amplitud. Sin embargo, esos voltajes no están en fase; sino cualquiera de los voltajes está 120° desfasado con cualquiera de los otros dos, donde el signo del ángulo de fase dependerá del sentido de los voltajes. Véase la Figura 2.

El uso de un mayor número de fases como sistemas de 6 y 12 fases, se limita casi por completo al suministro de energía a grandes rectificadores. Aquí, los rectificadores transforman la corriente alterna en corriente directa, que se necesita para ciertos procesos como la electrólisis. La salida del rectificador es una corriente directa más una componente pulsante más pequeña, o rizo, que disminuye conforme aumenta el número de fases.

Casi sin excepción, en la práctica, los sistemas polifásicos contienen fuentes que se aproximan muy de cerca a las fuentes ideales de voltaje o a las fuentes ideales de voltaje en serie con pequeñas impedancias internas. Las fuentes de corriente trifásica son muy poco comunes.

Notación de doble subíndice

Para describir corrientes y voltajes polifásicos se utiliza una notación de doble subíndice. Con esta notación, un voltaje o una corriente, como Vab o IaA tiene más significado que si se indican simplemente como V3 o Ix. Por definición, Vab es el voltaje del punto a con respecto al punto b. Así, el signo más se localiza en el punto a. Por tanto, los subíndices dobles equivalen a un par de signos más-menos.

También se aplica la notación de doble subíndice a las corrientes. La corriente Iab se define como la corriente que circula

...