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Che cosa è una corrente trifase


Il modo moderno della vita non può essere immaginato senza elettricità e con i benefici che ne sono associati. L'assenza di gas naturale è facilmente compensabile da fonti di combustibile solido di calore, è disponibile anche acqua, ma senza elettricità c'è una vera e propria "fine del mondo".

La grande maggioranza delle moderne centrali elettriche genera una corrente alternata trifase. Tra i suoi vantaggi, si deve in particolare notare la facilità di ottenimento e successive trasformazioni, elevata affidabilità e semplicità della progettazione di motori elettrici asincroni destinati ad essa . La corrente trifase è il tipo più comune di energia elettrica nel mondo.

Il sistema a corrente trifase è un insieme di tre circuiti di corrente monofase con la stessa frequenza e ampiezza, tuttavia spostati di 120 gradi l'uno rispetto all'altro (o che è lo stesso periodo di 1/3). Ognuno di questi circuiti è chiamato una fase, rispettivamente, tutti e tre formano una corrente trifase.

Le fondamenta teoriche sono abbastanza semplici: il telaio in metallo ruota in un campo magnetico attraversando le linee di tensione. Per ottenere una corrente elettrica secondo la legge dell'induzione elettromagnetica , è sufficiente collegare il carico ai suoi terminali e creare una catena. Se la corrente a tre fasi è necessaria, il dispositivo diventa più complicato: nel meccanismo esistono tre fotogrammi identici che vengono spostati tra loro per 120 gradi. Il risultato è la generazione di tre forze elettromotrici (EMF). Nelle centrali elettriche standard la velocità di rotazione è invariata.

In pratica, l'implementazione è leggermente diversa dalla teoria. La corrente trifase viene creata da macchine speciali – generatori. In essi, gli avvolgimenti dei circuiti di fase sono immuni (confronta con la teoria) e si trovano in corrispondenza dei poli dello statore (parte fissa della macchina) in un certo modo. Un rotore magnetico viene generato dal rotore. Il momento di rotazione è riportato dall'energia dell'acqua cadente nelle centrali idroelettriche, una turbina a vapore in una centrale nucleare, ecc.

Una delle caratteristiche dei circuiti che utilizzano una corrente trifase è quella di utilizzare solo tre o quattro fili sul lato consumer – tre fasi e zero. Ciò può essere ottenuto grazie al modo di collegare gli avvolgimenti del generatore – una stella o un triangolo.

Un collegamento a stella significa che le estremità di tutti e tre avvolgimenti convergono in un punto zero. Procedendo dalla legge di Kirchhoff, ne consegue che la somma di tutte le correnti a questo punto (nodo) è zero, quindi non c'è chiusura. Viene generato un filo zero dal punto zero. La tensione misurata tra questo filo e uno dei tre lineari è di 1,73 volte inferiore al valore di tensione tra i fili lineari stessi. Nel primo caso si ottiene la tensione di fase e nel secondo caso è lineare.

Una caratteristica importante della connessione a stella è la necessità di evitare disallineamenti di fase, cioè di controllare che le correnti che scorrono nei rami siano circa uguali. Quella piccola differenza inevitabile porta alla comparsa di una piccola corrente nel filo zero, ma è piccola.

Un tipo completamente diverso di avvolgimento del generatore – un triangolo, consente di abolire il filo zero. Con la sua implementazione, ogni estremità dell'avvolgimento è collegata all'inizio del successivo, infatti, formando un triangolo e la tensione viene rimossa dai suoi vertici. Con questo metodo, le tensioni di fase e lineari sono uguali. È inoltre necessario monitorare l'uguaglianza delle correnti nei rami, perché ignorando questo, il valore totale della corrente nel circuito chiuso può diventare eccessivo, causando il generatore a scaldarsi e fuori servizio.

La maggior parte dei motori elettrici progettati per una rete trifase prevede la scelta di come gli avvolgimenti siano collegati a una stella o un triangolo. Ciò consente di scegliere la tensione di esercizio. Così, quando si collegano gli avvolgimenti di un carico a stella, la tensione calcolata sarà 1,73 volte inferiore rispetto a un triangolo.