Κάθε ηλεκτρική συσκευή ή μηχάνημα για να δουλέψει χρειάζεται:
Μια φάση (L) και ένας ουδέτερος (Ν)
Μια φάση (L) και ένας ουδέτερος (Ν)
ή
τρεις φάσεις (L1-L2-L3)
τρεις φάσεις (L1-L2-L3)
ή
τρεις φάσεις (L1-L2-L3) και ένας ουδέτερος (Ν)
ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟ ΚΑΙ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ
Μονοφασική παροχή: Στον καταναλωτή παρέχεται μία φάση (L) και ο ουδέτερος (Ν).
Τριφασική παροχή: Στον καταναλωτή παρέχονται τρεις φάσεις (L1,L2,L3) και ο ουδέτερος (Ν). Η κάθε φάση διαφέρει από τις άλλες δύο κατά 120 μοίρες.
Μονοφασική παροχή: Στον καταναλωτή παρέχεται μία φάση (L) και ο ουδέτερος (Ν).
Τριφασική παροχή: Στον καταναλωτή παρέχονται τρεις φάσεις (L1,L2,L3) και ο ουδέτερος (Ν). Η κάθε φάση διαφέρει από τις άλλες δύο κατά 120 μοίρες.
Σε κάθε χρονική στιγμή το άθροισμα των 2 τάσεων του 3Φ συστήματος είναι ίσο και αντίθετο με την τρίτη τάση.
Η διαφορά φάσης ανάμεσα στις 3 τάσεις είναι (βλέπε προηγούμενη διαφάνεια)
Va και Vb 120ο ή 2π/3
Vb και Vc 120ο ή 2π/3
Vc και Va 120ο ή 2π/3
άρα σε τυχαία χρονική στιγμή
Va =Voημφ
Vb =Voημ(φ+2π/3)=Voημ(φ+120ο)
Vc =Voημ(φ-2π/3)=Voημ(φ-120ο) ή Voημ(φ+240ο)
π.χ στη χρονική στιγμή φ= 30ο θα έχω:
Va =Voημ30ο
Vb=Voημ(30ο+120ο)= Voημ(150ο)
Vc=Voημ(30ο-120ο) ή Voημ(-90ο)=Voημ(270ο)
Πλεονεκτήματα του τριφασικού έναντι του μονοφασικού ρεύματος
• Η μεταφερόμενη ισχύς από ένα μονοφασικό σύστημα παρουσιάζει έντονες διακυμάνσεις. Μέσα στο χρονικό διάστημα ενός κύκλου η ισχύς μηδενίζεται τρεις φορέςΗ μεταφερόμενη ισχύς από ένα τριφασικό σύστημα παρουσιάζει και αυτή διακυμάνσεις αλλά δεν μηδενίζεται ποτέ.
Σε ένα τριφασικό σύστημα παραμένει σταθερή και αυτό παρέχει καλύτερα χαρακτηριστικά λειτουργίας των τριφασικών κινητήρων.
• Η μεταφερόμενη ισχύς από ένα μονοφασικό σύστημα παρουσιάζει έντονες διακυμάνσεις. Μέσα στο χρονικό διάστημα ενός κύκλου η ισχύς μηδενίζεται τρεις φορέςΗ μεταφερόμενη ισχύς από ένα τριφασικό σύστημα παρουσιάζει και αυτή διακυμάνσεις αλλά δεν μηδενίζεται ποτέ.
Σε ένα τριφασικό σύστημα παραμένει σταθερή και αυτό παρέχει καλύτερα χαρακτηριστικά λειτουργίας των τριφασικών κινητήρων.
• Δυνατότητα χρήσης δύο τάσεων: Φασικής (φάση-ουδέτερο) (230V) και Πολικής (φάση-φάση) (400V).
• Δημιουργία περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και δυνατότητα χρήσης των τριφασικών επαγωγικών κινητήρων οι οποίοι είναι πιο απλοί στην κατασκευή, πιο μικροί σε μέγεθος, με περισσότερη ισχύ, καλύτερη απόδοση και πιο φθηνοί από τους μονοφασικούς .
• Μπορούμε να μεταφέρουμε την ίδια ισχύ με αγωγούς μικρότερης διατομής.
• Δημιουργία περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου και δυνατότητα χρήσης των τριφασικών επαγωγικών κινητήρων οι οποίοι είναι πιο απλοί στην κατασκευή, πιο μικροί σε μέγεθος, με περισσότερη ισχύ, καλύτερη απόδοση και πιο φθηνοί από τους μονοφασικούς .
• Μπορούμε να μεταφέρουμε την ίδια ισχύ με αγωγούς μικρότερης διατομής.
Ρεύμα στον ουδέτερο στο μονοφασικό και τριφασικό σύστημα
Σε ένα μονοφασικό καταναλωτή το ρεύμα στον ουδέτερο είναι το ίδιο με το ρεύμα στη φάση
Σε ένα τριφασικό σύστημα με τρεις φάσης και ουδέτερο που τροφοδοτεί τρεις μονοφασικούς καταναλωτές , το ρεύμα στον ουδέτερο θα είναι μηδέν μόνο αν και τα τρία ρεύματα των τριών φάσεων είναι αριθμητικά ίσα. Αυτό συμβαίνει γιατί το ρεύμα στον ουδέτερο είναι ίσο με το διανυσματικό άθροισμα των τριών ρευμάτων (και όχι το αριθμητικό άθροισμα), τα οποία έχουν διαφορά φάσης 120 μοίρες το ένα από το άλλο.
Εάν όμως αλλάξουμε τις τιμές των ρευμάτων στις τρεις φάσεις ( (μεταβάλλοντας την ωμική, επαγωγική ή χωρητική αντίσταση των καταναλωτών) τότε το ρεύμα θα πάρει τιμές διαφορετικές του μηδενός, όπως φαίνεται στα παρακάτω διαγράμματα
Σε ένα μονοφασικό καταναλωτή το ρεύμα στον ουδέτερο είναι το ίδιο με το ρεύμα στη φάση
Σε ένα τριφασικό σύστημα με τρεις φάσης και ουδέτερο που τροφοδοτεί τρεις μονοφασικούς καταναλωτές , το ρεύμα στον ουδέτερο θα είναι μηδέν μόνο αν και τα τρία ρεύματα των τριών φάσεων είναι αριθμητικά ίσα. Αυτό συμβαίνει γιατί το ρεύμα στον ουδέτερο είναι ίσο με το διανυσματικό άθροισμα των τριών ρευμάτων (και όχι το αριθμητικό άθροισμα), τα οποία έχουν διαφορά φάσης 120 μοίρες το ένα από το άλλο.
Εάν όμως αλλάξουμε τις τιμές των ρευμάτων στις τρεις φάσεις ( (μεταβάλλοντας την ωμική, επαγωγική ή χωρητική αντίσταση των καταναλωτών) τότε το ρεύμα θα πάρει τιμές διαφορετικές του μηδενός, όπως φαίνεται στα παρακάτω διαγράμματα
Δείτε και μια έξυπνη αναπαράσταση του τριφασικού ρεύματος
