Fasores en rotación: por qué la potencia instantánea es constante
Suma fases y la pulsación desaparece
Los fasores giran juntos. La curva de la derecha es la potencia instantánea sumada sobre las fases incluidas. Sube el número 1 → 2 → 3. La monofásica pulsa hasta cero, pero con las tres la curva se aplana.
La monofásica pulsa a cero
Una fase de potencia instantánea es tensión por corriente, así que pulsa a 2ω: p = V_p I_p cosφ + V_p I_p cos(2ωt − φ). El primer término es el promedio estable, el segundo una pulsación al doble de frecuencia. Un motor monofásico lleva esta pulsación directa a su par, por eso traquetea.
Las tres pulsaciones se borran
Los tres términos de pulsación cos(2ωt − φ), cos(2ωt − φ − 240°) y cos(2ωt − φ − 480°) están separados 120 grados en 2ωt. Tres cantidades iguales a 120 grados suman cero — el mismísimo hecho de A1. La pulsación se cancela y solo quedan los tres términos promedio.
Potencia constante = par suave
Lo que queda es la suma de los tres promedios, 3 V_p I_p cosφ, el mismo valor que el √3 V_L I_L cosφ de A3 — solo que ahora es el valor en cada instante, no el promedio. Potencia instantánea constante significa par constante, y esta es la razón de fondo por la que un motor trifásico gira sin la vibración de uno monofásico.
De vuelta a la primera pantalla
La curva se aplanó con tres fases porque las tres pulsaciones, a 120 grados, se borraron entre sí. Esa cancelación es el mismo hecho que los tres fasores sumando cero en A1, y la altura plana es el √3 V_L I_L cosφ de A3. Tres fasores en rotación producen la potencia constante que la monofásica nunca tiene.
Hasta aquí todo estaba perfectamente equilibrado, así que la suma siempre era cero. Los sistemas reales se desequilibran. La próxima unidad (PW-A5) mira qué pasa cuando se rompe el equilibrio: los tres fasores ya no suman cero, así que circula corriente por el neutro de Y, y la potencia instantánea, antes constante, vuelve a pulsar.