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PW-A5 · Corriente trifásica

Desequilibrio, primer vistazo: a dónde va la suma no nula

En equilibrio (A1), las tres corrientes suman 0, así que el neutro no lleva nada. Cuando una fase se desvía, la suma se aparta de 0 y el residuo que queda circula por el neutro de la Y; arrástralo tú mismo para ver hacia dónde se escapa la corriente cuando se rompe el equilibrio.

Arrastra I_a para romper el equilibrio

Entre los tres fasores de corriente, arrastrar la punta de I_a cambia su módulo y su dirección, y la suma residual dorada crece desde 0. Ese vector dorado es justamente la corriente que circula por el neutro de la Y.

Arrastra la punta de I_a para crear desequilibrio. El anillo discontinuo dorado tenue es la posición equilibrada, e I_b e I_c quedan fijas donde están en equilibrio.
Corriente de neutro |I_N| = |I_a + I_b + I_c|
|I_N| ≈ 0.56 (|I_a| ≈ 1.35)
En la posición equilibrada |I_N| = 0, y cuanto más lejos, mayor es la corriente del neutro.

Equilibrado significa neutro vacío

Como se vio en A1, tres corrientes de igual módulo desfasadas 120° suman 0. Por eso las tres corrientes que se juntan en el neutro de una Y se anulan entre sí y no circula corriente por el neutro, y esa es la base para hacer delgado el neutro, o incluso omitirlo, en sistemas equilibrados. Sin embargo, las corrientes del 3.er armónico de las cargas no lineales, como rectificadores y balastos de alumbrado, están en fase en las tres fases, así que aunque las cargas estén equilibradas no se anulan en el neutro, sino que se suman.

Fuera de equilibrio, el sobrante se escapa

Cuando cambia el módulo o la fase de una fase, las tres corrientes ya no se anulan limpiamente, y el residuo que se aparta de 0 solo tiene el neutro como destino. I_N = I_a + I_b + I_c. El vector dorado que arrastraste es exactamente esta suma, y cuanto más se inclina la carga hacia una fase, mayor es la corriente del neutro.

Este sobrante tiene nombre · secuencia cero

Si se llama componente homopolar a 1/3 del residuo, I_0 = (I_a + I_b + I_c)/3, la corriente del neutro es I_N = 3 I_0. El equilibrio es solo el caso especial I_0 = 0. Un triángulo no tiene neutro, así que sus corrientes de línea siempre suman 0, y la parte homopolar de las corrientes de fase se convierte en una corriente de circulación dentro del lazo Δ. La componente homopolar es la herramienta para tratar el desequilibrio de forma sistemática, y se completa más adelante en las componentes simétricas (D2) como secuencia directa, inversa y homopolar.

ObservaIN = Ia + Ib + Ic
La corriente del neutro es la suma de las tres corrientes.
EligeEquilibrio → IN = ?
En equilibrio la suma es 0 (A1).
CompletaI0 = (Ia + Ib + Ic) / ?
La componente homopolar es 1/3 del residuo.
Por tu cuentaIN = ?
En el triángulo, la parte homopolar de las corrientes de fase circula dentro del lazo.

De vuelta a la primera pantalla

Con I_a en la posición equilibrada, el residuo dorado desapareció, y cuanto más se arrastraba, más crecía. Ese vector dorado es la corriente del neutro I_N = I_a + I_b + I_c = 3 I_0. La suma igual a 0 de A1, punto de partida de la sección A, resulta ser un punto especial dentro de la situación general del desequilibrio. El equilibrio no es una regla que venga sola, sino un equilibrio que hemos ajustado.

En el trifásico desequilibrado, las tres corrientes (o tensiones) no suman 0. Ese residuo circula como corriente del neutro de una Y, IN = Ia + Ib + Ic = 3 I0 (la componente homopolar), y el equilibrio (A1) es el caso especial I0 = 0. Un triángulo no tiene neutro, así que la parte homopolar de las corrientes de fase se convierte en una corriente de circulación dentro del lazo.
El siguiente paso

Aquí termina la sección A (corriente trifásica). A partir de la siguiente unidad (PW-B1) miramos la forma de la potencia misma: el triángulo de potencias, que reúne la potencia activa, la reactiva y la aparente en un triángulo rectángulo. Cuando una carga toma corriente desfasada de la tensión, ese desfase se convierte en potencia reactiva, y qué cociente es el factor de potencia cosφ dentro del triángulo se ve de un vistazo. La componente homopolar vista aquí reaparece más adelante en las componentes simétricas (D2).