LECCIÓN 4 CIRCUITOS TRIFÁSICOS

LECCIÓN 4 CIRCUITOS TRIFÁSICOS
 
Energía eléctrica alterna
Los circuitos trifásicos corresponden a la forma típica de distribución de energía eléctrica alterna en todo el mundo, tanto para uso industrial como doméstico. En hogares con bajo consumo de carga se usa un circuito monofásico que simplemente es parte de un circuito trifásico total que alimenta a las casas de una misma cuadra o barrio.Generación de electricidad alterna
La forma básica de generar energía alterna es colocar un imán o electroimán sobre el eje de un generador y hacerlo girar, en la carcasa del generador hay bobinas que al paso del imán se genera en ellas el voltaje alterno. Para mover el eje se usa energía mecánica proveniente de turbinas (de vapor o hidráulicas).

Cuando se usan tres bobinas desplazadas 120° unade la otra con respecto al eje del generador, se generan 3 voltajes alternos VR, VS y VT. Los voltajes se encuentran desplazados en el tiempo uno del otro.

Distribución de energía eléctrica
Para transportar cierta cantidad de energía eléctrica del generador al punto de consumo, a mayor voltaje se reduce la cantidad de corriente y está es una forma conveniente porque a menor corriente se pierdemenor energía en los cables de transporte. En los lugares de generación, hidroeléctricas y termoeléctricas, el voltaje de las bobinas del generador se eleva usando transformadores que llevan la energía a otros departamentos en extra alta tensión (115 o 230 Kv, EHT), cuando se hace necesario se reduce a alta tensión (HT), en subestaciones nuevamente con transformadores se reduce a media tensión(MT,11400 o 13800 voltios), a esta tensión se distribuye por la ciudad y al llegar a los puntos de consumo (áreas residenciales o zonas industriales) se reduce a baja tensión y se lleva a casas e industrias.

Los transformadores usados son trifásicos. En el transformador de baja tensión en el área de consumo las tres bobinas del secundario se conectan en Y o estrella formando un punto de voltaje comúnque constituye el punto de voltaje de referencia o neutro (N) de la red, los otros extremos de las bobinas se denominan las fases (R-S-T o L1-L2-L3). Esta red se denomina de baja tensión (BT). Adicionalmente en el transformador de distribución, de una de las fases se deriva otro cable con una fotocelda, se usa para alimentar las lámparas de iluminación pública en las calles. La fotocelda hace lafunción de encendido automático al llegar la noche y el apagado en la madrugada.
Señal senoidal y su valor efectivo
La energía alterna varía en el tiempo en forma de una función trigonométrica seno o coseno como resultado de la forma como es generada. Matemáticamente el voltaje instantáneo v(t)está dado por la función:

VP se llama voltaje pico y corresponde al máximo valor absoluto que alcanza elvoltaje (v).
 es la frecuencia angular y se mide en radianes sobre segundo (rad/s).
t es el tiempo en segundos.
 se llama el ángulo de fase de la señal en radianes (rad).
Si se trata de una corriente la expresión es:

Esta expresión matemática tiene un valor medio igual a cero que se corresponde con la mayoría de señales de voltaje y corriente de la red de energía alterna. En circuitoselectrónicos, por el contrario, la mayoría de señales alternas contiene una componente DC o valor medio diferente de cero.
En la práctica la energía alterna se mide por su valor efectivo o RMS, para una onda seno con valor medio igual a cero el valor efectivo es:

En voltaje: 

En corriente: 
Atención: si la onda es diferente de seno o es seno con un valor medio diferente de cero no se puede usar la mismafórmula.
Cuando usamos un voltímetro o amperímetro AC o un multímetro en las escalas de AC, el valor indicado por el instrumento es el valor efectivo.
Características de la red de baja tensión (BT)


Las bobinas del transformador de distribución de baja tensión normalmente están conectadas en triángulo o delta  en el primario y en estrella en el secundario como muestra la siguiente figura:

El...