Trif Sica

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
ELÉCTRICA Y ENERGÉTICA

COLECCIÓN:
“ELECTROTECNIA PARA
INGENIEROS NO ESPECIALISTAS”

CIRCUITOS DE
CORRIENTE ALTERNA
TRIFÁSICA

Miguel Angel Rodríguez Pozueta
Doctor Ingeniero Industrial

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA
Miguel Ángel Rodríguez Pozueta
INTRODUCCIÓN
En este texto se realiza unestudio básico de los circuitos eléctricos trifásicos
equilibrados.
Hoy en día la mayoría de las redes eléctricas son trifásicas dadas las ventajas que este
tipo de redes presenta frente a las monofásicas, como se demuestra en los párrafos
siguientes. También existen aparatos, como algunos motores eléctricos, que sólo pueden
funcionar en este tipo de redes. Esto justifica que en cualquier estudio dela tecnología
eléctrica se introduzca un tema dedicado a los circuitos trifásicos.
Dado que este texto está dedicado a ingenieros no especialistas eléctricos, se ha
procurado resumir y condensar los conocimientos más importantes y básicos para
comprender y calcular este tipo de circuitos. Por esta razón sólo se estudian circuitos
equilibrados cuyas ondas de tensión y de corriente sean perfectamentesinusoidales
(circuitos sin armónicos). El lector que desee profundizar más en este tema deberá
consultar bibliografía especializada como la que se incluye al final de este escrito.
SISTEMA TRIFÁSICO INDEPENDIENTE

Fig. 1: Circuito básico de corriente alterna

En la Fig. 1 se muestra un circuito eléctrico básico de corriente alterna monofásica en el
que un generador o fuente alimenta a unconjunto de receptores cuyo efecto se representa
por medio de una impedancia equivalente. La energía que el generador suministra a los
receptores se transmite a través de dos conductores, A y A’, que deben ser dimensionados
para que sean capaces de soportar la corriente que va a circular por ellos.
Supongamos que ahora la energía se transmite desde un grupo de tres generadores
monofásicos (que pueden sersustituidos por un solo generador trifásico, como se estudiará al
tratar de las máquinas eléctricas) y que el conjunto de cargas se reparte entre tres
impedancias equivalentes. Podemos formar tres circuitos monofásicos independientes, que
se denominan fases, en los que cada uno de los tres generadores monofásicos alimenta cada
una de las tres impedancias (Fig. 2). Este es un sistema trifásicoindependiente y en él se
transmite la energía de los generadores a los receptores mediante los conductores A, A’, B, B’,
C y C’.
M.A.R. Pozueta

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CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA

Fig. 2: Sistema trifásico independiente

En el circuito trifásico de la Fig. 2 las tres fases tienen las corrientes iA, iB e iC,
respectivamente, las cuáles salen de los generadores a través de los conductoresA, B y C y
vuelven a ellos circulando por los conductores A’, B’ y C’. Por lo tanto este sistema requiere
de seis conductores.
SISTEMA TRIFÁSICO EQUILIBRADO ESTRELLA-ESTRELLA

Fig. 3: Sistema trifásico equilibrado a 4 hilos con los generadores y las cargas conectados en estrella

M.A.R. Pozueta

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CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA
Si en el sistema trifásico independiente de la Fig. 2 sejuntan en uno sólo los tres
conductores A’, B’ y C’, por donde retornan a los generadores las corrientes de las fases,
conseguiremos reducir el número de conductores necesarios a cuatro (Fig. 3). De esta
manera los tres generadores quedan conectados en estrella y lo mismo sucede con las tres
impedancias. En este caso se obtiene un sistema trifásico a cuatro hilos.
En estos sistemas tendremos tresconductores de fase, R, S y T, y un conductor neutro, N,
que es el que engloba a los tres conductores de vuelta de la Fig. 2.
Un circuito trifásico es equilibrado, si se cumplen estas condiciones:
•

Los generadores producen un sistema equilibrado de tensiones. Esto significa
que las tres tensiones son de igual valor eficaz y existe un desfase de 120° (es
decir, 2π/3 radianes) entre cada par de...