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Corrente trifase

Che cos'è la corrente trifase?

Una corrente alternata è una intensità di corrente elettrica che varia nel tempo secondo una curva sinusoidale, come quella prodotta da un alternatore.

Nel grafico riportiamo un tipico andamento di i(t) confrontato col caso di corrente continua invece che è sempre costante nel tempo.

Corrente continua e corrente alternata

Una corrente alternata dunque oscilla con una frequenza f che si misura in hertz (Hz) tra due valori di picco, uno positivo ed uno negativo con una legge matematica del tipo:

i(t) = i0 ∙ sen(ω∙t)

in cui ω è la pulsazione dell'oscillazione pari a:

ω = 2∙π∙ f

e si misura in rad/s.

Il valore di picco della corrente alternata è stato indicato con i0 e rappresenta l’ampiezza dell'oscillazione.

La corrente trifase

Gli alternatori presenti nelle centrali elettriche dove si sfrutta la legge di Faraday Neumann Lenz per convertire energia cinetica in energia elettrica, sono composti da una parte fissa detta statore in cui sono collegate tre bobine fisse e da una parte rotante detta rotore in cui sono posti gli elettromagneti che generano il campo magnetico.

Alternatore corrente trifase

Il risultato è quello di ottenere tre forze elettromotrici indipendenti con la stessa ampiezza e periodo ma sfasate tra di loro di un terzo di periodo.

Ad ogni fem corrisponde una corrente alternata e quindi si creeranno tre correnti una in ciascun circuito; ognuna di questi correnti è detta fase e l'insieme delle tre correnti è detta trifase.

Corrente monofase e corrente trifase

Come possiamo vedere nel grafico sopra riportato rispetto ad un sistema monofase in cui si ha solo una corrente che oscilla, nel sistema trifase, in cui le tre funzioni sono sfasate di 120° cioè di un terzo di periodo che è 360°, sommando tutte e tre le funzioni che oscillano rappresentando l'andamento delle correnti, si ottiene un valore costantemente pari a zero.

Perché si usa il trifase?

Consideriamo tre generatori di tensione alternata che alimentano tre diversi utilizzatori in maniera indipendente tra di loro ognuno con la stessa medesima corrente alternata (stessa ampiezza e stesso periodo) ma sfasate di un terzo di periodo.

Quando le correnti sono passate dai carichi resistivi utilizzano un solo filo per tornare ai generatori. Ora se le correnti sono perfettamente sfasate tra di loro la corrente che passa nel filo di ritorno è pari alla somma vettoriale delle tre correnti che essendo sfasate simmetricamente tra di loro risulta pari a zero.

Tre generatori di tensione alternata che alimentano tre diversi utilizzatori

In tal modo occorrono soltanto 4 cavi elettrici per alimentare i tre utilizzatori in parallelo anziché sei cavi (due per ogni resistenza) se le tre linee elettriche fossero completamente indipendenti.

Inoltre il filo di ritorno detto neutro portando una corrente praticamente nulla o comunque molto piccola può essere anche un filo abbastanza sottile con il vantaggio di risparmio notevoli quantità di rame specie nel trasporto di corrente su lunghe distanze. Se il sistema è perfettamente equilibrato addirittura il neutro può anche non esserci.

Nelle nostre abitazioni arriva solo una fase e la stessa fase può alimentare più abitazioni che costituiscono nel nostro modello semplificato una delle tre resistenze. Le tre fasi che hanno alimentato più abitazioni così si ricongiungono nel neutro che solitamente si trova nelle cabine elettriche di quartiere.

Ecco perché quando andiamo fuori città e vediamo le linee elettriche notiamo che sono sempre realizzate con tre conduttori e mai da due.

Linea elettrica

Le linee elettriche sono sempre realizzate con tre conduttori.

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