Por S. Hussain Ather
Actualizado el 24 de marzo de 2022

La electricidad se manifiesta de diversas formas, desde suministros residenciales monofásicos hasta generadores industriales trifásicos. Comprender cómo se deriva el voltaje de línea a línea es esencial para diseñar y solucionar problemas de estos sistemas.

Conceptos básicos del voltaje trifásico

Mientras que la energía monofásica domina el uso diario, los sistemas trifásicos permiten a las centrales eléctricas transmitir aproximadamente tres veces más energía a través de tres conductores en lugar de dos. Los equipos industriales, como los motores grandes, dependen del par suave y constante que proporciona el voltaje trifásico.

Fórmula de voltaje entre líneas

Para tres conductores etiquetados a, b y c, los voltajes entre cada par se indican como v_ab , v_bc y v_ca . Estos representan la diferencia de potencial de un conductor a otro. La relación entre dos voltajes línea a línea se puede expresar como:

vac = vab - vcb  
\nor
vac = vab + vbc

Tensión Fase-Tierra

La tensión fase-tierra (o fase-tierra) es la diferencia entre un conductor y la referencia de tierra. Si v_ae es la tensión del conductor a a tierra y v_ba es el voltaje de b a a, entonces el voltaje de b a tierra es:

vbe = vba + vae

Ejemplo de rectificador de tiristor

Un rectificador de tiristor típico funciona con las siguientes entradas línea a línea:

vab = sin(ωt) 
\nvbc = sin(ωt - 120°) 
\nvca = sin(ωt - 240°)

Aquí, ω =2πf es la frecuencia angular y f es la frecuencia de suministro. El cambio de fase de 120° entre conductores garantiza un funcionamiento equilibrado, lo que hace que esta configuración sea ideal para aplicaciones de conmutación de alta potencia.

Fórmula actual línea a línea

La aplicación de la ley de Ohm (V =IR) a circuitos trifásicos implica impedancia (Z) en lugar de resistencia (R). La caída de tensión entre los puntos xey se expresa como:

vxy = Ixy · Zxy

Esta relación permite a los ingenieros calcular corrientes y verificar la integridad del sistema mientras tienen en cuenta las diferencias de fase entre los componentes.

Dominar los cálculos de voltaje de línea a línea permite a los profesionales diseñar sistemas de distribución de energía eficientes y confiables en entornos residenciales, comerciales e industriales.