Diferencia principal entre la fuente de alimentación monofásica &Trifásica

La generación y distribución de energía comenzó a mediados de 1880 y desde entonces la fuente de alimentación de CA se ha utilizado para alimentar artículos domésticos comunes, equipos de oficina y máquinas industriales. La alimentación de CA existe y se utiliza de dos formas, es decir, es monofásica o trifásica.

No existe la alimentación bifásica. En cualquiera de las dos formas, se utiliza para alimentar aparatos y máquinas de CA. Por lo general, la energía trifásica se utiliza para alimentar cargas pesadas en las industrias, mientras que la monofásica se utiliza para alimentar cargas pequeñas en los hogares y las pequeñas empresas. Sin embargo, hay varias diferencias entre la alimentación monofásica y trifásica y este artículo lo explica en detalle con una tabla de comparación.

Antes de entrar en las diferencias entre la alimentación de CA monofásica y trifásica, vamos a discutir los fundamentos de la fase en la electricidad.

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Diferencia entre la alimentación monofásica y la trifásica

Fase en la electricidad

A diferencia de la corriente continua DC, la corriente alterna AC oscila entre el cero y su valor máximo. La corriente varía constantemente para formar una forma de onda sinusoidal como se muestra en la figura siguiente.

Fase en ElectricidadEn la señal eléctrica, la frecuencia y la fase de una señal periódica se definen como; la frecuencia de una señal es el número de ciclos por segundo. Mientras que la fase es el punto o posición en el tiempo de la forma de onda y siempre se menciona en grados, ° o radianes. En el sistema eléctrico, la fase se refiere al número de formas de onda de CA sinusoidales distintas que tienen la misma frecuencia pero que tienen una diferencia de fase común.

La alimentación de CA suele tener una frecuencia de 50/60 Hz según la región. Mientras que la fase del sistema depende del tipo de sistema eléctrico que se utilice. Hay 360° en un ciclo. Una fuente de alimentación monofásica tiene sólo una onda de CA.

Mientras que la fuente trifásica tiene tres formas de onda igualmente separadas que tienen la misma frecuencia. Los 360° de fase por ciclo se dividen uniformemente en tres partes. Por lo tanto, la diferencia de fase entre dos fases cualesquiera es de 120°.

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Fuente de alimentación monofásica

El tipo de suministro de CA en el que todas las tensiones del sistema varían según un mismo patrón sinusoidal se denomina fuente de alimentación monofásica. Se suministra utilizando sólo dos hilos, es decir, el hilo de alimentación también conocido como hilo caliente o hilo vivo o hilo de línea o hilo de fase y un hilo neutro.

La energía fluye entre el hilo de fase y el hilo neutro a través de la carga. El cable de fase se utiliza para suministrar la energía a la carga, mientras que el cable neutro proporciona una vía de retorno para la corriente que fluye a través de la carga. A veces, también se denomina fase dividida.

Fuente de alimentación monofásica

La figura dada muestra la forma de onda de la tensión y la corriente de CA para una fuente monofásica. La tensión fluctúa entre los puntos cero y pico. El punto de pico máximo se produce a 90° y el punto de pico mínimo se produce a 270°. La tensión llega a cero algunas veces. Por ello, la energía monofásica no es muy consistente en comparación con la trifásica y no puede utilizarse para alimentar máquinas de alta potencia. Se utiliza sobre todo para aparatos de menos de 1.000 vatios.

Como sólo requiere dos cables, la alimentación monofásica es bastante sencilla y el coste de diseño es muy barato. Pero no es tan fiable como la trifásica, ya que puede producirse un fallo en la alimentación debido a una avería en la línea. Tiene un amplio abanico de aplicaciones, desde los electrodomésticos hasta las oficinas y los pequeños equipos de las industrias. Es eficiente para alimentar pequeños electrodomésticos de menos de 1000W.

El inconveniente de una alimentación monofásica es que no puede hacer funcionar los motores por sí sola, ya que no puede generar un campo magnético giratorio (RMF) en un motor de inducción. requiere un circuito adicional de arranque del motor para su correcto funcionamiento.

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Fuente de alimentación trifásica

La alimentación trifásica contiene tres voltajes que están separados 120° de forma de onda sinusoidal individual. La fuente de alimentación trifásica consiste en tres conductores de potencia individuales, es decir, 3 cables de colores diferentes para las fases individuales. Mientras que la tensión y la corriente entre dos conductores de potencia cualesquiera están separados por 120° de fase. La fuente de alimentación trifásica también se conoce como sistema de alimentación polifásico.

Fuente de alimentación trifásicaLa fuente de alimentación trifásica utilizada para alimentar una carga puede conectarse en cualquiera de las dos configuraciones, es decir, la configuración delta y la configuración estrella o estrella (estrella y delta representadas por los símbolos de Y y Δ respectivamente). En la configuración delta, no hay cable neutro. Sólo utiliza un cable trifásico o de alimentación para suministrar energía a la carga.

Mientras que en la configuración en estrella o en estrella, hay un cuarto cable neutro. El cable neutro se extiende desde el punto común de combinación de los devanados trifásicos en un transformador o generador. Por lo tanto, la configuración en estrella o estrella requiere cuatro cables para suministrar energía trifásica, incluyendo tres cables de alimentación y un cable neutro.

Fuente de alimentación trifásica conectada en estrellaEl cable neutro es beneficioso para detectar las corrientes de falla en el sistema, es por eso que la transmisión de energía CA se realiza utilizando la configuración trifásica en estrella o en estrella. El suministro conectado en estrella puede utilizarse para alimentar 3 circuitos monofásicos individuales. El suministro monofásico puede realizarse entre un cable de fase y un cable neutro, lo que se hace sobre todo en los países de la UE y Asia. Las casas se alimentan con una potencia monofásica de una línea eléctrica trifásica existente que está en configuración en estrella.

La alimentación trifásica contiene tres formas de onda de CA individuales con una diferencia de 120° entre ellas. Como se muestra en la figura, la tensión instantánea en cualquier momento no alcanza el punto 0. Por lo tanto, la potencia suministrada por la trifásica es mucho más consistente y suministra más potencia que una línea de alimentación trifásica. Se utiliza para alimentar cargas pesadas de más de 1000 vatios. Es impermeable a la falta de energía en caso de un fallo en una fase porque las otras dos fases siguen entregando energía.

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Diferencias principales entre la alimentación monofásica &Trifásica

A continuación se exponen las principales diferencias entre la alimentación monofásica y la polifásica (trifásica).

Fuente de alimentación monofásica Fuente de alimentación trifásica
La corriente alterna en la que todas las tensiones tienen el mismo patrón sinusoidal. La corriente alterna en la que hay 3 tensiones sinusoidales con una diferencia de fase de 120°.
Sólo se necesitan dos cables para completar el circuito. Se necesitan 3 o 4 conductores dependiendo de la configuración.
También se conoce como sistema de fase dividida. También se conoce como Sistema Polifásico
El monofásico es muy sencillo. Es más complejo que el monofásico.
Puede alimentar cargas pequeñas de menos de 1000 vatios. Puede alimentar cargas pesadas de más de 1000 vatios.
Se produce un fallo de alimentación debido a una avería en la línea de alimentación. Impermeable a los fallos de alimentación debidos a una avería en la línea de alimentación de la señal.
Es menos fiable y eficiente que la trifásica. Es más fiable y eficiente que la monofásica.
La tensión y la corriente llegan a cero en un ciclo. La tensión y la corriente nunca llegan a cero.
No puede generar campo magnético rotativo en el motor de inducción. Utiliza circuitos adicionales. Puede generar RMF sin ningún circuito adicional.
La tensión suministrada es igual a la diferencia de tensión entre fase y neutro. La tensión entre fases es igual a √3 veces la tensión de fase. Mientras que la tensión de fase a neutro es igual a la tensión monofásica.
Transporta menos potencia que el suministro trifásico equivalente. Puede transportar una alta potencia en comparación con 3 fuentes de alimentación de CA monofásicas.
Se utiliza para la distribución de energía en distancias cortas. Se utiliza para la transmisión de energía a largas distancias debido a las menores pérdidas de cobre.
Las pérdidas de energía en monofásico es relativamente mayor. Las pérdidas de energía en trifásico es relativamente menor.
Necesita costosos convertidores para convertir en fuente de alimentación trifásica. La alimentación trifásica dispuesta en estrella puede ofrecer 3 monofásicas utilizando cualquiera de los dos cables de fase y el cable neutro.
Es menos económico en comparación con el sistema polifásico. Es más económico ya que sólo utiliza 4 cables en lugar de 6 para suministrar la misma potencia.
Se utiliza para alimentar electrodomésticos y equipos de oficina. Se utiliza para alimentar cargas pesadas en las industrias.

La conclusión de este tema es que la fuente de alimentación monofásica, al ser simple y más barata de diseñar, se utiliza para cargas pequeñas como en los hogares y las oficinas. Mientras que la carga trifásica siendo mucho más fiable y consistente en la capacidad de entrega de energía pesada se utiliza para cargas pesadas en las industrias para utilizar menos cobre.

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