Calimero0000: uma edição

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[[Imagem:Pylônes électriques 6107.jpg|thumb|250px|Linhas de transmissão trifásicas]]

O '''sistema trifásico''' é a forma mais comum de [[Geração de energia elétrica|geração]], [[Transmissão de energia elétrica|transmissão e distribuição de energia elétrica]] em [[corrente alternada]]. Este sistema incorpora o uso de três ondas [[seno]]idais balanceadas, defasadas em 120 [[grau]]s entre si, de forma a balancear o sistema, tornando-a muito mais eficiente ao se comparar com três sistemas isolados. As máquinas elétricas trifásicas tendem a ser mais eficientes pela utilização plena dos [[circuito magnético|circuitos magnéticos]]. As [[Linha de transmissão|linhas de transmissão]] permitem a ausência do neutro, e o acoplamento entre as fases reduz significantemente os [[campo eletromagnético|campos eletromagnéticos]]. Finalmente, o sistema trifásico permite a flexibilidade entre dois níveis de tensão.

O sistema responsável pelo transporte de [[energia elétrica]] das unidades geradoras para as unidades consumidoras é composta basicamente por três subsistemas:

; Sistema de geração de energia: Composta pelos elementos responsáveis pela conversão da energia de alguma fonte primária em energia elétrica e quaisquer outros componentes das unidades de geração.
; Sistema de transmissão: Composta pelos elementos responsáveis pelo transporte da energia obtida dos vários sistemas de geração para o(s) sistema(s) de distribuição interligados pelo sistema de transmissão.

; Sistemas de distribuição: Composta pelos elementos responsáveis pela adequação da energia para o uso de consumidores de grande, médio e pequeno porte.
A transmissão de energia elétrica é feita por meio de um sistema de [[transformador]]es e [[condutor elétrico|condutores]] elétricos também chamados de [[linhas de transmissão]] os quais transmitem a energia elétrica gerada nas unidades geradoras para as unidades consumidoras ou cargas.

O sistema de transmissão permite que a [[tensão eléctrica]] proveniente dos terminais dos [[gerador]]es localizados nas unidades de geração alcance a alimentação das unidades de consumo atendidas pelo sistema.

Nos primórdios da implementação do sistema de transmissão de energia de longa distância, graças ao avanço tecnológico principalmente devido ao trabalho de [[Nikola Tesla]] foi utilizado o sistema [[corrente alternada|alternado]] para as tensões e correntes, de forma a permitir o transporte de energia a longas distâncias sem perdas significativas a ponto de inviabilizar o processo.

Para a geração de tensões e correntes alternadas, utiliza-se [[Gerador Síncrono|geradores síncronos]] ou de [[gerador de indução|indução]] que em teoria poderiam fornecer qualquer número de sinais de tensões e correntes alternadas igualmente defasadas entre si dependendo da construção dos [[gerador]]es.

Por questões de praticidade, econômicas (economia de material) e técnicas (qualidade da energia fornecida), optou-se por utilizar o sistema trifásico.

== Definição ==
Os sistemas trifásicos de [[energia elétrica]] são compostos de 3 [[corrente alternada|tensões alternadas]], no qual a energia elétrica é transmitida por meio da composição dos três sinais de tensão defasados de <math>\frac{2\pi}{3}</math> radianos (120°,1/3 de um ciclo).

A cada sinal de tensão alternada utilizado no sistema atribui-se o nome de fase, e portanto no sistema com 3 sinais temos um sistema '''tri'''fásico

Originalmente o sistema é projetado para fornecer sinais de tensão [[seno]]idais no tempo, mas com o aumento das cargas eletrônicas (não [[lineares]]) a forma de onda do sinal de tensão sofre deformações o que causa o surgimento de [[harmônicos]] no sinal de tensão.

== Configuração variável e definições básicas ==
Ao se trabalhar com sistemas trifásicos, é comum se definir algumas variáveis relacionadas a tensão e a corrente, para facilitar o cálculo da [[potência]] elétrica transmitida. Considerando um sistema trifásico com uma distribuição [[simetria|simétrica]] de cargas nas 3 fases<ref name="notas">se observarmos o comportamento da tensão e corrente em uma das fases, o comportamento nas outras fases será identico, exceto pela defasagem de <math>\mathbf{\frac{2\pi}{3}}</math> radianos para cargas puramente resistivas e equilibradas</ref> e supondo que as formas de onda da tensão são [[seno]]idais temos:

Definindo

: <math>x = 2\pi f t = \omega t\,</math>

onde <math>t</math> é o [[tempo]], <math>f</math> a [[freqüência]] e <math>\omega</math> a [[velocidade angular]].

Utilizando <math>x</math>, as formas de onda para sistemas trifásicos são:

: <math>V_{a}= \sqrt{2} v \sin x ,\!</math>

: <math>V_{b}= \sqrt{2} v \sin \left(x-\frac{2 \pi}{3}\right)</math>

: <math>V_{c}= \sqrt{2} v \sin \left(x-\frac{4\pi}{3}\right)</math>

onde <math>\mathbf{v}</math> é [[valor eficaz]] dos sinais de tensão.

Quando se mede as tensões que estão aplicadas diretamente sobre as cargas temos o sinal de ''''tensão de fase''''.
<math>\mathbf{V_{a}}</math>, <math>\mathbf{V_{b}}</math> e <math>\mathbf{V_{c}}</math> são as tensões de fase.

=== Ligação Estrela e Triângulo ===
As cargas trifásicas podem ser interligadas ao sistema de dois modos distintos:
* em '''estrela''', também chamado de '''Y''': um dos terminais das cargas é conectado a uma das fases do sistema enquanto o outro terminal é conectado a um ponto comum que é o neutro utilizado para se medir as tensões de fase.
* em '''triângulo''', também chamado de '''delta''': nesta configuração um dos terminais das cargas é conectado a um outro terminal de outra carga e as fases do sistema são interligadas nos pontos de junção dos terminais da carga.

<gallery>
Image:AC star connection.svg|Estrela (símbolo: '''Y''')
Image:AC delta connection.svg|Triângulo ou delta (símbolo: '''Δ''')
</gallery>

Na conexão estrela podemos calcular o [[valor eficaz]] das ''''tensões de linha'''' a partir dos [[valor eficaz|valores eficazes]] das ''''tensões de fase'''':
<center><math>V_{lin}^{ab} = \sqrt{3} v_{fas}^{a} </math></center>
E as ''''correntes de fase'''' são idênticas às ''''correntes de linha'''', pois a corrente que circula por uma das cargas é a mesma que circula por uma das fases.

Na conexão '''triângulo''' ou '''delta''' a ''''tensão de fase'''' é igual a ''''tensão de linha'''' pois a tensão aplicada sobre cada uma das cargas é a diferença entre as tensões aplicadas às cargas vizinhas.
E os [[valor eficaz|valores eficazes]] das ''''correntes de linha'''' podem ser calculadas com os valores eficazes das ''''correntes de fase'''':

<center><math>I_{lin}^{a} = \sqrt{3} I_{fas}^{a} </math></center>
Pressupondo um sistema balanceado, que nem sempre ocorre na prática.

=== Transferência de potência constante ===
Uma propriedade importante do sistema trifásico é que a potência disponível para uma carga, <math>\scriptstyle P = V I = \frac{V^2}R</math> , é constante no decorrer do tempo (válido para sistemas simétricos).

: <math>\begin{align}
P_{Li} &= \frac{V_{Li}^{2}}{R}\\
P_{TOT} &= \sum_i P_{Li}
\end{align}</math>

Para simplificar o cálculo, definimos uma variável intermediária adimensional:

<math>\scriptstyle p = \frac{P_{TOT} R}{V_P^2}</math>

: <math>p=\sin^{2} x+\sin^{2} \left(x-\frac{2}{3} \pi\right)+\sin^{2} \left(x-\frac{4}{3} \pi\right)=\frac{3}{2}</math>

Assim, substituindo: <math>P_{TOT}=\frac{3 V_P^2}{2R}</math>

Como o <math>x</math> foi eliminado, observa-se que a potência total não varia com o tempo. Essa propriedade é essencial para manter grandes motores e geradores rodando suavemente.

== Modelagem de sistemas trifásicos ==
Um sistema trifásico genérico pressupõe, no mínimo, o triplo de trabalho para modelar o circuito de cada fase e as interações entre eles. Um método de estudo consagrado são as [[componentes simétricas]], no qual um circuito trifásico pode ser decomposto em três circuitos monofásicos. Cada circuito representa uma componente: zero, positiva e negativa (ou homopolar, direta e inversa).

Esta modelagem é usada em estudos de sistemas de potência, com as grandezas frequentemente representadas em [[Sistema por unidade|pu]].

{{Referências|Notas e referências}}

{{esboço-ciência}}

{{DEFAULTSORT:Sistema Trifasico}}
[[Categoria:Eletricidade]]
[[Categoria:Engenharia elétrica]]

Sistema trifásico - Histórico de revisões

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