🔌 Электротехника

Трёхфазный ток

англ. Three-phase current

Три синусоиды 50 Гц, сдвинутые на 120°: мощность течёт без пульсаций, а вращающееся поле крутит асинхронные двигатели. Линия 380 В с током 10 А и cos φ 0,8 передаёт 5,3 кВт непрерывно.

Розетка даёт одну синусоиду 220 В, а в подъездный щиток входят четыре провода — три фазы и ноль. Трёхфазный ток — три синусоиды одной частоты, сдвинутые на 120°, в одном общем хозяйстве. Выгода двойная. Мгновенная мощность трёх фаз складывается в почти постоянную величину: передачи идут ровным потоком, без пульсаций до нуля сто раз в секунду. А сумма трёх сдвинутых токов в обмотках статора создаёт вращающееся магнитное поле — двигатель получается без щёток, коллекторов и пусковых хитростей.

Генератор электростанции несёт три обмотки на одном валу, и всё хозяйство вращается синхронно при $50$ Гц; две пары полюсов дают поле, бегущее со скоростью $1500$ об/мин. Передачу считают через линейные величины: $P = 3 U_{л} I_{л} cos φ$ , и линия $380$ В с током $10$ А при cos φ = 0,8 несёт $5, 3$ кВт непрерывно. Определение системы и её симметрия — в статье трёхфазная система, схемы включения приёмников — в уроке трёхфазные цепи, а машина, которую всё это крутит, — в материале асинхронные двигатели и в терминах о скольжении.

P = 3 U_{л} I_{л} cos φ = 1, 732 \cdot 380 \cdot 10 \cdot 0, 8 \approx 5265 Вт, n_{0} = \frac{60 f}{p} = \frac{60 \cdot 50}{2} = 1500 об / мин

симметричный приёмник при 380 В и 10 А с cos φ = 0,8 получает 5,3 кВт ровным потоком; поле двухполюсной машины бежит со скоростью 1500 об/мин

Частые вопросы

Чем трёхфазная сеть лучше трёх однофазных?

Медью и ровностью. Для передачи той же мощности три провода делают работу шести: фазы делят общий обратный провод — нейтраль, ток в которой при симметричной нагрузке почти нулевой. Мощность течёт без пульсаций до нуля сто раз в секунду, а асинхронный двигатель запускается сам, без пусковой обмотки и конденсатора. Три однофазные линии дали бы те же киловатты втрое дороже по меди и с рваным графиком мощности.

Что будет, если нагрузить фазы неравномерно?

Нейтраль перестанет быть «нулевым» проводом: в ней потечёт уравнивающий ток, а фазные напряжения перекосит — у перегруженной фазы просядет, у недогруженной подскочит. Бытовая техника, повешенная на перекошенную фазу, живёт плохо: от пониженного напряжения тускло и вяло, от повышенного — вплоть до выхода из строя. Поэтому по квартирам нагрузки раскидывают заранее, а нейтральный провод тянут без предохранителей: его обрыв опаснее всего остального.