Un sistema trifásico es un sistema AC de tres ondas desfasadas 120 grados entre sí.
Hasta ahora hemos estudiado la corriente monofásica (una fase y un neutro). Es lo que tienes en los enchufes de tu casa. Funciona bien para encender la tele o cargar el móvil.
Pero si intentas arrancar un motor industrial o transportar energía de una ciudad a otra en monofásico, te encuentras con problemas graves:
- Vibración: La potencia monofásica no es constante (baja a cero 100 veces por segundo). Los motores vibran y hacen ruido.
- Ineficiencia: Necesitas mucho cobre para llevar la corriente de ida y la de vuelta.
- Arranque: Un motor monofásico no sabe hacia dónde girar por sí solo (necesita un condensador de ayuda).
La solución genial a la que llegaron Nikola Tesla y Galileo Ferraris a finales del s. XIX fue el Sistema Trifásico.
¿Qué es la trifásica?
En lugar de tener un solo generador dando vueltas, supongamos que metemos tres generadores idénticos en la misma máquina, pero desfasados mecánicamente.
- Tenemos tres bobinas dispuestas físicamente a 120 grados una de otra (360º / 3 = 120º).
- Al girar el imán central, induce voltaje en las tres bobinas, pero no a la vez.
- Cuando la Fase 1 está en el pico máximo…
- La Fase 2 viene bajando…
- La Fase 3 está subiendo…
El resultado son tres ondas senoidales perfectas que se persiguen eternamente, separadas por un tiempo equivalente a 120º eléctricos.
A estas tres fases las llamamos tradicionalmente R, S, T, aunque la norma moderna europea las llama L1, L2, L3 (Línea 1, 2 y 3).
- Identificación habitual: Marrón (L1), negro (L2) y gris (L3), además de azul para el neutro y verde-amarillo para el conductor de protección (pero nunca te fies del color de un cable para identificarlo, alguien puede no haber sido limpio).
¿Por qué tres fases?
¿Por qué no 2? ¿O 6? ¿O 12? Tres fases ofrecen un buen compromiso entre la uniformidad de la potencia, la sencillez de las máquinas y el número de conductores.
En un sistema equilibrado, con tensiones y corrientes senoidales, aunque la potencia de cada fase oscila, la suma instantánea de las tres fases es constante. Esto favorece un funcionamiento más uniforme de los motores. El par real puede presentar pequeñas ondulaciones por la construcción de la máquina, los armónicos o el sistema de alimentación.
Gracias a ese desfase de 120º, si colocamos tres bobinas en círculo, el campo magnético resultante gira físicamente en el espacio. Esto permite construir motores asíncronos o de inducción, robustos y sin escobillas en el rotor de jaula. Son una de las máquinas más utilizadas en la industria.
Esta es la ventaja económica brutal.
Si tuviéramos 3 sistemas monofásicos separados, necesitaríamos 6 cables (3 de ida y 3 de vuelta). Pero en un sistema trifásico equilibrado ocurre una propiedad matemática: En cualquier instante, la suma de las corrientes de las tres fases es CERO.
(Pensadlo como tres personas tirando de una cuerda en tres direcciones exactas a 120º con la misma fuerza: el nudo central no se mueve).
Conclusión: ¡No necesitamos cable de retorno! Podemos transportar el triple de potencia usando solo 3 cables en lugar de 6. Nos ahorramos la mitad del coste de las líneas de alta tensión. Por eso las torres que veis en el campo llevan cables en múltiplos de 3.
Monofásico vs Trifásico
| Característica | Monofásico (Lo doméstico) | Trifásico (La industria) |
|---|---|---|
| Cables | 2 (Fase + Neutro) | 3 (L1 + L2 + L3) + (N opcional) |
| Potencia | Pulsante (Vibra) | Constante (Suave) |
| Transporte | Requiere ida y retorno | Aprovecha mejor los conductores |
| Motores | Muchos diseños necesitan un sistema auxiliar de arranque | Producen un campo giratorio de forma natural |
| Voltaje | 230 V | 400 V (entre fases) |
