Por que o deslocamento trifásico é 120 graus?

Para eletricidade trifásica, a onda é deslocada em 120 graus (2 Rad). Por que as fases não estão mais próximas? É porque isso afetará a frequência das fases? Como esses 120 graus foram escolhidos?$\pi/3$

Quando houver 120 ° entre as fases, a soma das tensões a qualquer momento será zero.

Isso significa que, com uma carga balanceada, nenhuma corrente flui na linha de retorno (neutra).

Além disso, se cada fase for 230V em relação ao neutro (operação em estrela), haverá 230V $\times$ = 400V entre duas fases (operação triângulo ou delta), e elas também são igualmente espaçadas, ou seja, em ângulos de 120 °. $\sqrt{3}$

(imagens de http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm )

A separação de 120 graus torna as fases equilibradas, de modo que a transferência de energia a qualquer instante seja constante. Se você tivesse fases "mais próximas", como sugere, não haveria nenhuma vantagem real sobre a energia monofásica.

Em princípio, qualquer gerador de energia possui um rotor com magenta e bobina na periferia; uma rotação do rotor é um ciclo de 360 ​​graus.

Suponha que o gerador tenha um ímã e uma bobina; depois, à medida que o ímã / rotor gira uma volta, a tensão gerada na bobina aumenta gradualmente e atinge o pico (máximo) quando a bobina se aproxima do ímã e diminui gradualmente à medida que o ímã se afasta. .

Suponha que conectemos a lâmpada, então a taxa de oscilação é claramente visível. Isso é chamado de 360 ​​graus, CA monofásica.

Agora, suponha que o gerador tenha dois ímãs e duas bobinas colocadas equidistantemente, então a taxa de oscilação é aumentada, é bifásica, 360/2 = 180 graus CA.

Digamos que o gerador tenha 3 ímãs e 3 bobinas colocadas equidistantemente, então a taxa de oscilação aumenta muito; é trifásica com 360/3 = 120 graus CA.

se tivermos 4 ímãs e 4 bobinas posicionadas equidistantemente, a taxa de oscilação aumentará muito mais (não será visível), então será de 4 fases com 360/4 = 90 graus, AC de 4 fases.

Na prática, trifásico é muito mais adequado para o design.

Ao separar as fases em 120 °, mantemos os picos de tensão (por exemplo) espaçados uniformemente. Por exemplo, 60 Hz tem picos a cada 16,66 ms, portanto os picos das fases A, B e C teriam um terço desse tempo, neste padrão: A-5.55ms-B-5.55ms-C-5.55ms-A. Se alguém separasse as fases A e C de B por, digamos 100 °, as fases C e A seriam separadas por 160 °, e o padrão de picos seria A-4,63ms-B-4,63ms-C-7,40ms-A.

Esse conjunto de fases gaguejante (com, digamos, separação de 100 °, 100 °, 160 °) acarretaria muitas conseqüências ineficientes e desnecessárias, dentre as quais o projeto de um motor de corrente alternada que poderia efetivamente usar os impulsos impressionantes de tal tensão sincopada picos.

A maior parte da energia elétrica é produzida por geradores CA.

2/3 da energia elétrica é usada pelos motores elétricos CA (energia elétrica in - energia mecânica fora), eles são construídos de maneira muito semelhante aos geradores elétricos (energia mecânica in - energia elétrica).

Para criar uma rotação nos motores elétricos CA, você precisa ter enrolamentos igualmente espaçados no estator alimentados por campos magnéticos igualmente espaçados; campos magnéticos igualmente espaçados são criados por correntes igualmente espaçadas (isso responde à sua pergunta dos 120 graus para o sistema trifásico).

O motivo de usar 3 fases em vez de 2, 6 ou 12 é porque é o sistema mais eficiente (ter 2 significaria mais perdas de energia durante a transmissão, ter 6 fases significaria transportar a energia com 6 fios em vez de 3).

Lembre-se também de que a tensão fase a fase cairia tremendamente com mais fases. Você só seria capaz de usá-lo fase a terra se adicionar mais fases. Com um transformador em estrela regular, ainda podemos ter equipamentos em 208 volts e 240 monofásicos. Adicionar mais fases, seria muito mais difícil adicionar equipamentos de 3 fases ou mais.