8.9 : Distribuição De Potência Em Circuitos Trifásicos e Monofásicos

A distribuição de energia dentro de circuitos elétricos é um aspecto fundamental dos sistemas de energia residenciais e industriais. Embora a energia monofásica seja comum em ambientes residenciais, a energia trifásica é o padrão para ambientes industriais com maquinaria pesada. Cada sistema é diferente e tem vantagens, e é crucial compreender os princípios subjacentes à distribuição de energia e à eficiência dos materiais.

Distribuição de energia monofásica:

Os circuitos monofásicos são típicos em ambientes domésticos; um sistema de dois fios é usado. A corrente neste sistema é determinada pela potência absorvida pela carga e pela tensão da linha:

A perda de potência nos fios devido à resistência é proporcional ao quadrado da corrente:

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ここで、R は配線の抵抗です。

Um sistema trifásico balanceado, mais amplamente utilizado em ambientes industriais. Neste sistema a corrente é dividida entre os três fios, reduzindo a corrente em cada fio em comparação com um sistema monofásico com o mesmo nível de potência. Assumindo a mesma corrente e resistência em cada fase, a perda total de potência é a soma das perdas em cada fase.

Tamanho do fio e consumo de material:

Ao comparar tamanhos de fios para perda de potência igual em ambos os sistemas, a área da seção transversal dos fios em um sistema monofásico deve ser maior do que em um sistema trifásico para transportar o aumento da corrente sem aumentar a perda de potência. Especificamente, o sistema monofásico requer fios com uma área de seção transversal duas vezes maior que a de cada fio de fase no sistema trifásico. Isso significa que o sistema monofásico exigiria fios com maior área de seção transversal para lidar com a mesma carga de energia que o sistema trifásico, traduzindo-se em um aumento de aproximadamente 33% a mais de material condutor.