How Three Phase Electricity works - The basics explained

Summary

En este video de TheEngineeringMindset.com, Paul explica el funcionamiento de la electricidad trifásica. Comienza describiendo cómo un generador de corriente alterna (AC) genera electricidad utilizando bobinas de cobre y un imán rotativo, produciendo una corriente que alterna su dirección. Luego, analiza cómo funcionan las fases simple, bifásica y trifásica, destacando la importancia de la electricidad trifásica en aplicaciones industriales por su eficiencia y capacidad de entregar mayor potencia. Además, menciona cómo los edificios distribuyen esta energía para satisfacer diferentes necesidades, tanto en equipos pequeños como grandes motores industriales.

Takeaways

• ⚡ El video explica el funcionamiento de la electricidad trifásica y su importancia en la ingeniería eléctrica.
• 🔄 La corriente alterna (AC) se genera cuando un imán gira dentro de un generador, lo que provoca que los electrones en un cable de cobre se muevan en direcciones opuestas, creando una corriente alterna.
• 📊 La corriente alterna sigue un patrón de onda sinusoidal, con los electrones acelerando hasta el máximo, desacelerando hasta el punto neutral y luego invirtiendo la dirección.
• 💡 Un ciclo completo de corriente alterna se llama ciclo, y la cantidad de ciclos por segundo se mide en hertz (Hz).
• 🌍 Los productos eléctricos especifican la frecuencia en Hz (50 o 60 Hz), que indica la velocidad de rotación del generador en una planta de energía.
• 💡 Una lámpara conectada a corriente alterna aumenta y disminuye su brillo según la corriente en el ciclo, lo que puede producir parpadeos.
• ⚙️ Para reducir los parpadeos, se puede añadir una segunda o tercera fase de corriente, mejorando la constancia del brillo, aunque esto aumenta los costos.
• 🏢 En aplicaciones industriales, la electricidad trifásica es fundamental para alimentar motores y equipos que requieren más potencia.
• 🏗️ Los grandes edificios y rascacielos usan electricidad trifásica para equipos grandes como motores de ascensores, pero también permiten extraer una fase única para aparatos pequeños como computadoras.
• 🔌 La electricidad trifásica se usa comúnmente en la distribución de energía de ciudades, donde las casas usan una sola fase y los edificios grandes usan las tres fases para necesidades más grandes.

Q & A

¿Qué es la electricidad trifásica y por qué se utiliza en lugar de una fase única?

La electricidad trifásica es un sistema en el que se utilizan tres fases o corrientes alternas desfasadas entre sí. Se utiliza porque permite un suministro de energía más constante y eficiente, reduciendo las fluctuaciones y proporcionando más potencia a menor costo en comparación con una fase única.

¿Cómo funciona un generador de corriente alterna (AC)?

Un generador de corriente alterna funciona al hacer girar un imán dentro de un conjunto de bobinas de cobre. El campo magnético del imán induce una corriente en el cable de cobre. A medida que el imán gira, la dirección de la corriente cambia, creando una corriente alterna.

¿Qué significa que la electricidad AC es de 'corriente alterna'?

La corriente alterna (AC) significa que la dirección del flujo de electrones cambia periódicamente de un lado a otro, en lugar de fluir en una sola dirección como en la corriente continua (DC). Esta alternancia ocurre debido a la rotación del campo magnético en el generador.

¿Por qué la intensidad de la corriente varía en una onda sinusoidal en un sistema de corriente alterna?

La intensidad de la corriente varía en una onda sinusoidal debido a que el campo magnético en el generador cambia su polaridad y fuerza a medida que el imán gira. La corriente aumenta hasta un punto máximo cuando el campo magnético es más fuerte y disminuye a medida que se acerca al punto neutro.

¿Qué es un ciclo y cómo se mide la frecuencia en un sistema de corriente alterna?

Un ciclo es una rotación completa del campo magnético en un generador de AC, y la frecuencia se mide en hertz (Hz), que indica cuántos ciclos ocurren por segundo. Por ejemplo, una frecuencia de 50 Hz significa que hay 50 ciclos completos por segundo.

¿Cómo se genera la electricidad trifásica a partir de un generador?

La electricidad trifásica se genera colocando tres juegos de bobinas a 120 grados de separación en el generador. Cada conjunto de bobinas experimenta el cambio en el campo magnético en momentos diferentes, creando tres fases de corriente alterna que se complementan para proporcionar un flujo más constante de electricidad.

¿Por qué no se utilizan más de tres fases en la distribución de energía?

Aunque añadir más fases podría proporcionar un suministro de energía aún más constante, también se incrementaría el costo y la complejidad de la infraestructura eléctrica. Tres fases es el equilibrio óptimo entre costo y rendimiento, y se ha convertido en el estándar en la distribución de energía.

¿Cómo se distribuye la electricidad trifásica en edificios grandes y en redes urbanas?

En edificios grandes y redes urbanas, la electricidad trifásica se distribuye a través de todo el edificio o área, y luego se usa una de las fases para suministrar electricidad a aparatos de menor consumo, como computadoras. Para equipos grandes, como motores de ascensores o bombas de agua, se usan las tres fases para proporcionar más potencia.

¿Por qué la iluminación doméstica no parece parpadear a pesar de utilizar corriente alterna?

Aunque la corriente alterna cambia de dirección y la intensidad de la corriente varía, lo hace a una frecuencia tan alta (50 o 60 Hz) que el ojo humano no puede percibir el parpadeo. Sin embargo, si se graba la iluminación en cámara lenta, es posible observar estas variaciones en el brillo.

¿Cómo se puede mejorar la iluminación para reducir el parpadeo utilizando sistemas de múltiples fases?

Se puede mejorar la iluminación agregando más fases. Por ejemplo, al usar tres fases, cada una llega a su máximo en momentos diferentes, proporcionando un suministro de energía más constante. Esto reduce las fluctuaciones en el brillo y mejora la estabilidad de la iluminación.