Teoria

Hoje a gente vai conversar sobre os circuitos trifásicos, quando as fontes de tensão estão conectadas com a carga. A gente vai ver que há várias formas de fazer essa conexão e vamos fazer exemplos para ver como funciona!

Bora lá?!

Circuito Trifásico: Conexão Estrela-Estrela (Y-Y)

Um sistema estrela-estrela equilibrado é formado por uma fonte trifásica em estrela equilibrada ligada com uma carga em estrela também equilibrada, como no exemplo abaixo:

Representação do Circuito trifásico: Conexão estrela-estrela (Y-Y)
Representação do Circuito trifásico: Conexão estrela-estrela (Y-Y)

Para esse circuito, vamos calcular as correntes de linha, a corrente que passa pelo neutro e as tensões de linha. Mas não precisa se preocupar, vamos aprender no passo a passo!

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Passo 1: Encontrar as Correntes de Linha

Como o circuito trifásico é equilibrado, para encontrarmos as correntes de linha podemos analisar apenas uma fase, já que em todas as fases o módulo da corrente será o mesmo.

Pela lei de Ohm:

Para o nosso caso temos:

Substituindo e calculando:

Analisando as fontes de tensão, vemos que elas estão na sequência abc. Então, as correntes de linha também estarão na sequência positiva. Na fase b, temos:

E na fase c:

Passo 2: Encontrar as Correntes que passam pelo Neutro

Para calcular a corrente que passa pelo neutro, vamos utilizar a boa e velha lei das correntes de Kirchhoff no neutro:

Isso mesmo! Não circula corrente pelo neutro em um circuito Y-Y equilibrado! Por isso, podemos eliminar a ligação entre o neutro da fonte e da carga.

Passo 3: Calcular as tensões de linha

Agora, vamos calcular as tensões de linha. Sabemos que na ligação estrela temos a seguinte relação entre os módulos da tensão de linha e de fase:

Logo:

Como o sistema é equilibrado, todas as tensões de linha têm o mesmo módulo:

Você também pode conferir esse conteúdo em vídeo:

Passo 4: Calcular os Ângulos da Tensão de Linha

Falta calcularmos os ângulos dessas tensões de linha. Como a sequência é abc, as tensões de linha estão adiantadas em relação às tensões de fase em , ou seja, temos que somar ao ângulo das tensões de fase correspondentes.

Circuito Trifásico: Conexão Estrela-Triângulo (Y-Δ)

O sistema estrela-triângulo equilibrado é formado por uma fonte trifásica em estrela equilibrada ligada com uma carga em triângulo também equilibrada, como no exemplo abaixo:

Conexão Estrela-Triângulo (Y-Δ)
Conexão Estrela-Triângulo (Y-Δ)

Circuito Trifásico: Conexão Triângulo-Triângulo (Δ-Δ)

A conexão triângulo-triângulo pode ser representada da seguinte forma:

Conexão triângulo-triângulo
Conexão triângulo-triângulo

O triângulo-triângulo equilibrado é formado por uma fonte trifásica em triângulo equilibrada ligada com uma carga em triângulo também equilibrada e sua análise é praticamente a mesma dos casos anteriores.

Circuito Trifásico: Conexão Triângulo-Estrela (Δ-Y)

Para a conexão do tipo triângulo-estrela temos:

Como podemos ver, o sistema ∆-Y equilibrado é formado por uma fonte trifásica em triângulo equilibrada ligada com uma carga em estrela também equilibrada. Normalmente, quando temos esse circuito, nós transformamos a fonte de triângulo para estrela através das relações entre as tensões de linha e de fase.

Potência Trifásica

A potência instantânea em um circuito trifásico é dada pela soma da potência instantânea de cada fase:

Onde as tensões da fase são:

As correntes de fase são:

Sendo o ângulo do fator de potência. Quando a gente substitui essas tensões e correntes na expressão da potência e aplicamos relações trigonométricas, chegamos à expressão abaixo:

Olha que interessante! A potência no circuito trifásico, seja ele qual for, é uma constante. Ou seja: ela não varia com o tempo como ocorre com as potências de apenas uma fase. Com isso, a potência instantânea é igual a potência média .

Agora vamos praticar com exercícios?

Circuito Trifásico: Conexão Estrela-Triângulo (Y-Δ)

Circuito Trifásico: Conexão Triângulo-Triângulo (Δ-Δ)

Circuito Trifásico: Conexão Triângulo-Estrela (Δ-Y)

Potência Trifásica

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