¿El cable neutro tiene tensión?

Question

En este artículo El autor habla de la trifásica y de la magia de la falta de un cable neutro. Y está el siguiente párrafo:

En un sistema trifásico, la tensión entre dos fases cualesquiera es 3 veces mayor que la tensión de una fase individual por un factor de 1,73 (raíz cuadrada de 3 para ser exactos). Si el voltaje X-N (e Y-N y Z-N) es de 120 V (común en EE.UU.), los voltajes X-Y (e Y-Z y Z-X) (también conocidos como voltajes "multifásicos") serán de 120 V * 1,73 = 208 V.

Cuando dice que la tensión X-N es de 120V, siendo N la tensión de referencia, ¿la tensión de referencia es 0V o tiene algún valor?

Por el diagrama (en el enlace,) me doy cuenta de que el cable neutro está conectado a tierra, pero ¿es lo mismo que la conexión a tierra? ¿El cable neutro no vuelve al transformador para proporcionar un circuito cerrado?

Answer 1

El artículo original que has citado es confuso.

... la tensión entre dos fases cualesquiera es 3 veces mayor que la tensión de una fase individual por un factor de 1,73 (raíz cuadrada de 3 para ser exactos).

No puede ser tres veces mayor y \$ \sqrt 3\$ veces mayor simultáneamente. El valor correcto es \$ \sqrt 3\$ veces mayor.

Figura 1. El diagrama en cuestión. Fuente: PacketPower .

Cuando dice que la tensión X-N es de 120 V, siendo N la tensión de referencia, ¿la tensión de referencia es 0 V o tiene algún valor?

La referencia es el punto en estrella, donde los tres devanados comparten un nodo común. En este diagrama se neutraliza conectando a tierra. (Esto significa que este conductor no debería ver ninguna tensión significativa en él con respecto a la tierra). Habrá 120 V entre cada una de las fases y el punto en estrella, tanto si está conectado a tierra como si no.

Del diagrama (en el enlace,) me doy cuenta de que el cable neutro está conectado a tierra, pero ¿es lo mismo que la conexión a tierra? ¿El cable neutro no vuelve al transformador para proporcionar un circuito cerrado?

Depende de la normativa local. Si se trata del secundario de un transformador, lo normal es que el primario esté alimentado en triángulo, por lo que es posible que no haya neutro en el suministro de entrada. La solución es conectar la conexión en estrella a la toma de tierra del edificio, en cuyo caso sería lo mismo que la toma de tierra. En el caso de un barco, por ejemplo, la "tierra" sería el casco del barco.

Figura 2. Conexión de un transformador triángulo-estrella. Fuente: Gamatronic .

Aquí podemos ver que no hay conexión neutra en la alimentación entrante. El uso de una configuración en estrella en el secundario nos permite crear uno para uso interno. El punto en estrella puede dejarse flotante o puede conectarse a tierra.

Answer 2

El cable neutro es definido a 0V. Y cada fase tiene individualmente una tensión con respecto al neutro de 115V si estás en Estados Unidos, y de 230V si estás en la mayor parte de Europa.

Pero como las tres fases están desfasadas 120 grados entre sí, el resultado es una diferencia de tensión de 115V * sqrt(3) = 200V (o 230V * sqrt(3) = 400V) entre dos fases cualesquiera.

Dependiendo del tipo de sistema de distribución de la red eléctrica del país en el que vivas (no sé cómo es en Estados Unidos), el cable neutro puede estar conectado a tierra en la compañía eléctrica. Sin embargo, ten en cuenta que aunque el cable neutro esté conectado a tierra, esto no significa que esté realmente a potencial de tierra, porque puede haber una corriente de retorno en el cable neutro y, debido a la resistencia del cable, esto provocará una tensión en tu extremo del cable neutro.

También es importante tener en cuenta que en muchos países los enchufes que utilizamos pueden girarse 180 grados y poner la línea donde se supone que está el neutro, lo que significa que con este tipo de sistemas nunca se puede estar seguro de si el neutro es realmente neutro o línea (¡CUIDADO!)

Así que para resumir: El cable neutro se define como 0V. Pero normalmente estará a un cierto potencial de tensión (en relación con la tierra).

Answer 3

El cable neutro está conectado a tierra, por lo que si literalmente se toma un multímetro y se intenta leer el voltaje entre el cable neutro y la tierra, se leerá 0 voltaje. Tenga en cuenta, esto es para un sistema equilibrado de trabajo saludable.

Así que sí, considere el cable neutro 0V si todo está en orden de funcionamiento.

Answer 4

"Aquí podemos ver que no hay conexión neutra en el suministro entrante".

Entonces, ¿qué proporciona la vía de retorno para el flujo de la corriente?

Esto se preguntó como comentario, pero para responderlo necesito mucho más espacio del que permite un comentario.

En una simple conexión de CA de dos hilos, la corriente de salida en el hilo caliente tiene exactamente la misma magnitud absoluta que la corriente de retorno en el hilo neutro, pero tienen signos opuestos. Además, la corriente es en realidad una onda sinusoidal.

Ahora, tomemos tres copias de esto, pero ajustando la fase de dos de los circuitos para que los tres estén desfasados 120 grados entre sí.

A continuación, vamos a sustituir los tres cables neutros por un cable grande de tres veces la capacidad. Hasta este punto, todo funciona bien.

Sin embargo, veamos ahora la corriente que circula por el cable neutro. Será la suma de los tres flujos de componentes individuales, es decir, la suma de tres ondas sinusoidales, cada una de ellas desfasada 120 grados con respecto a las demás.

Si lo dibujas o lo sumas matemáticamente, esas tres ondas sinusoidales siempre suman cero, en cualquier momento. Esto a su vez significa que en realidad no hay corriente que fluya en ese enorme cable de retorno. Así que por qué no eliminarlo y dejar que los tres cables calientes sigan haciendo lo que hacen.

En la práctica, esto funciona lo suficientemente bien como para que podamos transmitir energía a grandes distancias sin un cable de retorno explícito. Debido a los desequilibrios en las cargas, habrá algo de corriente de retorno, pero suele ser lo suficientemente pequeña como para que baste con utilizar la tierra como retorno.