La red eléctrica no lleva un solo conductor con tensión, sino tres fases: tres tensiones alternas iguales, de la misma frecuencia, desfasadas entre sí un tercio de ciclo (120°). Es la forma más eficiente de generar, transportar y usar grandes potencias.
Por qué tres fases
- Transporte más eficiente: con tres conductores se transmite más potencia que con dos líneas monofásicas, usando menos cobre.
- Potencia constante: la suma de las tres fases entrega una potencia casi constante, sin los altibajos de una sola fase. Los motores giran más suaves.
- Campo magnético giratorio: tres fases crean de forma natural un campo que gira, el principio del motor de inducción.
Tensión de fase y tensión de línea
En un sistema trifásico con neutro hay dos tensiones:
- Tensión de fase (U_f): entre una fase y el neutro. En España, 230 V.
- Tensión de línea (U_L): entre dos fases. En España, 400 V.
Se relacionan así: U_L = √3 · U_f, es decir, 230 · 1,732 ≈ 400 V.
Estrella y triángulo
Los receptores trifásicos (un motor, un horno industrial) tienen tres elementos que se pueden conectar de dos formas:
| Estrella (Y) | Triángulo (Δ) | |
|---|---|---|
| Cómo se conecta | Un extremo de cada elemento se une en un punto común | Los elementos forman un lazo cerrado |
| Tensión en cada elemento | Tensión de fase (230 V) | Tensión de línea (400 V) |
| Corriente | La de línea pasa por cada elemento | Corriente de línea = √3 · corriente de cada elemento |
| Neutro | Puede conectarse | No se usa |
Por eso un motor con placa «230/400 V Δ/Y» se conecta en estrella a una red de 400 V: así cada bobina recibe los 230 V para los que está diseñada.
La potencia en trifásico
Para un receptor equilibrado:
P = √3 · U_L · I · cos φ
Ejemplo: un motor a 400 V que consume 20 A con un factor de potencia de 0,85:
P = 1,732 · 400 · 20 · 0,85 ≈ 11 800 W (11,8 kW)
El mismo receptor monofásico a 230 V necesitaría una corriente mucho mayor para la misma potencia, y cables más gruesos.
Equilibrar las cargas
Cuando una instalación trifásica alimenta también receptores monofásicos (luces, enchufes), conviene repartirlos entre las tres fases:
- Con las fases equilibradas, la corriente del neutro es pequeña.
- Con un desequilibrio fuerte, una fase va sobrecargada, el neutro lleva más corriente y la tensión de cada fase puede desviarse.
El reparto se hace en el proyecto o en la memoria técnica de la instalación. Lo diseña un técnico competente o una empresa instaladora habilitada.
El neutro, un conductor crítico
En un sistema con cargas monofásicas, el neutro mantiene cada receptor a 230 V. Si se interrumpe, las tensiones se descompensan y algunos aparatos pueden recibir mucho más de lo que soportan. Por eso el neutro:
- nunca lleva fusibles ni se corta por separado de las fases;
- debe tener una sección adecuada y conexiones bien apretadas, revisadas en el mantenimiento.