توان الکتریکی سه فاز

در کشورهای صنعتی، سه فاز روش عمومی انتقال توان الکتریکی است. این سیستم در وقع نوعی از سیستم چند فاز است. در نیروگاه های برق یک ژنراتور الکتریکی توان مکانیکی را به یک دسته از جریان‌های …

در کشورهای صنعتی، سه فاز روش عمومی انتقال توان الکتریکی است. این سیستم در وقع نوعی از سیستم چند فاز است.
در نیروگاه های برق یک ژنراتور الکتریکی توان مکانیکی را به یک دسته از جریان‌های الکتریکی متناوب تبدیل می‌کند که از هر کدام از سیم پیچ‌های الکترومغناطیسی یا سیم پیچ‌های ژنراتور تولید می‌شوند. جریان‌ها همگی توابعی سینوسی از زمان هستند و همگی دارای فرکانسی مشابه اما با زاویه‌های متفاوت.
در یک سیستم سه فاز، زاویه‌ها دارای اختلاف ۱۲۰ درجه ای (که حداکثر جداسازی ممکن بین زاویه‌هاست) هستند. فرکانس معمولاً در اروپا ۵۰ هرتز و در ایالات متحده ۶۰ هرتز است لیست کشورها به همراه پریزهای خطوط برق، ولتاژها و فرکانس‌ها را مشاهده کنید.) سه فاز معمولاً توسط رنگ‌ها نشانه گذاری شده‌اند، که به طور سنتی قرمز، زرد و آبی هستند.
خروجی ولتاژ ژنراتورها از چند صد ولت تا بالای ۲۰۰۰۰ ولت تغییر می‌کند. این ولتاژ معمولاً توسط یک ترانسفورماتور به یک سطح ولتاژ بالاتری تبدیل می‌شود. علت این افزایش ولتاژ هم کاهش تلفات است. توان برابر حاصلضرب ولتاژ و جریان است، بنابراین برای یک توان داده شده اگر شما ولتاژ را افزایش دهید جریان کاهش می‌یابد. تلفات گرمایی در یک خط انتقال با مجذور جریان متناسب است و در نتیجه اگر شما جریان را نصف کنید، تلفات یک چهارم می‌شود. به همین علت برخی از خطوط انتقال در سطح ولتاژی بیش از ۵۰۰،۰۰۰ ولت کار می‌کنند.
در انتهای خط انتقال، یک پست برق یا یک ترانسفورماتور، برق را از ولتاژ زیاد خطوط انتقال به سه جریان متغیر سینوسی با ولتاژ ۱۲۰ ولت (در ایالات متحده) یا ۲۳۰ ولت (در اروپا) جریان متناوب (Vac) تبدیل می‌کند. سپس این برق از طریق چهار سیم به مدارات مصرف کننده‌ها در یک تابلوی فرمان اصلی، ارائه می‌شود. یکی از سیم‌ها خنثی است یا در منبع برق زمین شده است، فازها یا سه خط دیگر، برق را به نقطه مقصد یا ترانسفورماتورهای تغذیه می‌رسانند. با برقراری اتصال بین یک فاز و سیم خنثی، ولتاژی معادل ۱۲۰ ولت متناوب (یا ۲۳۰ ولت متناوب) برای مدار متصل شده فراهم می‌شود.
شبکه انتقال توان به گونه‌ای طراحی شده است که هر فاز اندازه جریانی برابر را از خود عبور دهد، همه جریان‌های برگشتی از مناطق مسکونی مصرف کننده‌ها به نیروگاه، در جریان سیم خنثی سهیم هستند، اما سیستم سه فاز تضمین می‌کند که جمع جریان‌های برگشتی تقریباً صفر است.