Стислі теоретичні відомості

Чотирипровідна система. Якщо об’єднати кінці обмоток генератора в спільну точку О, а кінцеві клеми навантажень в спільну точку О¢, то для з’єднання генератора і трьох навантажень потрібно буде всього чотири проводи.

Точки О, О' називають відповідно нульовою (нейтральною) точкою генератора і нульовою (нейтральною) точкою навантаження.

Проводи А–А, В–В, С–С називають лінійними, а провід О–О' – нульовим або нейтральним. Отримана схема має назву чотирипровідна система трифазного струму, або з’єднання зіркою з нульовим проводом.

Напруга між лінійним проводом і нульовим має назву фазна напруга і позначається U_A, U_B, U_C. Напруга між лінійними проводами називається лінійною напругою і позначається U_AВ, U_BС, U_СА.

До навантажень Z_A, Z_B, Z_C прикладені фазні напруги.

В трифазних колах розрізняють лінійні І_л і фазні І_Ф струми. Лінійними називають струми І_А,І_В,І_С, щопротікають по лінійних проводах. Струми, що протікають по обмотках генератора, або по опорах навантаження називають відповідно фазними струмами генератора і фазними струмами навантаження.

При з’єднанні зіркою лінійний струм рівний фазному І_л = І_Ф.

Струм, що протікає по нульовому проводі, позначають І_N. Застосувавши до нульової точки О' перший закон Кірхгофа і прийнявши позначені на схемі напрямки струмів за додатні, отримаємо:

або

тобто струм в нульовому проводі визначається сумуванням лінійних струмів в комплексній формі, або геометричним сумуванням векторів `І<sub>А</sub>, `І_В, `І_С.

На малюнку стрілками показані додатні напрямки фазних напруг на опорах навантаження. Миттєва напруга, наприклад напруга u_AB, між лінійними проводами А і В дорівнює алгебраїчній сумі миттєвих напруг на ділянці кола між точками А і В:

u_AB = u_A + (–u_B)

Теж саме в діючих значеннях:

.

Аналогічно для лінійних напруг: і :

Векторна діаграма напруг буде мати вид:

З діаграми видно, що всі три лінійні напруги рівні між собою за величиною і зсунуті за фазою відносно одна одної на 120°.

U_л = × U_Ф, тобто миттєва напруга при з’єднанні зіркою в разів більша за фазну.

Трипровідна система. При симетричному (рівномірному) навантаженні фаз, тобто, коли опори навантажень однакові Z_A = Z_B = Z_C вектори струмів в усіх фазах рівні за величиною і зсунуті відносно своїх напруг на один і той же кут j.

Векторна діаграма в цьому випадку має вид:

Сума лінійних струмів дорівнює нулю, а отже струм в нульовому проводі відсутній (І_N = 0).

При симетричному навантаженні відпадає необхідність в нульовому проводі і передачу енергії від генератора до споживачів можна здійснювати по трьом проводам.