Monofásico vs Trifásico: Principais Diferenças Explicadas

No século 21, não há como negar que a eletricidade tornou a vida muito mais fácil. Da aplicação de fonte de alimentação monofásica em residências e uso doméstico de pequena escala a grandes indústrias e empresas usando tecnologia trifásica, não há como negar que o trabalho eficiente está disparando no momento.

A pergunta é: Por que a preferência de uma fonte de alimentação sobre a outra em certos lugares? Elas diferem tanto?

Neste artigo, vamos nos aprofundar nestas duas fases. Além disso, daremos dicas sobre meios pelos quais você pode escolher uma fase de potência adequada.

(uma forma de onda de potência monofásica com ângulo de 360°)

1. O que é Fase na Eletricidade?

Uma fase é uma tensão ou corrente que existe em um fio ou cabo neutro. Na maioria das vezes, produz sinais elétricos em uma forma de onda. Então, a forma de onda passa por interpretação por um osciloscópio. Além disso, você pode determinar uma fase pelo tipo de unidade sabendo a carga que distribuem.

(leitura de senoide em um osciloscópio)

2. O que é Fonte de Alimentação Monofásica?

Também conhecida como tensão residencial, a energia monofásica funciona alterando a tensão de energia CA simultaneamente. Ela faz isso através de um sistema coordenado.

Além disso, usa dois fios, fase e neutro, ao dispensar energia. O fio neutro fornece um caminho para correntes de retorno enquanto o fio de fase distribui a carga de corrente padrão. O tipo de transmissão de energia forma uma única onda senoidal com tensão de cerca de 230V. Além disso, atinge uma frequência que aproxima 50 Hz.

(aplicação de fonte de alimentação monofásica em área residencial)

Algumas vantagens da energia monofásica incluem:

• Primeiro, distribui eletricidade para usos domésticos e em residências. Segundo, é por causa da baixa transmissão de potência, que é favorável para a maioria dos eletrodomésticos.
• Então, é simples e parece comum. Também, a unidade compacta e leve favorece apenas uma pequena quantidade de transmissão em casos onde a tensão é alta.
• Por fim, é melhor para unidades de baixa potência chegando a 5HP.

Desvantagens

• Infelizmente, não pode fornecer cargas eletrônicas volumosas como em indústrias.
• Então, os motores de uma execução monofásica tendem a ter vida útil mais curta.
• Também, você pode precisar adicionar outro circuito já que a fonte de alimentação inicial pode ser ineficiente.

3. O que é Fonte de Alimentação Trifásica?

Como o nome sugere, uma fonte de alimentação trifásica tem três fios de potência diferentes que oferecem serviços elétricos alternando correntes. Os fios de fase são montados em um motor e produzem três tensões de onda senoidal. Eventualmente, causa a saída de potência ser constante e nunca cair a zero. Além disso, há uma distância de 120° entre cada fio e um adicional de 1200 Sinal de Potência CA em cada um deles.

(Uma onda senoidal trifásica em um gerador).

Tem dois tipos, Delta e Estrela.

Conexões Delta; não precisam de fio neutro e são recomendáveis para sistemas de alta tensão.

Configurações Estrela/Y; podem ou não usar fio neutro. Mas exigirão um fio terra.

(Uma configuração Y com quatro fios com um fio neutro adicional).

Vantagens

• Pode converter cerca de 97% da energia elétrica em energia mecânica. Portanto, tornando-a eficiente para motores.
• Além disso, motores usando trifásico têm vida útil mais longa.
• Então, há sempre um fluxo contínuo e não turbulento de potência.
• Apesar de ser caro, é relativamente fácil de gerenciar e econômico. Portanto, fazendo a grande soma valer a pena.
• Finalmente, você pode usá-lo facilmente para rodar cargas maiores.

Desvantagens

• Primeiro, a energia trifásica não está disponível em todos os locais. Portanto, você pode precisar consultar uma empresa de energia próxima sobre sua disponibilidade.
• Segundo, é caro.
• Além disso, quando instalado incorretamente, os motores podem experimentar dificuldades de rotação.

4. Diferença entre Fontes de Alimentação Monofásica e Trifásica

Abaixo está uma tabela resumida de sistemas monofásico versus trifásico, com suas diferenças.

Fonte de alimentação monofásica	Fonte de alimentação trifásica
Geralmente preferível para fornecimento de energia de pequena escala.	Você pode usá-lo para lidar com cargas maiores, como um motor industrial.
Usa dois condutores	Usa três condutores
Quedas e picos constantes na tensão tornam-na inconsistente ao fornecer energia.	A presença de três condutores (120° separados) garante fornecimento de energia consistente e estável. É porque os três condutores se complementam sempre que há quedas e picos.
Condutores no monofásico são conhecidos como fase e neutro.	Todos os três condutores são conhecidos como fases.
O fio único contribui para um sinal CA (Onda Senoidal).	Três cabos diferentes fornecendo sinais CA separadamente. Além disso, os sinais têm um ângulo de 120° entre si.
Há presença de fio neutro atuando como caminho para as cargas.	Um fio neutro não é muita necessidade aqui. Por exemplo, conexões Estrela podem não ter ou tê-lo, enquanto conexões Delta não o têm completamente.
Ineficiente na entrega de potência quando comparado a uma fonte trifásica.	Maiormente eficiente porque fornece mais potência, que é três vezes melhor que uma fase única.
A tensão de uma fonte monofásica é 230V.	A tensão de alimentação é 415V.
Comumente aplicável para necessidades domésticas e residenciais.	Você o usará principalmente em indústrias e grandes centros comerciais.
Se o monofásico falhar, há maior chance de a fonte de alimentação estar com defeito.	Chances de defeito são mínimas devido a duas ou uma fase extra, caso as outras fases falhem.
É caro.	Caro para comprar.

(tipos de condutores na fonte de alimentação).

5. Como Converter Monofásico para Trifásico

Vários conversores podem ser úteis quando você desejar converter monofásico para trifásico. Eles incluem:

Conversor Estático

Usa capacitores para rodar uma energia monofásica uma vez que começou a funcionar. Como uma energia trifásica não pode dar partida em uma fase única, os capacitores visam substituir uma das três fases. No entanto, pode reduzir a vida útil do motor e ser ineficiente às vezes.

Conversor de Fase Rotativo 

Um conversor de fase rotativo tem um motor ocioso. Quando ligado, gera potência que imita o sistema de energia trifásica, colocando a máquina em movimento. O segundo conversor funciona substituindo o motor trifásico enquanto também usa um gerador separado.

Conversor de Drive de Frequência Variável (VFD) 

Com VFDs, você encontrará componentes conhecidos como inversores. Inversores criam correntes alternadas em praticamente qualquer frequência desejada e duplicam condições exclusivas de um motor trifásico típico.

(Conversores inversores de drive de velocidade variável)

6. Como Escolher Entre Fonte Monofásica e Trifásica

Embora ambas as fases de potência tenham seus altos e baixos, você deve basear sua escolha no seguinte:

1. Local de utilização; Monofásico é melhor aplicável em pequenos lagos ou residenciais, enquanto você precisará trifásico para lagos maiores, uma casa maior ou locais comerciais.
2. Aplicação; você pode usar energia monofásica para eletrodomésticos como coolers, aquecedores, ventiladores e luzes. Por outro lado, você precisará de um ambiente industrial para usar o trifásico.
3. Quantidade de tensão necessária; sistemas com 230V requerem energia monofásica, enquanto 415V se adequam a sistemas de energia trifásica.

(Duas torres de transmissão de alta tensão H-frame com trifásicos suportados por isoladores)

4. Fiação necessária para a fonte de alimentação 
5. Qualidade de desempenho; trifásico tem melhor eficiência de desempenho quando comparado a monofásico. Mas novamente, depende de quais máquinas você está usando.
6. Tipo de unidade; trifásico requerido para unidade de alta potência que é 5HP ou mais enquanto monofásico usa unidade de potência que é menos que 5HP. 

Conclusão 

Para concluir, escolher um tipo de unidade de potência deve estar alinhado com sua necessidade imediata. Também, o custo deve ser acessível. Indubitavelmente, ambas as fases de potência podem beneficiar você ou seu projeto de muitas maneiras, mas manter tanto energia monofásica quanto trifásica pode ser caro.

No entanto, com o guia acima, escolher entre os dois não deve ser um problema. Mas se ainda houver dúvidas que você gostaria que esclarecêssemos, entre em contato conosco. Estamos sempre mais do que felizes em colocar as coisas nos trilhos.