Tensiones simples y compuestas

Las instalaciones eléctricas trifásicas pueden estar construidas a tres o cuatro hilos, con o sin conductor neutro respectivamente (figura 1).

En las instalaciones a tres hilos sólo se puede medir la tensión compuesta de la instalación. Sin embargo, en las instalaciones a cuatro hilos se puede medir la tensión simple y la tensión compuesta de la instalación.

Fig. 1 Esquema de una línea trifásica. a) Conexión a tres hilos. b) Conexión a cuatro hilos.

La tensión simple se define como el valor eficaz de la tensión que se tiene al medir entre un conductor de fase y el conductor neutro de una instalación eléctrica trifásica.

La tensión compuesta se define como el valor eficaz de la tensión que se tiene al medir entre dos conductores activos en una instalación eléctrica trifásica.

En las instalaciones trifásicas, a menos que se exprese explícitamente, el valor de la tensión que se facilita siempre es el valor eficaz de tensión compuesta.

En las instalaciones monofásicas la tensión medida siempre corresponde al valor eficaz de la tensión de simple (figura 2).

Fig. 2 Esquema de una línea monofásica.

La representación vectorial de las tensiones simples y compuestas de un sistema trifásico equilibrado se muestra en la figura 3. En ella se representan las tensiones simples en color azul. Las tensiones compuestas se representan en rojo.

Fig. 3 Representación vectorial de las tensiones simples (azul) y compuestas (rojo)

Una particularidad que se deduce del diagrama de tensiones simples y compuestas es que las tensiones compuestas están adelantadas 30º $(\pi/6$ rad) respecto las tensiones simples y su módulo es $\sqrt{3}$ veces el módulo de las tensiones simples.

En efecto, la representación de las tensiones simples y compuestas en el dominio del tiempo (figura 4) muestra que la tensión compuesta $U_{ab}$ está adelantada 30º $(\pi/6$ rad) respecto a la tensión simple $U_a$ y su valor eficaz es $\sqrt{3}$ veces mayor.

Fig. 4 Evolución en el tiempo de las tensiones simples y compuesta.

Finalmente realizar una pequeña consideración respecto al desfase entre tensiones simples y compuestas. Hay que notar que a pesar de que existen $\pi/6$ rad de desfase entre las tensiones simples y compuestas, el desfase entre tensiones compuestas (120º ó $2\cdot\pi/3$) sigue siendo el mismo que el desfase entre tensiones simples (120º ó $2\cdot\pi/3$).