energía de fase dividida

La energía de fase dividida es un sistema de distribución monofásico que crea dos niveles de voltaje utilizables a partir de un solo devanado secundario del transformador. El secundario del transformador tiene una toma central, lo que significa que existe un punto de conexión en el punto medio eléctrico. Esto crea tres conductores disponibles: dos cables de línea en los extremos opuestos del devanado y un cable neutro en la toma central, que está conectado a tierra. El resultado es un servicio de tres hilos que suministra tanto 120 voltios (entre cualquier línea y el neutro) como 240 voltios (entre los dos cables de línea).

Los edificios residenciales en América del Norte dependen casi por completo del servicio de fase dividida, típicamente clasificado de 100 a 200 amperios en el panel principal. Un transformador de 240 voltios, 60 hercios que entrega 10 kVA o más puede soportar las cargas de calefacción, calentamiento de agua, aire acondicionado y cocción que requieren voltaje completo, mientras que simultáneamente atiende los circuitos de iluminación y tomacorrientes a 120 voltios a través del neutro. Esta flexibilidad es lo que hace que la fase dividida sea práctica para cargas mixtas en un solo edificio.

Los pares de voltaje estándar son 120/240 voltios en los Estados Unidos y Canadá, y 110/220 voltios en algunas otras regiones, aunque 120/240 es ahora dominante en toda América del Norte. Los sitios industriales a veces usan fase dividida como suministro de respaldo o suplementario, pero la energía trifásica se prefiere para motores y maquinaria pesada porque ofrece una transferencia de energía más suave y sin pulsaciones de potencia instantánea.

Problemas y límites comunes

La carga desequilibrada entre las dos fases provoca una corriente neutra excesiva y una caída de voltaje en el lado más cargado. Si una fase transporta 150 amperios y la otra transporta 50 amperios, el desequilibrio de 100 amperios fluye a través del conductor neutro de regreso al transformador. Los conductores neutros de tamaño insuficiente pueden sobrecalentarse y provocar incendios. Los códigos de construcción y los estándares eléctricos requieren que el neutro sea del mismo tamaño que los conductores de fase, y muchas jurisdicciones ahora también requieren una toma de tierra separada para el equipo.

El término 'fase dividida' refleja el devanado secundario dividido del transformador; a veces se le llama servicio monofásico de tres hilos para distinguirlo del monofásico de dos hilos (que tiene solo una línea y un neutro, entregando un voltaje). La fase dividida es fundamentalmente diferente de la energía trifásica verdadera, que utiliza tres devanados separados a 120 grados de distancia y requiere tres o cuatro hilos. Para trabajos industriales que involucran motores de más de aproximadamente 5 caballos de fuerza, el servicio trifásico es superior y casi siempre se especifica.