Il sistema trifase è il sistema usato per generare, trasmettere e distribuire l’energia elettrica nella quasi totalità delle reti di potenza. È costituito da tre tensioni alternate della stessa ampiezza e frequenza, ma sfasate tra loro di 120 gradi (un terzo di periodo). Questa configurazione offre vantaggi decisivi rispetto al monofase, ed è la ragione per cui tutta l’industria elettrica si basa su di essa.
Le tre tensioni, prodotte da un alternatore con tre avvolgimenti disposti a 120° l’uno dall’altro, raggiungono il loro massimo in istanti successivi. Si possono collegare in due configurazioni:
| Collegamento | Caratteristica |
|---|---|
| Stella (Y) | i tre avvolgimenti uniti in un centro comune (neutro) |
| Triangolo (Δ) | i tre avvolgimenti collegati in serie ad anello |
I vantaggi del trifase sono molteplici e sostanziali:
- potenza costante: mentre in monofase la potenza istantanea pulsa (annullandosi due volte per periodo), in trifase la somma delle tre potenze è costante nel tempo, dando una coppia uniforme ai motori;
- risparmio di materiale conduttore: a parità di potenza trasmessa, il trifase richiede meno rame rispetto a tre circuiti monofase separati;
- motori più semplici: il sistema trifase genera naturalmente un campo magnetico rotante, che fa funzionare i motori asincroni senza dispositivi di avviamento, in modo robusto ed efficiente;
- due livelli di tensione: dalla stella si ricavano sia la tensione di fase (fase-neutro) sia quella concatenata (fase-fase), legate dal fattore \sqrt{3}.
La tensione concatenata (tra due fasi) è \sqrt{3} volte la tensione di fase: per esempio, nella rete domestica europea, 230 V fase-neutro e 400 V tra le fasi. Questo permette di alimentare carichi monofase leggeri e carichi trifase di potenza dalla stessa rete.
Il campo magnetico rotante generato dal trifase è alla base del motore asincrono, il motore elettrico più diffuso al mondo. Il sistema trifase è quindi il fondamento dell’intera infrastruttura elettrica moderna: dalla generazione nelle centrali, alla trasmissione ad alta tensione, alla distribuzione e all’azionamento dei motori industriali.