Σε μία τριφασική ηλεκτρική εγκατάσταση ο αγωγός του ουδετέρου είναι γενικά απαραίτητος. Η απουσία του ουδετέρου
είναι επιτρεπτή μόνο για την τροφοδότηση
συμμετρικών τριφασικών καταναλωτών, δηλαδή καταναλωτών που παρουσιάζουν ακριβώς την ίδια σύνθετη αντίσταση σε
κάθε μία από τις τρεις φάσεις, όπως ένας
ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας βραχυκυκλωμένου δρομέα. Σε αυτή την περίπτωση, αν υπήρχε ουδέτερος αγωγός, δεν θα
διαρρεόταν από ρεύμα. Στην γενική όμως
περίπτωση ασύμμετρων τριφασικών καταναλωτών, η αφαίρεση του ουδετέρου θα είχε ως αποτέλεσμα η εφαρμοζόμενη τάση
στα φορτία στην κάθε φάση να διαφέρει από
την φασική τάση των 230 V με τον κίνδυνο της καταστροφής του καταναλωτή.
Το παρόν αντικείμενο πραγματεύεται το παραπάνω φαινόμενο για την περίπτωση που ο τριφασικός καταναλωτής είναι
καθαρά ωμικός. Θεωρούμε ότι η πηγή U1 έχει φάση 0°, η πηγή U2 προηγείται της U1
κατά 120° και η πηγή U3 προηγείται της U2 κατά 120°. Όλες οι πηγές έχουν ενεργό
τάση 230 V.
Δεδομένου ότι σε ένα τριφασικό σύστημα ρευμάτων τα ρεύματα στις τρεις φάσεις έχουν φασική απόκλιση 120° για ωμικά φορτία, εφαρμόστε το νόμο του Ohm και τον Α’ κανόνα του Kirchoff IN=I1+I2+I3 στη διανυσματική του μορφή (σχεδιάζοντας το διανυσματικό διάγραμμα των εντάσεων) για να προσδιορίσετε την ένταση του ρεύματος στον ουδέτερο όταν R1=75Ω, R2=20Ω και R3=50Ω. Συμφωνεί η απάντησή σας με την ένδειξη του αμπερομέτρου στο αντικείμενο;
Ένα συμμετρικό τριφασικό φορτίο με R1=R2=R3=60Ω με ουδέτερο συνδέεται στην τριφασική πηγή του αντικειμένου. Βρείτε την ένταση του ρεύματος σε κάθε φάση, σχεδιάστε το διανυσματικό διάγραμμα των εντάσεων και με την βοήθειά του και τον α' κανόνα του Κίρκωφ, επαληθεύστε ότι η ένταση του ρεύματος στον ουδέτερο θα είναι μηδενική όπως δείχνει και το αμπερόμετρο.
Σύμφωνα με το θεώρημα της επαλληλίας, η απόκριση ενός κυκλώματος που έχει πολλές πηγές τάσης της ίδιας συχνότητας, μπορεί να βρεθεί αν προσθέσουμε τις αποκρίσεις του κυκλώματος που οφείλονται στην παρουσία μίας μόνο κάθε φορά πηγής τάσης. Εφαρμόστε το θεώρημα της επαλληλίας για να βρείτε τις τάσεις στα τρία ωμικά φορτία όταν δεν υπάρχει ουδέτερος στο κύκλωμα και R1=85Ω, R2=20Ω και R3=60Ω. Επιβεβαιώστε την απάντησή σας από τις τιμές που παρέχει το αντικείμενο στο πλαίσιο πάνω από τα στοιχεία θεωρίας.
Μελετώντας το κύκλωμα στο αντικείμενο, θα διαπιστώσατε ότι απουσία ουδετέρου, είναι δυνατόν η φασική τάση να είναι πολύ μικρότερη από 230V. Τι κίνδυνος υπάρχει στην περίπτωση αυτή για ένα συνδεδεμένο μονοφασικό κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα;
Μελετήστε ένα διανυσματικό διάγραμμα εντάσεων για τις τρεις φάσεις και τον ουδέτερο ενός τριφασικού συστήματος ρευμάτων όπως στην Εφαρμογή 1. Είναι ποτέ δυνατόν η ένταση του ρεύματος στον ουδέτερο να γίνει μεγαλύτερη από την μέγιστη από τις εντάσεις Ι1, Ι2 και Ι3 στις τρεις φάσεις; Για ποιο λόγο οι κανονισμοί των Εσωτερικών Ηλεκτρικών Εγκαταστάσεων επιτρέπουν για τον ουδέτερο τη χρησιμοποίηση διατομής μικρότερης από τη διατομή των αγωγών των φάσεων;