8.9 : Üç Fazlı ve Tek Fazlı Devrelerde Güç Dağılımı

Elektrik devreleri içindeki güç dağıtımı, konut ve endüstriyel enerji sistemlerinin temel bir unsurudur. Konut ortamlarında tek fazlı güç yaygın olsa da, ağır makinelerin bulunduğu endüstriyel ortamlar için üç fazlı güç standarttır. Her sistem farklıdır ve avantajlara sahiptir; güç dağıtımı ve malzeme verimliliğinin temel ilkelerini anlamak çok önemlidir.

Tek Fazlı Güç Dağıtımı:

Tek fazlı devreler ev ortamlarında yaygın olarak iki telli bir sistem kullanılır. Bu sistemdeki akım, yük tarafından emilen güç ve hat voltajı ile belirlenir:

Direnç nedeniyle tellerdeki güç kaybı akımın karesiyle orantılıdır:

Burada R, tellerin direncidir.

Üç Fazlı Güç Dağıtımı:

Dengeli üç fazlı sistem, en yaygın olarak endüstriyel ortamlarda kullanılır. Bu sistemde akım üç kablo arasında bölünerek, aynı güç seviyesine sahip tek fazlı sisteme kıyasla her bir kablodaki akım azaltılır. Her fazda aynı akım ve direncin olduğu varsayıldığında toplam güç kaybı, her fazdaki kayıpların toplamıdır.

Tel Boyutu ve Malzeme Tüketimi:

Her iki sistemde eşit güç kaybı için kablo boyutları karşılaştırıldığında, tek fazlı sistemdeki kabloların kesit alanı, güç kaybını artırmadan artan akımı taşımak için üç fazlı sistemdekinden daha büyük olmalıdır. Spesifik olarak, tek fazlı sistem, üç fazlı sistemdeki her faz telinin iki katı kesit alanına sahip kablolar gerektirir. Bu, tek fazlı sistemin, üç fazlı sistemle aynı güç yükünü taşımak için daha büyük kesit alanına sahip kablolara ihtiyaç duyacağı anlamına gelir; bu da yaklaşık %33 daha fazla iletken malzeme artışı anlamına gelir.