Saltar al contenido principal
La electricidad se genera, transporta y distribuye en trifásica: tres tensiones alternas de la misma amplitud desfasadas 120° entre sí. Con tres cables (o cuatro, con neutro) se transporta más potencia que con tres circuitos monofásicos de seis cables, la potencia entregada es constante en lugar de oscilar, y se crea un campo magnético giratorio que hace funcionar los motores de inducción. Los 230 V de casa son una de esas fases; los 400 V de un taller, la tensión entre dos de ellas.

​
Lo que vas a aprender

  • Cómo es un sistema trifásico y qué es la secuencia de fases.
  • Las conexiones en estrella y en triángulo.
  • La relación entre tensiones y corrientes de fase y de línea, y de dónde sale 3\sqrt3.
  • El papel del neutro con cargas desequilibradas.
  • Cómo calcular la potencia trifásica.

​
Fundamentos teóricos

​
Tensiones trifásicas

En secuencia directa (RST o ABC), con valores eficaces: VR=V∠0°VS=V∠−120°VT=V∠120°\mathbf{V}_R = V\angle0° \qquad \mathbf{V}_S = V\angle{-120°} \qquad \mathbf{V}_T = V\angle120° Su suma es cero en todo instante: VR+VS+VT=0\mathbf{V}_R + \mathbf{V}_S + \mathbf{V}_T = 0.

​
Tensiones y corrientes de fase y de línea

  • De línea: entre dos conductores de fase (VLV_L), y la corriente por cada conductor (ILI_L).
  • De fase: en cada una de las tres ramas del generador o la carga (VFV_F, IFI_F).

​
Conexión en estrella (Y)

Las tres ramas se unen en un punto común, el neutro. VL=3 VFIL=IFV_L = \sqrt3\,V_F \qquad I_L = I_F La tensión de línea va 30° adelantada respecto de la de fase. Es la conexión de la red de baja tensión europea: VF=230V_F = 230 V, VL=2303=400V_L = 230\sqrt3 = 400 V. De dónde sale √3: VRS=VR−VS\mathbf{V}_{RS} = \mathbf{V}_R - \mathbf{V}_S, la diferencia de dos vectores iguales separados 120°, que mide 2Vcos⁡30°=3 V2V\cos30° = \sqrt3\,V.

​
Conexión en triángulo (Δ)

Las tres ramas forman un lazo cerrado, cada una entre dos líneas. No hay neutro. VL=VFIL=3 IFV_L = V_F \qquad I_L = \sqrt3\,I_F

​
Resumen

​
Cargas equilibradas y desequilibradas

  • Equilibrada: las tres impedancias son iguales. Las tres corrientes son iguales en módulo, desfasadas 120°, y la corriente de neutro es cero. Basta con calcular una fase y girar el resultado.
  • Desequilibrada: impedancias distintas (por ejemplo, viviendas repartidas entre fases). Por el neutro circula IN=IR+IS+IT≠0\mathbf{I}_N = \mathbf{I}_R + \mathbf{I}_S + \mathbf{I}_T \ne 0. Si el neutro se corta, las tensiones de fase de la carga se descompensan y pueden quemar aparatos.

​
Potencia trifásica

Para una carga equilibrada, sea cual sea la conexión: P=3 VLILcos⁡φQ=3 VLILsen⁡φS=3 VLILP = \sqrt3\,V_L I_L\cos\varphi \qquad Q = \sqrt3\,V_L I_L\operatorname{sen}\varphi \qquad S = \sqrt3\,V_L I_L donde φ\varphi es el argumento de la impedancia de cada fase. Equivale a 3 VFIFcos⁡φ3\,V_F I_F\cos\varphi. La potencia instantánea total es constante: los términos oscilantes de las tres fases se cancelan. Por eso los motores trifásicos giran sin vibraciones.

​
Conversión estrella-triángulo

Para cargas equilibradas: ZY=ZΔ3Z_Y = \frac{Z_\Delta}{3} Una carga en triángulo se puede sustituir por su equivalente en estrella y analizar una sola fase con el neutro.

​
Arranque estrella-triángulo

Un motor que trabaja en triángulo se arranca en estrella: cada bobinado recibe VL/3V_L/\sqrt3 y la corriente de línea de arranque se reduce a un tercio. Al coger velocidad se conmuta a triángulo.

​
Ejemplos resueltos

Ejemplo 1 · Carga en estrella

Tres impedancias de Z=8+j6=10∠36,87°\mathbf{Z} = 8 + j6 = 10\angle36{,}87° Ω en estrella, a 400 V de línea.VF=400/3=231V_F = 400/\sqrt3 = 231 V. IF=IL=231/10=23,1I_F = I_L = 231/10 = 23{,}1 A.P=3⋅400⋅23,1⋅0,8=12,8P = \sqrt3\cdot400\cdot23{,}1\cdot0{,}8 = 12{,}8 kW. Comprobación: 3⋅23,12⋅8=12,83\cdot23{,}1^2\cdot8 = 12{,}8 kW.
Ahora cada impedancia recibe VF=VL=400V_F = V_L = 400 V.IF=400/10=40I_F = 400/10 = 40 A. IL=3⋅40=69,3I_L = \sqrt3\cdot40 = 69{,}3 A.P=3⋅400⋅69,3⋅0,8=38,4P = \sqrt3\cdot400\cdot69{,}3\cdot0{,}8 = 38{,}4 kW: el triple que en estrella. Es la base del arranque estrella-triángulo.
Un motor trifásico de 15 kW, rendimiento del 90 % y cos⁡φ=0,85\cos\varphi = 0{,}85, a 400 V. ¿Qué corriente de línea consume?Pabs=15/0,9=16,7P_{\text{abs}} = 15/0{,}9 = 16{,}7 kW. IL=16 7003⋅400⋅0,85=28,3I_L = \frac{16\,700}{\sqrt3\cdot400\cdot0{,}85} = 28{,}3 A.
Resistencias en estrella con neutro a 230 V de fase: 23 Ω, 46 Ω y 46 Ω. Corrientes: 10∠0°10\angle0°, 5∠−120°5\angle{-120°} y 5∠120°5\angle120° A.IN=10+5∠−120°+5∠120°=10−2,5−2,5=5\mathbf{I}_N = 10 + 5\angle{-120°} + 5\angle120° = 10 - 2{,}5 - 2{,}5 = 5 A, en fase con R.
Para transportar 30 kW con resistencia pura: en monofásica a 230 V harían falta 130 A por 2 cables. En trifásica a 400 V, 43,3 A por 3 cables.Con la misma sección, las pérdidas ∑I2R\sum I^2R son 2⋅1302=33 8002\cdot130^2 = 33\,800 frente a 3⋅43,32=5 6203\cdot43{,}3^2 = 5\,620 (en unidades de RR): seis veces menos. Parte de la mejora se debe a la tensión más alta, pero aun comparando a igual tensión entre conductores, la trifásica ahorra un 25 % de cobre.

​
Errores frecuentes

  • Confundir tensión de línea y de fase. “Red de 400 V” es la de línea; la de fase en estrella es 230 V.
  • Poner 3\sqrt3 en el sitio equivocado. En estrella multiplica la tensión; en triángulo, la corriente.
  • Usar el ángulo entre la tensión de línea y la corriente de línea como φ\varphi en P=3VLILcos⁡φP = \sqrt3 V_L I_L \cos\varphi. Es el ángulo de la impedancia de fase.
  • Suponer que el neutro no lleva corriente con cargas desequilibradas.

​
Preguntas frecuentes

Tres es el mínimo número de fases que da potencia instantánea constante y un campo giratorio uniforme, con el mínimo de conductores. Más fases mejorarían poco y costarían más cables y aparamenta.
Tres bobinados separados 120° en el espacio, alimentados con corrientes desfasadas 120° en el tiempo, crean un campo magnético que gira a velocidad constante. Ese campo induce corrientes en el rotor, que lo persigue sin llegar a alcanzarlo (el “deslizamiento”). Es el motor más usado de la industria. El principio de la fuerza sobre una corriente está en el simulador de motor eléctrico.

​
Temas relacionados

Potencia en alterna

Activa, reactiva y factor de potencia.

Corriente alterna y fasores

Fasores e impedancias.

Motor eléctrico

Fuerza sobre una espira.
Última modificación el 12 de octubre de 2026