برق تکفاز شامل دو رشته سیم است که یکی از آنها فاز 220 ولت متناوب و دیگری نول میباشد. در مقابل، برق سهفاز از چهار رشته سیم تشکیل شده که شامل سه سیم فاز 380 ولت متناوب و یک سیم نول است. فاز اول با رنگ قرمز، فاز دوم با رنگ زرد و فاز سوم با رنگ آبی مشخص میشود. یکی از ویژگیهای بارز برق سهفاز در مقایسه با برق تکفاز، این است که این نوع برق به صورت مداوم توان ثابتی را برای بارهای الکتریکی (مانند یک موتور سهفاز) تأمین مینماید. به عبارت دیگر، یکی از خصوصیات جالب برق سهفاز این است که حتی توان لحظهای آن (Instantaneous Power) نیز ثابت باقی میماند و با گذر زمان تغییر نمیکند. این در حالی است که در برق تکفاز، توان آن به مرور زمان دچار تغییر میشود. استفاده اصلی از دستگاههای برقی تک فاز در خانهها و استفاده از مدلهای سه فاز در صنایع است. این جریانات میتوانند از طریق انواع کابلها، از جمله کابل ارت، منتقل شوند. در ادامه با تامین برق همراه باشید تا اطلاعات بیشتری در مورد برق سه فاز و تک فاز به شما بدهیم.
برق سه فاز چیست؟
برق سه فاز (3phase) که به طور تخصصی به آن جریان متناوب سه فاز (AC) گفته میشود، عمدتاً برای تأمین انرژی الکتریکی ماشینآلات صنعتی و همچنین ساختمانهای تجاری و صنعتی که دارای موتورهای الکتریکی قدرتمند هستند، به کار میرود. امروزه به دلیل استفاده از آسانسور در ساختمانهای مسکونی، برق سه فاز در بسیاری از این ساختمانها مورد استفاده قرار میگیرد.
استفاده از برق سه فاز در صنایع توجیه مناسبی دارد، چرا که این نوع برق میتواند قدرت بیشتری را با کارایی بالاتر نسبت به برق تک فاز منتقل کند. برق تک فاز به عنوان یک نوع جریان الکتریکی، بیشتر در کاربردهای تجاری سبک و همچنین در مصارف خانگی نظیر روشنایی و دستگاههای کوچک مورد استفاده قرار میگیرد. در بخشهای بعدی این مقاله به بررسی دلایل این تفاوت و نکات کلیدی میان سیستمهای برق تک فاز و سه فاز خواهیم پرداخت.
در سیستم برق سه فاز، از سه رشته سیم با ولتاژ یکسان بهرهبرداری میشود که بین هر دو سیم، 120 درجه اختلاف فاز وجود دارد. این اختلاف فاز باعث ایجاد جریان الکتریکی به صورت مداوم میگردد. در این نوع برق، برای ایجاد اختلاف پتانسیل نیازی به استفاده از سیم نول نیست و این عمل به وسیله اختلاف فاز میان سیمها انجام میشود.
در سیستم برق سه فاز، برای ایجاد جریان، به جای ایجاد اختلاف ولتاژ میان فاز و نول (همانطور که در سیستم تکفاز مشاهده میشود)، از تفاوت فاز 120 درجهای بین هر یک از فازها بهرهبرداری میشود. به این ترتیب، نیازی به سیم نول نیست و جریان منتقل شده به مصرفکنندگان نیز مانند برق تکفاز دچار قطع و وصل مکرر نمیشود. به همین دلیل، برق سه فاز توان را به صورت ثابتتر و پیوستهتری به مصرفکنندگان ارائه میدهد. این اختلاف فاز میان سه فاز یکی از ویژگیهای متمایزکننده برق سه فاز از برق تکفاز است.
در حال حاضر، تمامی کارخانهها، مراکز صنعتی و کشاورزی از سیستم برق سه فاز بهره میبرند و حتی در مناطق مسکونی نیز به طور گسترده برای تأمین انرژی آسانسورها، سیستمهای تهویه مطبوع مرکزی و دستگاههای هوا ساز از این نوع برق استفاده میشود.
به کارگیری برق سه فاز موجب کاهش هزینههای انتقال انرژی، اندازه کابلها، هزینههای کابلکشی و همچنین بسیاری از هزینههای عملیاتی مرتبط با انتقال برق میگردد.
مزایای برق سه فاز
– استفاده از برق سه فاز به شما این امکان را میدهد که به سادگی کارهای سنگین را انجام دهید و در کاربردهای صنعتی و سنگین به کار گرفته میشود.
– زمانی که از برق سه فاز برای موتورهای بزرگ استفاده میشود، نیازی به خازن یا استارتر نیست، زیرا این نوع برق میتواند گشتاور لازم برای راهاندازی موتور را تأمین کند.
– انتقال و توزیع برق سه فاز نیاز به کابل کشی کمتری دارد و هزینه آن در شبکه نسبت به برق تکفاز کمتر است.
– برق سه فاز به طور مداوم قادر است توان ثابتی را به مصرفکنندگان ارائه دهد، در حالی که برق تکفاز به صورت مکرر قطع و وصل میشود. این ویژگی یکی از تفاوتهای کلیدی میان این دو نوع برق به شمار میرود.
برق تکفاز چیست؟
برق تک فاز رایجترین نوع جریان متناوب (AC) به شمار میآید. از آنجایی که وسایل خانگی نظیر تلویزیون، یخچال و دستگاههای موتوری مانند ماشین لباسشویی و آبمیوهگیری معمولاً موتورها با وزن و توان بالا ندارند و برای راهاندازی به انرژی کمی نیاز دارند، برق تک فاز گزینهای مناسب برای استفاده در خانه و تجهیزات خانگی محسوب میشود.
در سیستم برق تکفاز، تنها یک موج سینوسی جریان وجود دارد و اصطلاح AC یا جریان متناوب به نحوه تغییر ولتاژ بین دو قله مثبت و منفی در طول زمان اشاره دارد. در واقع، جریان متناوب به طور مکرر قطع و وصل میشود و برای ایجاد اختلاف پتانسیل در مصرفکنندهها، برق تکفاز به دو سیم نیاز دارد که یکی به عنوان فاز و دیگری به عنوان نول شناخته میشود.
ولتاژ استاندارد برای برق تکفاز که در بسیاری از کشورها به کار میرود، 230 ولت با فرکانس 50 هرتز است. این بدان معناست که در هر ثانیه، جریان به طور متناوب 100 بار قطع و وصل میشود. موتورهای الکتریکی تکفاز برای عملکرد صحیح به مدارهای اضافی احتیاج دارند، زیرا در موتورهای AC، برق تکفاز قادر به تولید میدان مغناطیسی چرخشی نیست. به همین دلیل، برای راهاندازی موتورهای تکفاز، استفاده از استارتر یا خازن برای شروع کار موتور ضروری است.
تفاوت اصلی برق تک فاز و سه فاز
یکی از نکات قابل توجه در مقایسه برق تک فاز و سه فاز این است که سیستم سه فاز دارای منبعی با سه پایه است که ولتاژ بین هر دو پایانه آن برابر میباشد. همچنین، در این سیستم، مقدار لحظهای ولتاژ در یک فاز به صفر میرسد، در حالی که در دو فاز دیگر، این مقدار برابر با نصف دامنه حداکثری است. به این معناست که توان لحظهای هرگز به صفر نمیرسد و ثابت نمیماند. در سیستم برق تک فاز، ولتاژ به طور مداوم ثابت است و توان لحظهای نیز تغییر نمیکند. تفاوت دیگری که وجود دارد این است که در یک مدار AC تک فاز، دو سیم وجود دارد، در حالی که در سیستم برق سه فاز، معمولاً سه یا چهار سیم به کار میرود. عملکرد آن در سیستم تک فاز به سادگی انجام میشود و تا 5 اسب بخار بهینهترین کارایی را ارائه میدهد. به طور کلی، میتوان بیان کرد که بین برق تک فاز و سه فاز تفاوتهای زیادی وجود دارد.
کلام آخر
برق تک فاز، انتخابی ایدهآل برای تجهیزات خانگی معمول مانند تلویزیون، یخچال و پنکه است. در مقابل، برق سه فاز، بیشتر در صنایع و برای تجهیزات سنگین مورد استفاده قرار میگیرد. این تفاوت در کاربرد، اصلیترین تمایز بین برق تک فاز و سه فاز است.