Em uma ligação estrela, se uma fase for desconectada, o neutro idealmente apresenta:
A) Tensão igual à de linha.
B) Corrente nula.
C) Corrente aumentada.
D) Tensão triplicada.
E) Corrente igual à soma das outras fases.
A) Tensão igual à de linha.
B) Corrente nula.
C) Corrente aumentada.
D) Tensão triplicada.
E) Corrente igual à soma das outras fases.
Passo 1
Enunciado: Em uma ligação estrela, se uma fase for desconectada, o neutro idealmente apresenta qual das alternativas abaixo?
A) Tensão igual à de linha.
B) Corrente nula.
C) Corrente aumentada.
D) Tensão triplicada.
E) Corrente igual à soma das outras fases.
A) Tensão igual à de linha.
B) Corrente nula.
C) Corrente aumentada.
D) Tensão triplicada.
E) Corrente igual à soma das outras fases.
Informações dadas: uma ligação em estrela (Y) com três fases e neutro; uma fase foi desconectada (ou seja, a corrente dessa fase passa a ser zero). O que ocorre com a corrente no neutro (ou com a tensão no neutro, conforme as alternativas)?
Passo 2
Definição de sinais e a ideia-chave que vamos usar. Vamos chamar as correntes de fase de
e a corrente no neutro de
. Em qualquer nó elétrico (como o ponto de conexão das três fases com o neutro) vale a Lei das Correntes de Kirchhoff (KCL): a soma algébrica das correntes que entram/saem do nó é zero. Escrevendo isso para o nó do neutro temos:
Explanação didática: a KCL diz que não pode “acumular” carga num ponto no regime estacionário — tudo que entra tem que sair. Aqui consideramos as correntes das três fases e a corrente que vai pelo fio do neutro.
Passo 3
Isolando
na equação da KCL obtemos a relação direta entre a corrente do neutro e as correntes de fase:
Interpretação:
é (menos) a soma das correntes de fase. Em circuito de corrente alternada essas correntes são fasores (vetores no plano complexo): portanto a soma é uma soma vetorial (soma fasorial), não uma soma simplesmente aritmética de magnitudes. Mas a fórmula acima vale sempre, respeitando sinais/fases.
Passo 4
Aplicando ao caso pedido: “uma fase desconectada” significa, por exemplo, que a fase
ficou aberta e portanto
Substituindo em
obtemos
Conclusão imediata: a corrente no neutro é igual (com sinal invertido, dependendo da convenção) à soma das correntes das outras duas fases. Isso é exatamente a alternativa que diz que o neutro apresenta corrente igual à soma das outras fases.
Passo 5
Para ficar bem concreto (e ver que a soma é fasorial): suponha que as correntes das duas fases restantes têm a mesma magnitude
e ângulos
e
(distribuição trifásica típica). Escrevemos
Somando em forma retangular (componente real e imaginária):
Logo
(número real). Portanto
Interpretação desse exemplo: a corrente no neutro não é nula; ela é exatamente a soma fasorial das duas correntes remanescentes (no exemplo deu magnitude igual a
). Isso confirma a relação do Passo 4.
Passo 6
Por que as outras alternativas estão erradas (resumindo):
- A) “Tensão igual à de linha”: mistura conceitos de tensão de fase/linha; não é consequência direta de uma fase aberta.
- B) “Corrente nula”: seria verdade só se as correntes de fase somassem vetorialmente a zero (caso simétrico), mas com uma fase desconectada geralmente não é o caso.
- C) “Corrente aumentada”: pode ou não acontecer dependendo dos ângulos e magnitudes; não é uma afirmação geral.
- D) “Tensão triplicada”: incorreto — nenhuma razão física para o neutro ter tensão “triplicada”.
A afirmação geral correta e sempre válida (pela KCL) é a do Passo 4.
Resposta
E) Corrente igual à soma das outras fases.