A principal vantagem do sistema trifásico em relação ao monofásico é:
A) Menor custo de instalação.
B) Corrente contínua mais estável.
C) Possibilidade de gerar campo girante constante.
D) Tensão constante em cada fase.
E) Eliminação da defasagem de 120^{\circ}.
Passo 1
O enunciado pergunta: “A principal vantagem do sistema trifásico em relação ao monofásico é:” e apresenta cinco alternativas (A–E). Nosso objetivo é escolher a alternativa correta. Informações dadas explicitamente no enunciado: as alternativas listam possíveis vantagens (custo, corrente contínua mais estável, geração de campo girante, tensão constante em cada fase, eliminação da defasagem de (120^\circ)). Não há figura nem dados adicionais. Vou resolver identificando qual alternativa corresponde à vantagem fundamental do sistema trifásico.
Passo 2
Vamos definir o que é um sistema trifásico de forma simples e bem didática. Um sistema trifásico tem três tensões (ou correntes) alternadas do mesmo valor eficaz e mesma frequência, porém defasadas entre si de (120^\circ). Escrevemos matematicamente as tensões instantâneas assim:
v_a(t)=V_m\cos(\omega t),
v_b(t)=V_m\cos\bigl(\omega t - \tfrac{2\pi}{3}\bigr),
v_c(t)=V_m\cos\bigl(\omega t + \tfrac{2\pi}{3}\bigr),
onde V_m é a amplitude máxima, \omega é a pulsação (em rad/s) e o termo \pm \tfrac{2\pi}{3} corresponde a (\pm 120^\circ). Aqui cada variável significa: v_x(t) = tensão instantânea da fase x no instante t; V_m = amplitude máxima; \omega = frequência angular; os deslocamentos angulares são as defasagens entre fases.
Passo 3
Por que a defasagem de (120^\circ) existe e não é algo a ser “eliminado”? Essa defasagem é proposital — ela permite que, em três enrolamentos espacialmente dispostos (num motor, por exemplo) e alimentados por essas três tensões correntes defasadas, o efeito combinado seja um campo magnético que gira continuamente. Portanto a alternativa E ("Eliminação da defasagem de (120^\circ)") está incorreta: a defasagem de (120^\circ) é justamente a característica que possibilita a vantagem principal do trifásico.
Passo 4
Explicando o conceito de campo girante de forma concreta e simples: imagine três bobinas no estator de um motor, espaçadas espacialmente de (120^\circ). Cada bobina cria um vetor de campo magnético cuja magnitude é proporcional à corrente que passa por ela e cuja direção é a direção espacial da bobina. Se alimentarmos essas três bobinas com correntes trifásicas defasadas no tempo em (120^\circ), os vetores individuais somam-se de forma que o vetor resultante tem direção que muda no tempo — isto é, o campo resultante “gira” — e, no caso ideal e equilibrado, essa rotação é quase de magnitude constante. Isso permite o funcionamento direto de motores síncronos e assíncronos sem necessidade de comutadores mecânicos para produzir rotação.
Passo 5
Vou mostrar de maneira matemática, mas simples, como a soma das três contribuições produz um campo girante. Denotemos as correntes (proporcionais aos campos gerados) por:
i_a(t)=I_m\cos(\omega t),
i_b(t)=I_m\cos\bigl(\omega t - \tfrac{2\pi}{3}\bigr),
i_c(t)=I_m\cos\bigl(\omega t + \tfrac{2\pi}{3}\bigr).
Colocando as três bobinas em posições espaciais com vetores unitários
onde k é uma constante de proporcionalidade. Substituindo as expressões de i_a,i_b,i_c e usando identidades trigonométricas (p. ex. soma de cossenos defasados), obtém-se (após álgebra) uma forma do tipo
onde F_0 é uma magnitude constante. Isso mostra claramente que \mathbf{F}(t) tem magnitude constante F_0 e sua direção gira com velocidade angular \omega. Em palavras: a soma vetorial das três contribuições cria um campo que gira com velocidade constante e magnitude praticamente constante — o famoso “campo girante”.]
Passo 6
Por que isso é uma vantagem prática importante (colocando em termos de prova)? Porque com um campo girante constante você consegue:
Acionar motores de forma direta (motores trifásicos) sem dispositivos extras para produzir rotação.
Ter torque mais uniforme (menos vibração) porque o campo é contínuo.
Entregar potência elétrica de forma mais eficiente e com menor corrente por condutor (para mesma potência) em comparação com monofásico equilibrado — isso reduz perda I^2R nas linhas para a mesma potência útil. Essas vantagens técnicas explicam por que sistemas industriais usam trifásico.
Passo 7
Agora, rejeitamos as outras alternativas com justificativas curtas e claras:
A) “Menor custo de instalação.” — geralmente falso: para a mesma potência o custo por energia pode ser melhor, mas a instalação trifásica costuma ser mais complexa; a afirmação como “principal vantagem” é incorreta.
B) “Corrente contínua mais estável.” — falso: as correntes são alternadas (não contínuas) e a ideia de “corrente contínua mais estável” não faz sentido aqui.
D) “Tensão constante em cada fase.” — falso: cada fase tem tensão alternada (varia no tempo); não é constante.
E) “Eliminação da defasagem de (120^\circ).” — falso: a defasagem existe e é essencial, não é eliminada.
Passo 8
Conclusão didática: a vantagem que melhor descreve a propriedade essencial do trifásico é aquela que menciona a possibilidade de gerar um campo girante constante — porque é exatamente essa característica (três fios defasados (120^\circ) e três bobinas espaciais defasadas) que permite motores elétricos trifásicos simples, eficientes e com torque uniforme.
Resposta
C) Possibilidade de gerar campo girante constante.