O sarcină trifazată este o reuniune de 3 sarcini monofazate, respectiv 3 impedanţe. Fiecare dintre aceste impedanţe reprezintă sarcina pe fază. Dacă cele 3 impedanţe sunt egale, avem de a face cu o sarcină echilibrată; în caz contrar, va fi o sarcină dezechilibrată. Sarcinile dezechilibrate se vor analiza în secţiunea Sarcini dezechilibrate.
Figura 1 - Sarcini monofazate
Sarcină echilibrată
Una din posibilităţile de conectare a celor 3 impedanţe, este de a conecta fiecare sarcină pe fază la câte o fază a sursei, aşa cum se vede în Figura 2. Acest tip de conectare se numeşte conexiune stea.
Figura 2 - Sarcină trifazată conectată în stea
Aplicând Teorema a II-a a lui Kirchhoff pe oricare din ochiurile ce conţin o fază a sursei, o fază a sarcinii şi conductorul de nul, se poate vedea că fiecărei sarcini de fază (fiecărei impedanţe de sarcină) i se aplică tensiunea , care este chiar tensiunea de fază a sursei Uf (tensiunea dintre fază şi nul).
Sarcină conectată în stea: = Uf
Amplitudinile complexe (şi valorile eficace) ale curenţilor care circulă prin sarcină sunt:
În expresiile de mai sus, pentru simplificarea scrierii, s-a considerat că faza iniţială a tensiunii este zero.
Ceea ce rezultă, este o reuniune a 3 curenţi, de aceeaşi amplitudine şi defazaţi între ei cu , constituind deci un sistem trifazat echilibrat de curenţi. În consecinţă, curentul care va circula prin conductorul de nul este zero, deoarece, aplicând Teorema I a lui Kirchhoff în oricare din cele două noduri ale circuitului, rezultă:
Diagrama fazorială a curenţilor şi tensiunilor aferente unei sarcini echilibrate conectate în stea, este reprezentată în Figura 3.
Figura 3 - Diagrama fazorială a tensiunilor şi curenţilor aferente unei sarcini echilibrate conectate în stea
În această situaţie, a unei sarcini echilibrate, se poate renunţa la conductorul de nul, rămânând valabilă egalitatea dintre tensiunea aplicată fiecărei faze a sarcinii şi tensiunea de fază a sursei.
În cazul conexiunii în stea, curenţii pe liniile de transmisie, , (curenţii între generator şi sarcină) sunt egali cu curenţii din fazele sarcinii, , (curentul ce parcurge fiecare din impedanţele de sarcină).
Sarcină conectată în stea