امروزه برای همه مشخص شده است که زندگی بدون برق امکان‌پذیر نیست. از زمانی که برق را اختراع کرده‌اند، زندگی انسان‌ها کاملا متحول است. برق نوعی انرژی است که از حرکت الکترون‌ها بین دو نقطه، زمانی که اختلاف پتانسیل بین آن‌ها وجود دارد، تشکیل می‌شود و جریانی را شکل می‌دهد که به‌عنوان جریان الکتریکی شناخته می‌شود.
تحقیقات زیادی تا اواخر قرن نوزدهم و تا زمانی که مهندسان قادر به استفاده از برق در مناطق صنعتی و مسکونی شدند، ادامه یافت. پیشرفت سریع در تکنولوژی الکتریکی، صنعت و جامعه را دگرگون ساخت. کاربرد گسترده الکتریسیته سبب شد که در حوزه‌های زیادی از آن استفاده شود، مانند حمل‌ونقل، گرمایش، روشنایی، مخابرات و محاسبات. اکنون الکتریسیته پایه‌های جامعه صنعتی مدرن را تشکیل می‌دهد.
اما وقتی صحبت از برق می‌شود، احتمالا بارها لغات تک فاز و سه فاز را شنیده‌اید. در این مقاله این دو را توضیح خواهیم داد. پس همراهمان بمانید.
برق تک فاز و سه فاز چیست؟
در مهندسی برق، برق تک فاز به‌معنای توزیع توان الکتریکی جریان متناوب با استفاده از سیستمی است که در آن تمامی ولتاژ‌های منابع تغذیه به شکل هماهنگ متفاوت است. توزیع تک فاز زمانی استفاده می‌شود که بارها عمدتا روشنایی و گرمایشی بوده و تعداد موتور الکتریکی کم است.
منبع تغذیه برق متصل به موتور الکتریکی جریان متناوب، میدان مغناطیسی چرخشی تولید نمی‌کند. موتور‌های تک فاز برای راه‌اندازی به مدار‌های اضافی نیاز دارند و چنین موتور‌هایی با توان بالای ۱۰ کیلووات غیرمعمول هستند. از آن‌جایی که ولتاژ یک سیستم تک فاز دو بار در هر سیکل به یک مقدار به اوج می‌رسد، توان لحظه‌ای ثابت نیست. این نوع برق ممکن است مستقیما از یک ترانسفورماتور توزیع سه فاز به دو طریق تغذیه شود، یعنی با اتصال بین یک فاز و نول یا با اتصال بین دو فاز.
اولین سیستم برق کامل جریان متناو (AC)، بر اساس جریان متناوب تک فاز، توسط ویلیام استنلی و وستینگهاوس در سال ۱۸۸۶ ایجاد شد. بااین‌حال، سیستم‌های پرقدرت، صد‌ها کیلووات آمپر یا بزرگ‌تر، تقریبا همیشه سه فاز هستند. برق سه فاز نوعی رایج از جریان متناوب است که در تولید، انتقال و توزیع برق استفاده می‌شود. این سیستم چند فازی است، از ۳ یا ۴ سیم شامل یک سیم برگشتی خنثی اختیاری استفاده می‌کند و رایج‌ترین روشی است که توسط شبکه‌های الکتریکی در سراسر جهان برای انتقال نیرو استفاده می‌شود.
برق سه فاز در دهه ۱۸۸۰ توسط چندین نفر توسعه یافت. در آن، ولتاژ هر سیم ۱۲۰ درجه تغییر فاز نسبت به هر یک از سیم‌های دیگر دارند. از آن‌جایی که این سیستم از نوع AC است، این امکان را فراهم می‌کند که ولتاژ‌ها به‌راحتی با استفاده از ترانسفورماتور‌ها برای انتقال افزایش یابند و برای توزیع، پایین آورده شوند.
تفاوت برق تک فاز و سه فاز از نظر هزینه و کاربرد آن‌ها
یک مدار سه فاز سه سیمه معمولا مقرون‌به‌صرفه‌تر از یک مدار تک فاز دوسیمه در همان ولتاژ است، زیرا از مواد رسانای کمتری برای انتقال مقدار معینی از توان الکتریکی استفاده می‌کند. برق سه فاز عمدتا به‌طور مستقیم برای تغذیه موتور‌های القایی بزرگ، سایر موتور‌های الکتریکی و دیگر بار‌های سنگین استفاده می‌شود. بار‌های کوچک اغلب فقط از یک مدار تک فاز دوسیمه استفاده می‌کنند که ممکن است از یک سیستم سه فاز مشتق شود.
در صنایع بزرگ، کارخانه‌ها و کارگا‌ه‌ها، موتورخانه‌ها، شوفاژ‌خانه، الکتروموتور‌ها، دستگاه‌های سنگین، آسانسور‌ها و بالابر‌ها از برق سه فاز استفاده می‌شود. در مقابل برق تک فاز برای مصارف مسکونی، شرکت‌ها و کسب‌وکار و کار‌های کوچک کاربرد دارد.
نظر به اینکه یک موتور تک فاز جریان بیشتری نسبت به موتور سه فاز معادل آن مصرف می‌کند، به‌همین علت در صنایع از برق سه فاز بیشتر استفاده می‌شود. برق تک فاز برای حرکت موتور‌های الکتریکی تا ۵ اسب بخار مناسب است. همچنین برای اینکه افراد بتوانند این موتور‍‌ها را راه‌اندازی کنند، به مدار‌های اضافی نیاز دارند. در برق تک فاز جریان برق به شکل پیاپی در حال قطع و وصل است. به‌همین علت در مکان‌هایی که قطع برق ممکن است مشکلات جانی و مالی زیادی را به‌وجود آورد، مانند بیمارستان‌ها، برای برق اضطراری خود از دستگاه‌های یوپی‌اس سه فاز استفاده می‌کنند.
سخن نهایی
با توضیحاتی که در بالا دادیم، متوجه شدید که فرق بین تک فاز و سه فاز چیست. در کل می‌توان گفت برق سه فاز به‌وسیله کارخانه‌های برق تولید می‌شود و نقش بسیار مهمی در برق صنعتی دارد. در مقابل، برق تک فاز که از برق سه فاز مشتق می‌شود در بناهای مسکونی و وسایل برقی مصرفی در منزل کاربرد دارد.
دیدگاهتان را بنویسید