W przewodzie neutralnym płynie prąd będący sumą wektorową (fazorową) prądów trzech faz, a nie ich sumą arytmetyczną. W układzie symetrycznym spełnione są dwa warunki: (1) wartości skuteczne prądów fazowych są równe, (2) są one przesunięte w fazie o 120°.
Dla danych z zadania można zapisać fazory:
- IL1 = 10∠0° A
- IL2 = 10∠−120° A
- IL3 = 10∠+120° A
Po rozłożeniu na składowe (np. w płaszczyźnie zespolonej) otrzymuje się, że składowe rzeczywiste i urojone sumują się do zera, więc:
IN = IL1 + IL2 + IL3 = 0 A
Dlatego poprawna odpowiedź to 0 A.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 10 A – to typowy błąd intuicyjny: zakłada się, że przewód neutralny "zawsze niesie taki sam prąd jak faza". W symetrii prądy znoszą się wektorowo.
- 20 A – sugeruje częściowe "dodanie" dwóch faz. Bez analizy faz (kierunków wektorów) taka wartość nie wynika z układu symetrycznego.
- 30 A – to suma arytmetyczna 10+10+10. Taka sytuacja mogłaby wystąpić tylko wtedy, gdyby prądy były zgodne w fazie, co przeczy warunkowi przesunięcia 120° w układzie trójfazowym symetrycznym.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pada "symetryczny" lub "120°", automatycznie myśl o sumie fazorów i o tym, że prąd w N dąży do zera (w praktyce: jest bliski 0 przy niewielkich odchyłkach obciążenia).
