Jak połączyć żarówki szeregowo i równolegle?

Na co dzień korzystamy ze źródeł światła. Lampy w źródłach są połączone szeregowo lub równolegle. Każda metoda ma swoją własną charakterystykę i jest skuteczna w określonych sytuacjach.

Czy możliwe jest równoległe podłączenie żarówek?

Ten rodzaj połączenia jest najbardziej wydajny. Lampa jest podłączona do fazy i zera. Podłączając dwie lub więcej lamp, przewody zasilające mogą być skręcone.

Częściej jednak wszystkie obciążenia są podłączone do wspólnego kabla. Połączenie równoległe może być belką lub króćcem. W pierwszej opcji do każdej lampy podłączony jest osobny kabel. W drugim, faza i zero są doprowadzone do pierwszego źródła światła, pozostałe urządzenia są zasilane częściowo.

Podłączanie obciążeń do sieci.

W przypadku stosowania lamp halogenowych z transformatorem należy pamiętać, że są one połączone z uzwojeniem wtórnym konwertera za pomocą listew zaciskowych.

Połączenie równoległe może nieco wygładzić wady sprzętu oświetleniowego, zmniejszyć migotanie lamp fluorescencyjnych. Do obwodu dodawany jest kondensator, aby przesunąć fazę wszystkich elementów obwodu.

Zasady podłączania żarówek

Podłączając lampy, musisz przestrzegać zasad. Rozważ połączenia szeregowe i równoległe.

Sekwencyjny

Połączenie szeregowe polega na podłączeniu do sieci 220 V, dzięki czemu ten sam prąd przepływa przez wszystkie elementy obwodu. W tym przypadku rozkład spadków napięcia jest proporcjonalny do rezystancji wewnętrznych obciążeń. Moc jest również rozdzielana proporcjonalnie.

Przy zastosowaniu połączenia szeregowego ze wspólnym wyłącznikiem, oświetlacze nie będą się palić z pełną mocą. Podłączając lampy o różnych mocach, urządzenie o wyższej rezystancji będzie miało jaśniejszy blask.

Schemat standardowego połączenia szeregowego pokazano na poniższym rysunku.

Schemat połączeń szeregowych.

Równoległy

Wyróżnia się doprowadzeniem pełnego napięcia sieciowego do każdej lampy. Prąd będzie inny, w zależności od rezystancji urządzenia.

Schemat połączenia równoległego.

Przewody są doprowadzane do oprawek lamp w ten sam sposób, czasami według zasady magistrali, gdy wszystkie obciążenia są podłączone do wspólnej linii.

Do jednego źródła można podłączyć dowolną liczbę żarówek. Przełącznik działa tak samo jak w połączeniu szeregowym.

Plusy i minusy połączenia równoległego

Plusy:

• jeśli jeden element zawiedzie, reszta będzie nadal działać;
• obwód daje najjaśniejsze możliwe światło, ponieważ do każdego urządzenia przykładane jest pełne napięcie;
• z jednej lampy można pobrać dowolną liczbę przewodów, aby podłączyć dodatkowe obciążenia (wymagane będzie jedno zero i określona liczba faz);
• nadaje się do energooszczędnych urządzeń elektrycznych.

Schemat podłączenia lampy energooszczędnej do statecznika elektronicznego.

Praktycznie nie ma wad, z wyjątkiem dużej liczby przewodników w rozbudowanym systemie z wieloma lampami.

Aplikacja

W życiu codziennym bardzo powszechne jest połączenie równoległe. Na przykład girlandy choinkowe, w których wszystkie żarówki mają maksymalną jasność blasku.

Łącząc można stworzyć oświetlenie wnętrza o dowolnej długości. Wymiana spalonego elementu jest łatwa. Dwie oprawy 60W można zamienić na jedną lampę 10W bez uszczerbku dla wydajności oświetlenia. Ta właściwość obwodu jest wykorzystywana przez doświadczonych elektryków do identyfikacji fazy w sieciach trójfazowych.

Lampy halogenowe i urządzenia żarowe nie tylko dają jasny blask, ale ogrzewają otoczenie. Z tego powodu często wykorzystywane są w garażach, hangarach czy warsztatach do ogrzewania pomieszczeń. Aby to zrobić, podłącz urządzenia do sieci, umieszczając je w metalowym bloku. Konstrukcja nagrzewa do 60 stopni i utrzymuje komfortową temperaturę w pomieszczeniu. Jednak duża moc prowadzi do częstego przepalania się lamp.

Powiązane wideo: CO TO JEST POŁĄCZENIE SZEREGOWE I RÓWNOLEGŁE

Połączenie równoległe jest stosowane w lampach taśmowych, żyrandolach, oświetleniu ulicznym. Jednocześnie każdą lampą można sterować osobno, co zwiększa wygodę korzystania ze wspólnej sieci. Konieczne jest jedynie zamontowanie wymaganej liczby przełączników w systemie.

W domach i mieszkaniach do sieci podłączone są równolegle nie tylko urządzenia oświetleniowe, ale także różne urządzenia.

Podczas tworzenia opraw oświetleniowych z elementami LED często stosuje się połączenie mieszane oparte na obwodzie obciążenia szeregowego, a następnie jego równoległe połączenie z tym samym łańcuchem.

Radzimy spojrzeć: Jak zrozumieć, czy podłączyć lampy lub obciążenia szeregowo, czy równolegle?

Przykład obliczenia połączenia lamp o różnej mocy

Aby zrozumieć różnice, wystarczy znać prawo Ohma i inne proste prawa elektryczne.

Załóżmy, że istnieje żarówka na napięcie 220 woltów. Przy częstotliwości 50 Hz jest to opór czysto aktywny, więc wygodniej jest z nim radzić sobie z początkowymi problemami. Jeśli lampa ma moc 100 watów, to po podłączeniu do sieci popłynie przez nią prąd I=P/U=100 W/220 V=0,5 A (w przybliżeniu wystarcza do rozumowania). Obniży pełne napięcie sieci 220 woltów. Możesz obliczyć opór nici: R \u003d U / I \u003d 220 woltów / 0,5 ampera \u003d 400 omów (około).

Jeśli podłączysz drugą podobną żarówkę równolegle do pierwszej, oczywiste jest, że do każdej lampy zostanie przyłożone całe napięcie sieciowe. Zużyty prąd Ikona rozgałęzia się na dwa strumienie, a prąd popłynie przez każdą żarówkę I=U/R=220 woltów/400 omów=0,5 ampera. Zużyty prąd będzie równy sumie dwóch prądów (jak mówi pierwsze prawo Kirchhoffa) i wyniesie 1 A. W rezultacie obie lampy będą pod pełnym napięciem sieciowym, przepłynie przez nie prąd znamionowy, a całkowita moc świetlna strumień będzie równy dwukrotności strumienia jednej lampy.

Połączenie równoległe i szeregowe źródeł światła o jednakowej mocy.

Jeśli dwie identyczne lampy są połączone szeregowo, wówczas napięcie sieciowe zostanie między nie podzielone i na każdą spadnie około 110 woltów.Całkowita rezystancja obwodu będzie Rtot=400+400=800 Ohm, a prąd płynący przez każdą lampę (po połączeniu szeregowym jest taki sam dla każdego elementu) będzie Ilampy \u003d U / Rtotal \u003d 220 woltów / 800 omów \u003d 0,25 A. Wynik to:

• na każdej lampie spada tylko połowa napięcia sieciowego;
• Przez każdą lampę przepływa prąd, zmniejszony od wartości nominalnej 2 razy.

Aby oszacować strumień świetlny żarówek w tym przypadku, możesz użyć prawa Joule-Lenza. Blask żarówek odbywa się poprzez ogrzewanie żarnika. Przez czas t nić będzie uwalniać ilość ciepła Q=I²*R*t=U*I*t. Prąd zmniejszy się o połowę, napięcie na jednej lampie również zmniejszy się o połowę. Możemy więc spodziewać się spadku strumienia świetlnego w 2*2=4 razy. W przypadku dwóch lamp strumień zmniejszy się o połowę w stosunku do jednej lampy w trybie nominalnym. Oznacza to, że po połączeniu szeregowym dwie żarówki będą świecić około dwa razy słabiej niż jedna.

Problem można rozwiązać, stosując lampy o napięciu roboczym dwa razy niższym niż napięcie sieciowe.. Jeśli użyjesz dwustu watowych źródeł światła o napięciu 127 woltów, wówczas 220 woltów zostanie podzielonych na pół, a każda lampa będzie działać w trybie nominalnym, strumień świetlny podwoi się w porównaniu z jedną lampą o tej samej mocy. Ale to nie pozbywa się głównej wady takiego schematu - jeśli jedno urządzenie oświetleniowe ulegnie awarii, obwód zostanie przerwany, a druga lampa również przestanie świecić.

Wszystkie powyższe dotyczą lamp o tej samej mocy. Jeżeli moc opraw jest zauważalnie różna, to w obwodach występują następujące efekty. Niech jedna 220 woltowa lampa ma moc 70 watów, druga 140.

Następnie prąd znamionowy pierwszego I1=P/U=70/220=0,3 ampera (zaokrąglony), drugi - I2=140/220=0.7 amp. Odporność na żarnik słabszej lampy R1=U/I=220/0,3=700 omów, druga - R2=220/0,7=300 omów.

Lampa o większej mocy odpowiada niższej rezystancji żarnika.

Połączenie równoległe i szeregowe źródeł światła o różnej mocy.

Po połączeniu równoległym napięcie na obu urządzeniach będzie równe, każda lampa będzie miała swój własny prąd. Całkowity pobór prądu jest równy sumie dwóch prądów Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 amper. Każda lampa działa w trybie nominalnym i pobiera własny prąd.

Po połączeniu szeregowym prąd będzie ograniczony przez rezystancję Rtot=300+700=1000 Ohm i będą równe I=U/R=220/1000=0,2 A. Napięcie zostanie rozłożone proporcjonalnie do rezystancji nici (mocy). Na lampie 140 wat będzie to 1/3 220 woltów - około 70 woltów. Na lampie małej mocy - 2/3 220 woltów. To znaczy około 140 woltów. Obie lampy będą świecić przez krótki czas z powodu spadku napięcia i prądu, ale tryb dla nich będzie jasny. Inną rzeczą jest to, że lampy są używane przy połowie napięcia sieciowego. Na lampie o mniejszej mocy napięcie będzie wyższe niż dopuszczalne, a różnica będzie tym większa, im większa różnica mocy. Taka lampa wkrótce przestanie działać. I to jest kolejna wada sekwencyjnego włączania lamp. Dlatego takie połączenie jest rzadko stosowane w praktyce. Wyjątkiem jest połączenie szeregowe lamp fluorescencyjnych. Uważa się, że dzięki temu schematowi działają bardziej stabilnie.

Szeregowe połączenie świetlówek. Rozruszniki tutaj są również oceniane na 127 woltów.

Podsumowując różnice między połączeniem równoległym a połączeniem szeregowym:

• przy połączeniu równoległym napięcie na wszystkich odbiornikach jest takie samo, prąd rozkłada się proporcjonalnie do mocy lamp (jeśli moc jest taka sama, prądy będą równe), całkowity pobór prądu jest równy suma prądów wszystkich lamp;
• po połączeniu szeregowym prąd płynący przez wszystkie lampy będzie taki sam, jest określony przez całkowitą rezystancję obwodu (i będzie mniejszy niż prąd lampy o najniższej mocy), napięcie na odbiornikach zostanie rozłożone proporcjonalnie do mocy lamp (jeśli jest taka sama, napięcia będą równe).

Korzystając z tych zasad, możesz przeanalizować działanie dowolnego obwodu.

Jak uniknąć błędów

Konieczne jest podłączenie urządzeń elektrycznych do sieci zgodnie z zasadami elektrotechniki. Cechy połączenia nie są oczywiste i mogą być niezrozumiałe dla osób z dala od tematu.

Ważne jest, aby wziąć pod uwagę:

1. Każdy rodzaj połączenia ma cechy związane z prawem Ohma. W połączeniu szeregowym prąd jest równy we wszystkich częściach obwodu, a napięcie zależy od rezystancji. W połączeniu równoległym napięcie okazuje się takie samo, a całkowita siła prądu jest sumą wartości poszczególnych sekcji.
2. Żaden obwód nie powinien być przeciążony, może to prowadzić do niestabilnej pracy urządzeń i uszkodzenia przewodów.
3. W połączeniu równoległym przekrój przewodów musi odpowiadać przyłożonemu obciążeniu, w przeciwnym razie nieuniknione jest przegrzanie przewodów, a następnie stopienie uzwojenia i zwarcie.
4. Faza jest dostarczana do przełącznika, zero trafia do urządzenia oświetleniowego. Nieprzestrzeganie tej zasady może spowodować porażenie prądem podczas wymiany lampy, ponieważ urządzenie jest pod napięciem nawet wtedy, gdy jest wyłączone.
5. Główny przewód z lampy jest podłączony do wspólnego styku. Jeśli jest podłączony do kranu, będzie działać tylko część obwodu.
6. Przed zainstalowaniem przełącznika lepiej wcześniej oznaczyć przewody. Podczas instalacji łatwo będzie połączyć ze sobą przewody o tej samej nazwie.

Niezastosowanie się do zaleceń może spowodować niestabilną pracę sprzętu oświetleniowego, szybkie przepalenie lamp oraz poważne obrażenia z zagrożeniem życia.