Πώς να συνδέσετε λαμπτήρες σε σειρά και παράλληλα
Καθημερινά χρησιμοποιούμε πηγές φωτός. Οι λαμπτήρες στις πηγές συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα. Κάθε μέθοδος έχει τα δικά της χαρακτηριστικά και είναι αποτελεσματική σε συγκεκριμένες καταστάσεις.
Είναι δυνατή η παράλληλη σύνδεση των λαμπτήρων
Αυτός ο τύπος σύνδεσης είναι ο πιο αποτελεσματικός. Ο λαμπτήρας συνδέεται με τη φάση και το μηδέν. Όταν συνδέετε δύο ή περισσότερους λαμπτήρες, τα καλώδια τροφοδοσίας τάσης μπορούν να συστραφούν.
Αλλά πιο συχνά όλα τα φορτία συνδέονται σε ένα κοινό καλώδιο. Η παράλληλη σύνδεση μπορεί να είναι δοκός ή στέλεχος. Στην πρώτη επιλογή, ένα ξεχωριστό καλώδιο συνδέεται σε κάθε λαμπτήρα. Στη δεύτερη, η φάση και το μηδέν τροφοδοτούνται στην πρώτη πηγή φωτός, οι υπόλοιπες συσκευές τροφοδοτούνται εν μέρει.
Όταν χρησιμοποιείτε λαμπτήρες αλογόνου με μετασχηματιστή, πρέπει να θυμόμαστε ότι συνδέονται με τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετατροπέα χρησιμοποιώντας μπλοκ ακροδεκτών.
Η παράλληλη σύνδεση μπορεί κάπως να εξομαλύνει τις ελλείψεις του εξοπλισμού φωτισμού, να μειώσει το τρεμόπαιγμα των λαμπτήρων φθορισμού. Ένας πυκνωτής προστίθεται στο κύκλωμα για να μετατοπίσει τη φάση όλων των στοιχείων του κυκλώματος.
Κανόνες σύνδεσης λαμπτήρων
Κατά τη σύνδεση των λαμπτήρων, πρέπει να ακολουθείτε τους κανόνες. Εξετάστε τις σειριακές και παράλληλες συνδέσεις.
Ακολουθητικός
Μια σειριακή σύνδεση περιλαμβάνει τη σύνδεση σε ένα δίκτυο 220 V έτσι ώστε το ίδιο ρεύμα να ρέει μέσω όλων των στοιχείων του κυκλώματος. Στην περίπτωση αυτή, η κατανομή των πτώσεων τάσης είναι ανάλογη με τις εσωτερικές αντιστάσεις των φορτίων. Η ισχύς κατανέμεται επίσης αναλογικά.
Όταν χρησιμοποιείτε σύνδεση σε σειρά με κοινό διακόπτη, τα φωτιστικά δεν καίγονται σε πλήρη ισχύ. Όταν συνδέετε λαμπτήρες διαφορετικών δυνάμεων, μια συσκευή με υψηλότερη αντίσταση θα έχει φωτεινότερη λάμψη.
Το διάγραμμα μιας τυπικής σειριακής σύνδεσης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Παράλληλο
Διακρίνεται από την παροχή πλήρους τάσης δικτύου σε κάθε λαμπτήρα. Το ρεύμα θα είναι διαφορετικό, ανάλογα με την αντίσταση της συσκευής.
Οι αγωγοί φέρονται στις υποδοχές των λαμπτήρων με τον ίδιο τρόπο, μερικές φορές σύμφωνα με την αρχή του διαύλου, όταν όλα τα φορτία συνδέονται σε μια κοινή γραμμή.
Μπορείτε να συνδέσετε τόσες λάμπες σε μία παροχή. Ο διακόπτης λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως στη σύνδεση σε σειρά.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της παράλληλης σύνδεσης
Πλεονεκτήματα:
- Εάν ένα στοιχείο αποτύχει, τα υπόλοιπα θα συνεχίσουν να λειτουργούν.
- το κύκλωμα δίνει το πιο λαμπρό δυνατό φως, αφού εφαρμόζεται πλήρης τάση σε κάθε συσκευή.
- Όσα καλώδια θέλετε μπορούν να ληφθούν από έναν λαμπτήρα για τη σύνδεση πρόσθετων φορτίων (θα απαιτηθεί ένα μηδέν και ένας συγκεκριμένος αριθμός φάσεων).
- κατάλληλο για ηλεκτρικές συσκευές εξοικονόμησης ενέργειας.
Πρακτικά δεν υπάρχουν μειονεκτήματα, εκτός από μεγάλο αριθμό αγωγών σε ένα εκτεταμένο σύστημα με πολλούς λαμπτήρες.
Εφαρμογή
Στην καθημερινή ζωή, μια παράλληλη σύνδεση είναι πολύ συνηθισμένη. Για παράδειγμα, γιρλάντες χριστουγεννιάτικων δέντρων, όπου όλοι οι λαμπτήρες έχουν τη μέγιστη φωτεινότητα της λάμψης.
Με τη σύνδεση, μπορείτε να δημιουργήσετε εσωτερικό φωτισμό οποιουδήποτε μήκους. Η αντικατάσταση ενός καμένου στοιχείου είναι εύκολη. Δύο φωτιστικά 60W μπορούν να αντικατασταθούν με μία λάμπα 10W χωρίς συμβιβασμούς στην απόδοση φωτισμού. Αυτή η ιδιότητα του κυκλώματος χρησιμοποιείται από έμπειρους ηλεκτρολόγους για την αναγνώριση της φάσης σε τριφασικά δίκτυα.
Οι λαμπτήρες αλογόνου και οι συσκευές πυρακτώσεως όχι μόνο δίνουν μια φωτεινή λάμψη, αλλά θερμαίνουν το περιβάλλον. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται συχνά σε γκαράζ, υπόστεγα ή εργαστήρια για θέρμανση χώρων. Για να το κάνετε αυτό, συνδέστε τις συσκευές στο δίκτυο, τοποθετώντας τις σε ένα μεταλλικό μπλοκ. Ο σχεδιασμός θερμαίνει έως και 60 βαθμούς και διατηρεί μια άνετη θερμοκρασία στο δωμάτιο. Ωστόσο, η υψηλή ισχύς οδηγεί σε συχνή καύση των λαμπτήρων.
Σχετικό βίντεο: ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΣΕΙΡΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ
Η παράλληλη σύνδεση χρησιμοποιείται σε φώτα ταινίας, πολυελαίους, φωτισμό δρόμου. Ταυτόχρονα, κάθε λάμπα μπορεί να ελεγχθεί ξεχωριστά, γεγονός που αυξάνει την ευκολία χρήσης ενός κοινού δικτύου. Είναι απαραίτητο μόνο να τοποθετήσετε τον απαιτούμενο αριθμό διακοπτών στο σύστημα.
Σε σπίτια και διαμερίσματα, όχι μόνο συσκευές φωτισμού, αλλά και διάφορος εξοπλισμός συνδέονται παράλληλα στο δίκτυο.
Κατά τη δημιουργία φωτιστικών με στοιχεία LED, χρησιμοποιείται συχνά μια μικτή σύνδεση με βάση ένα κύκλωμα σειριακού φορτίου, ακολουθούμενη από την παράλληλη σύνδεσή της με την ίδια αλυσίδα.
Σας συμβουλεύουμε να κοιτάξετε: Πώς να καταλάβετε εάν πρέπει να συνδέσετε λαμπτήρες ή φορτία σε σειρά ή παράλληλα
Ένα παράδειγμα υπολογισμού της σύνδεσης λαμπτήρων διαφορετικής ισχύος
Για να κατανοήσουμε τις διαφορές, αρκεί να γνωρίζουμε τον νόμο του Ohm και άλλους απλούς ηλεκτρικούς νόμους.
Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως για τάση 220 βολτ. Σε συχνότητα 50 Hz, είναι μια καθαρά ενεργή αντίσταση, επομένως είναι πιο βολικό να αντιμετωπίζετε αρχικά προβλήματα με αυτήν. Εάν ο λαμπτήρας έχει ισχύ 100 watt, τότε όταν συνδεθεί στο δίκτυο, το ρεύμα θα ρέει μέσω αυτού I=P/U=100 watt/220 volt=0,5 A (περίπου αρκετά για συλλογισμό). Θα ρίξει την πλήρη τάση του δικτύου 220 βολτ. Μπορείτε να υπολογίσετε την αντίσταση ενός νήματος: R \u003d U / I \u003d 220 βολτ / 0,5 αμπέρ \u003d 400 ohms (κατά προσέγγιση).
Εάν συνδέσετε μια δεύτερη παρόμοια λάμπα παράλληλα με την πρώτη, τότε είναι προφανές ότι ολόκληρη η τάση δικτύου θα εφαρμοστεί σε κάθε λάμπα. Το εικονίδιο του ρεύματος που καταναλώνεται θα διακλαδωθεί σε δύο ροές και ένα ρεύμα θα ρέει μέσα από κάθε λαμπτήρα I=U/R=220 volts/400 ohms=0,5 amp. Το ρεύμα που καταναλώνεται θα είναι ίσο με το άθροισμα δύο ρευμάτων (όπως λέει ο πρώτος νόμος του Kirchhoff) και θα είναι 1 Α. Ως αποτέλεσμα, και οι δύο λαμπτήρες θα είναι υπό πλήρη τάση δικτύου, το ονομαστικό ρεύμα θα ρέει μέσω αυτών και η συνολική φωτεινή η ροή θα είναι ίση με το διπλάσιο της ροής ενός λαμπτήρα.
Εάν δύο πανομοιότυπες λάμπες συνδέονται σε σειρά, τότε η τάση του δικτύου θα διαιρεθεί μεταξύ τους και περίπου 110 βολτ θα πέσουν σε καθένα.Η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι Rtot=400+400=800 Ohm, και το ρεύμα μέσω κάθε λαμπτήρα (όταν συνδέεται σε σειρά, είναι το ίδιο για κάθε στοιχείο) θα είναι Λαμπτήρες \u003d U / Rtotal \u003d 220 volt / 800 Ohms \u003d 0,25 A. Το αποτέλεσμα είναι:
- μόνο το ήμισυ της τάσης του δικτύου πέφτει σε κάθε λάμπα.
- Ένα ρεύμα ρέει μέσα από κάθε λαμπτήρα, μειωμένο από το ονομαστικό κατά 2 φορές.
Για να υπολογίσετε τη φωτεινή ροή των λαμπτήρων πυρακτώσεως για αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον νόμο Joule-Lenz. Η λάμψη των λαμπτήρων πυρακτώσεως πραγματοποιείται με θέρμανση του νήματος. Για ένα χρονικό διάστημα t, το νήμα θα απελευθερώσει την ποσότητα της θερμότητας Q=I2*R*t=U*I*t. Το ρεύμα θα μειωθεί στο μισό, η τάση σε μια λάμπα θα μειωθεί επίσης στο μισό. Έτσι μπορούμε να περιμένουμε μείωση της φωτεινής ροής μέσα 2*2=4 φορές. Για δύο λαμπτήρες, η ροή θα μειωθεί κατά το ήμισυ σε σχέση με έναν λαμπτήρα στην ονομαστική λειτουργία. Δηλαδή, όταν συνδέονται σε σειρά, δύο λαμπτήρες θα λάμπουν περίπου δύο φορές πιο αμυδρό από έναν.
Το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας λαμπτήρες με τάση λειτουργίας δύο φορές χαμηλότερη από την τάση δικτύου.. Εάν χρησιμοποιείτε πηγές φωτός διακοσίων βατ για τάση 127 βολτ, τότε τα 220 βολτ θα διαιρεθούν στο μισό και κάθε λυχνία θα λειτουργεί σε ονομαστική λειτουργία, η φωτεινή ροή θα διπλασιαστεί σε σύγκριση με έναν λαμπτήρα της ίδιας ισχύος. Αλλά αυτό δεν απαλλαγεί από το κύριο μειονέκτημα ενός τέτοιου σχήματος - εάν μια συσκευή φωτισμού αποτύχει, το κύκλωμα διακόπτεται και η δεύτερη λάμπα σταματά επίσης να λάμπει.
Όλα τα παραπάνω ισχύουν για λαμπτήρες ίδιας ισχύος. Εάν η ισχύς των εξαρτημάτων είναι αισθητά διαφορετική, τότε εμφανίζονται τα ακόλουθα αποτελέσματα στα κυκλώματα. Αφήστε μια λάμπα 220 volt να έχει ισχύ 70 watt, η άλλη 140.
Στη συνέχεια το ονομαστικό ρεύμα του πρώτου I1=P/U=70/220=0,3 αμπέρ (στρογγυλεμένο), το δεύτερο - I2=140/220=0,7 amp. Αντίσταση νήματος λιγότερο ισχυρού λαμπτήρα R1=U/I=220/0,3=700 ohm, δεύτερο - R2=220/0,7=300 ohm.
Ένας λαμπτήρας με μεγαλύτερη ισχύ αντιστοιχεί σε χαμηλότερη αντίσταση νήματος.
Όταν συνδεθεί παράλληλα, η τάση και στις δύο συσκευές θα είναι ίση, κάθε λάμπα θα έχει το δικό της ρεύμα. Η συνολική κατανάλωση ρεύματος είναι ίση με το άθροισμα δύο ρευμάτων Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 ampere. Κάθε λαμπτήρας λειτουργεί σε ονομαστική λειτουργία και καταναλώνει το δικό του ρεύμα.
Όταν συνδέεται σε σειρά, το ρεύμα θα περιοριστεί από την αντίσταση Rtot=300+700=1000 Ohm και θα είναι ίσοι I=U/R=220/1000=0,2 A. Η τάση θα κατανεμηθεί ανάλογα με την αντίσταση του νήματος (ισχύς). Σε μια λάμπα 140 watt, θα είναι το 1/3 των 220 βολτ - περίπου 70 βολτ. Σε λαμπτήρα χαμηλής ισχύος - 2/3 των 220 βολτ. Δηλαδή περίπου 140 βολτ. Και οι δύο λαμπτήρες θα λάμπουν με μικρή διάρκεια λόγω μείωσης της τάσης και του ρεύματος, αλλά η λειτουργία για αυτούς θα είναι ελαφριά. Ένα άλλο πράγμα είναι εάν οι λαμπτήρες χρησιμοποιούνται στη μισή τάση του δικτύου. Σε μια λάμπα χαμηλότερης ισχύος, η τάση θα είναι υψηλότερη από την επιτρεπόμενη και η διαφορά θα είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά ισχύος. Μια τέτοια λάμπα σύντομα θα είναι εκτός λειτουργίας. Και αυτό είναι ένα άλλο μειονέκτημα της διαδοχικής συμπερίληψης λαμπτήρων. Επομένως, μια τέτοια σύνδεση χρησιμοποιείται σπάνια στην πράξη. Εξαίρεση αποτελεί η σειριακή σύνδεση λαμπτήρων φθορισμού. Πιστεύεται ότι με αυτό το σχήμα λειτουργούν πιο σταθερά.
Συνοψίζοντας τις διαφορές μεταξύ παράλληλης σύνδεσης και σειριακής σύνδεσης:
- όταν συνδέονται παράλληλα, η τάση σε όλους τους καταναλωτές είναι ίδια, το ρεύμα κατανέμεται ανάλογα με την ισχύ των λαμπτήρων (αν η ισχύς είναι ίδια, τότε τα ρεύματα θα είναι ίσα), η συνολική κατανάλωση ρεύματος είναι ίση με το άθροισμα των ρευμάτων όλων των λαμπτήρων.
- όταν συνδεθεί σε σειρά, το ρεύμα μέσω όλων των λαμπτήρων θα είναι το ίδιο, καθορίζεται από τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος (και θα είναι μικρότερο από το ρεύμα του λαμπτήρα χαμηλότερης ισχύος), η τάση στους καταναλωτές θα κατανεμηθεί αναλογικά με την ισχύ των λαμπτήρων (αν είναι ίδια, τότε οι τάσεις θα είναι ίσες).
Χρησιμοποιώντας αυτές τις αρχές, μπορείτε να αναλύσετε τη λειτουργία οποιουδήποτε κυκλώματος.
Πώς να αποφύγετε τα λάθη
Είναι απαραίτητο να συνδέσετε ηλεκτρικές συσκευές στο δίκτυο σύμφωνα με τους κανόνες της ηλεκτρολογίας. Τα χαρακτηριστικά σύνδεσης δεν είναι προφανή και μπορεί να είναι ακατανόητα σε άτομα μακριά από το θέμα.
Είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη:
- Κάθε τύπος σύνδεσης έχει χαρακτηριστικά που σχετίζονται με το νόμο του Ohm. Σε μια σειριακή σύνδεση, το ρεύμα είναι ίσο σε όλα τα μέρη του κυκλώματος, ενώ η τάση εξαρτάται από την αντίσταση. Σε μια παράλληλη σύνδεση, η τάση αποδεικνύεται η ίδια και η συνολική ισχύς ρεύματος είναι το άθροισμα των τιμών των μεμονωμένων τμημάτων.
- Οποιοδήποτε κύκλωμα δεν πρέπει να υπερφορτώνεται, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ασταθή λειτουργία των συσκευών και ζημιά στους αγωγούς.
- Σε παράλληλη σύνδεση, η διατομή των καλωδίων πρέπει να αντιστοιχεί στο φορτίο που εφαρμόζεται, διαφορετικά η υπερθέρμανση των αγωγών είναι αναπόφευκτη, ακολουθούμενη από τήξη της περιέλιξης και βραχυκύκλωμα.
- Μια φάση παρέχεται στον διακόπτη, το μηδέν πηγαίνει στη συσκευή φωτισμού. Η μη τήρηση αυτού του κανόνα μπορεί να προκαλέσει ηλεκτροπληξία κατά την αντικατάσταση της λάμπας, καθώς η συσκευή ενεργοποιείται ακόμη και όταν είναι απενεργοποιημένη.
- Το κύριο καλώδιο από τη λάμπα συνδέεται σε μια κοινή επαφή. Εάν είναι συνδεδεμένο σε βρύση, θα λειτουργήσει μόνο μέρος του κυκλώματος.
- Πριν εγκαταστήσετε τον διακόπτη, είναι καλύτερο να σημειώσετε τα καλώδια εκ των προτέρων. Κατά την εγκατάσταση, θα είναι εύκολο να συνδέσετε τους αγωγούς με το ίδιο όνομα μεταξύ τους.
Η μη τήρηση των συστάσεων μπορεί να προκαλέσει ασταθή λειτουργία του εξοπλισμού φωτισμού, ταχεία εξάντληση των λαμπτήρων και να προκαλέσει σοβαρό τραυματισμό με κίνδυνο για τη ζωή.
