Август 27, 2018
283 просмотров
Особенности двух вариантов подключения
Принцип подсоединения любой лампы подразумевает подключение к фазе одного из контактов, а другого – к нулю при соблюдении требования о параметрах напряжения в 220В.
Параллельный метод означает, что надо предусмотреть непременное подсоединение контактов именно таким способом. Это создает условия для прохождения через лампочку тока с показателями, зависящими от мощности источника света. Удобство подобного приема заключается в возможности со временем добавлять элементы в осветительную систему без опасности нанесения вреда уже работающим лампам.
Разделение напряжения в зависимости от мощности характерно для последовательного подсоединения. Элементы с более низкими показателями по данному параметру перегорают значительно быстрее, чем лампочки с высокой мощностью.
Заложенная конструктивная долговечность люминесцентных и светодиодных моделей делает абсолютно нецелесообразным их последовательное подключение.
Несколько примеров
Подключение контактов на N – ноль и фазу L необходимо для любой лампочки. Для этого пара проводов из розетки или коробки подходит к прибору. Способ параллельного подсоединения предусматривает образование схемы с несколькими источниками на общем нулевом и фазном проводе. Принципиальная схема с выключателем и тремя лампами накаливания представлена ниже.
Преимущество такой конструкции – подсоединение к сети нескольких потребителей без изменения параметров напряжения.
Параллельно соединенные лампочки
При таком способе обычно используется шлейфовое и лучевое подключение:
- Первый метод – это применение для каждого из источников света отдельного кабеля с тремя или двумя жилами.
- Во втором случае от щитка до первого элемента и дальше выполняется подсоединение «нейтрали» и «фазы». Исключение делается только для последнего прибора, который соединяется парой кабелей.
Более надежной считается лучевая схема. Но стоит учитывать потребность в значительном количестве кабеля и скопление проводов в одной точке. Особенность шлейфового варианта состоит в прекращении работы всех светильников в случае неполадок на каком-либо участке.
Сохранение работоспособности всех элементов при поломке одного источника света – главное достоинство параллельного лучевого соединения.
Особенности последовательного способа подсоединения
Используется в быту не очень часто по причине эксплуатационной специфики электроприборов, получающих питание от сети 220В.
Для данной методики характерно отсутствие разветвлений с подключением резисторов, при котором образуется неразрывная цепь. Суммарный показатель напряжения на всех имеющихся в подобной цепи элементах равен общему напряжению, которое приложено к электроцепи.
Самый элементарный пример – таким способом можно соединить для номинального напряжения 220В 22 осветительных низковольтных прибора с потреблением каждого из них 10В.
«Гирляндный» вариант, так обычно именуют подобную схему, при обрыве на одном участке приводит к полному отключению всей цепи.
Схемы возможного подключения и типы ламп
В отличие от процесса подсоединения обычных ламп накаливания работа с люминесцентными и галогенными источниками света имеет некоторые особенности, которые обязательно нужно знать и учитывать.
Безопасную эксплуатацию галогенных элементов позволит осуществить их запитывание пониженным напряжением. Само подключение светильников с применением клеммных колодок выполняется способом параллельного подсоединения к обмотке вторичного типа в 12В.
На компактный электронный трансформатор подается рабочее напряжение, а галогенки с относительно небольшой вольтностью после параллельного подключения устанавливаются в любом месте, в том числе и подвесных потолках.
Предлагаем ознакомиться с блок-схемой, в состав которой входят два трансформатора. Распределительная коробка подает на них стандартное напряжение. Коричневый цвет имеет фазный провод, а синий – нулевой. В разрыве расположен выключатель.
Стандартные устройства пускорегулирующей категории необходимы для устранения «эффекта мерцания» в люминесцентных лампах.
Происходящее благодаря такому способу снижение общей пульсации потока света достигается применением варианта параллельного подключения к сети с переменным напряжением нескольких светильников.
Примером может быть схема с прибором, имеющим расщепленную фазу. Параллельное подключение к сети переменного напряжения имеет две лампочки. Для каждой из них характерно наличие индуктивного балласта L1 и L2. Присоединение к о второму элементу дополнительного балластного конденсатора Сб приводит к образованию сдвига фазного тока на 600.
Происходит значительное уменьшение суммарной пульсации, а комбинация отстающей и опережающей схем позволяет добиться совпадения по фазе тока внешней цепи с напряжением. Таким образом улучшаются показатели коэффициента мощности.
- Правильно в квартире или доме сделать подключение лампочек можно, если строго выполнить следующие рекомендации:
- И наиболее ответственный момент – аккуратный и правильный монтаж лампочек.
Параллельное соединение
Для проведения 3-го занятия потребуются:
1.Устройство собранное в течении 2-го занятия.
2.Электрический патрон, подобный использованному ранее.
3.Отрезок кабеля ВВГ 2*1.5, длинною около 0,5 метра.
4.Электрическая лампочка.
Подсоединяем патрон к кабелю, вворачиваем лампочку — получаем в результате то же изделие, что и в конце 1-го занятия, за исключением отсутствующей эл. вилки.
Берем устройство, собранное в течении 2-го занятия — аккуратно срезаем изоляцию
на участке около 1см. провода, идущего на эл. патрон. Снимаем крышку с выключателя, что бы получить доступ к его электрическим клеммам.
Присоединяем второй патрон с лампочкой номер 2, как показано на рисунке ниже.
Таким образом, один конец оказывается присоединен с помощью скрутки к проводу идущему напрямую к лампочке номер 1.
Второй конец присоединяется к клемме выключателя вместе с другим проводом идущим на электрическую лампочку номер 1.
Изолируем место скрутки проводов, с помощью изоленты, закрываем крышку-корпус выключателя. Втыкаем эл.
вилку в розетку, нажимаем выключатель — обе лампочки горят. Такое соединение называется параллельным.
Эл. схема параллельного подключения выглядит вот так.
Особенностью такого соединения, является возможность, задействовать одновременно несколько
потребителей электроэнергии, рассчитаных на одно и то же напряжение. Эл. лампочек может быть не две, как в нашем примере, а гораздо больше.
На яркость свечения отдельно взятой лампы, увеличение их количества (до определенного предела) практически не влияет, напряжение эл. сети уменьшается незначительно.
Но потребление электроэнергии в сети возрастает с каждым, дополнительно подключенным приемником электроэнергии — растет сила тока, начинают греться провода. Что бы предотвратить возгорание изоляции, при превышении эл.
током определенного порога, срабатывает автоматический выключатель, и все гаснет.
В нашем быту, как правило, мы постоянно сталкиваемся именно с таким подключением эл. устройств. Различные
электроприборы, группы точечных, и других светильников — все это примеры параллельного соединения.
Можно сказать, что все электроприемники, например, в отдельно взятой квартире так или иначе, в итоге оказываются подключенными параллельно, к жилам вводного питающего кабеля.
В случае, если Вас, заинтересовала эта тема, с теоретической точки зрения, дополнительную интересующую информацию, легко почерпнуть в любом учебнике по электротехнике. Параллельное и последовательное соединение, подробно описано там с позиции законов Кирхгофа и Ома, со всеми формулами и выкладками. Несколько упрощенный вариант этой темы вы можете посмотреть здесь
Перейти к 4-му занятию
Необязательное лирическое дополнение
В моем детстве (конец 70-х), огромной популярностью пользовались, самодельные цветомузыкальные установки. Радиолюбители собирали свои электронные схемы, как правило, используя в выходных каскадах тиристоры ку202н. Это позволяло, применять в качестве источника света, самые обычные лампочки 220-240 вольт.
Их покрывали разноцветными лаками, устанавливали в рассеивающие экраны, автомобильные фары — очень ярко и очень красиво. К тому времени, у меня не было, ни достаточных познаний в радиоэлектронике, ни тиристоров, ни магнитофона.
Была ламповая радиола Кантата-203, большое количество лампочек от карманного фонаря(2,5 вольт) и огромное желание что-нибудь сделать.
Опытным путем было определено — маленькая лампочка подсоединенная к выходу динамика начинала моргать в такт музыке, чем громче, тем ярче. Лампочка маленькая — света, соответственно, тоже мало. Что же делать? Тут и пришло на помощь параллельное соединение.
Паять к тому времени, я уже немного умел (научили на уроках «труда»),взял два достаточно длинных проводка, да и припаял с десяток лампочек. Один проводок к цокольным контактам, второй к боковым. Подключил к «Кантате», влупил громкость на полную — красота! Половину лампочек покрасил зелеными чернилами, половину красными.
Прилепил это все пластилином к большой стекляшке от старой люстры, найденной на помойке — настоящая получилась вещь!
Большее количество лампочек добавлять не стал (а хотелось!) — яркость начинала падать, звук в динамиках — хрипеть. Даже у Советских ламповых радиол, запас мощности был ограничен.
Соединял я в дальнейшем параллельно и динамики, радиола выдержала, но кассетный магнитофон «Электроника» моего друга, таких издевательств не вынес — сдох. Но точечные светильники и силовая сеть 220 вольт, это совсем другое дело.
Можно брать их хоть четыре(светильников), хоть шесть — да и подключать, к двум проводам, торчащим из потолка (где был старый светильник), самое главное делать это очень надежно.
Как подключить надежно, Вы можете посмотреть на странице»Контакты и соединения» В начало.
Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».
Последовательное и параллельное соединение лампочек: схемы и примеры
Нет ничего проще для электрика, чем подключить светильник.
Но если приходится собирать люстру или бра с несколькими плафонами, часто возникает вопрос: «Как лучше соединить?» Чтобы понять, чем отличается последовательное и параллельное соединение лампочек – вспомним курс физики за 8 класс. Давайте заранее договоримся, что будем рассматривать как пример освещение в сетях 220 V AC, эта информация справедлива и для других напряжений и токов.
Через цепь из последовательно соединенных элементов протекает один и тот же ток. Напряжение на элементах, как и выделяемая мощность, – распределяется согласно собственным сопротивлениям. При этом ток равняется частному напряжения и сопротивления, т.е.:
- I=U/Rобщ,
- Где Rобщ – сумма сопротивлений всех элементов последовательно соединенной цепи.
- Чем больше сопротивление – тем меньше ток.
Подсоединение потребителей последовательно
Чтобы соединить два и больше источника света последовательно, нужно концы от патронов соединить между собой так, как изображено на картинке, т.е. у крайних патронов останется по одному свободному проводу, на которые мы и подаем фазу (P или L) с нулем (N), а средние патроны соединяются друг с другом одним проводом.
Через лампу 100 Вт, при напряжении 220 В, течет ток чуть меньше чем 0,5 А. Если соединить две по этой схеме, ток упадет в два раза. Лампы будут светить в половину накала. Потребляемая мощность не сложится, а уменьшиться до 55 (примерно) с обеих. И так далее: чем больше ламп, тем меньше ток и яркость каждой отдельной.
Преимущество:
- ресурс ламп накаливания возрастает;
Недостатки:
- если перегорает одна – не горят и остальные;
- если использовать приборы разной мощности, те, что больше, – практически не будут светиться, те, что меньше, – будут светиться нормально;
- все элементы должны быть одинаковой мощности;
- нельзя в светильник с таким соединением включать энергосберегающие лампы (светодиодные и компактные люминесцентные лампы).
Такое соединение отлично подходит в ситуациях, когда нужно создать мягкий свет, например, для бра. Так соединяются светодиоды в гирляндах. Огромный минус – это то, что при сгорании одного звена не светят и другие.
Параллельное соединение
В цепях, соединенных параллельно, к каждому из элементов прикладывается полное напряжение источника питания. При этом ток, протекающий через каждую из ветвей, зависит только от ее сопротивления. Провода от каждого патрона соединены между собой обоими концами.
Преимущества:
- если одна лампа перегорит – остальные продолжат выполнять свои функции;
- каждая из цепей светит в полный накал независимо от своей мощности, потому что к каждой приложено полное напряжение;
- можно вывести из светильника три, четыре и больше проводов (ноль и нужное количество фаз к выключателю) и включать нужное количество ламп или группу;
- работают энергосберегающие лампочки.
- Недостатков нет.
- Чтобы включать свет по группам, соберите такую схему либо в корпусе светильника, либо в распределительной коробке.
- Каждая из ламп включается своим выключателем, их в этом случае три, а включены две.
Законы последовательного и параллельного соединения проводников
Для последовательного соединения важно учитывать, что ток через все лампы протекает один и тот же. Это значит, что чем больше элементов в цепи, тем меньше через нее протекает ампер. Напряжение на каждой лампе равняется произведению тока на ее сопротивление (закон Ома). Увеличивая количество элементов, вы будете понижать напряжение на каждом из них.
В параллельной цепи каждая ветвь берет на себя необходимое ей количество тока, а напряжение прикладывается то, которое выдает источник питания (напр. Бытовая электросеть)
Смешанное соединение
Другое название этой схемы последовательно-параллельная цепь. В ветвях параллельной цепи включено последовательно несколько потребителей, например, накаливания, галогенных или светодиодных. На LED-матрицах часто применяется такая схема. Этот способ дает некоторые преимущества:
- подключение отдельных групп лампочек на люстре (например, 6-рожковой);
- если сгорит лампа – не будет гореть только одна группа, из строя выйдет только одна последовательная цепь, остальные, параллельно стоящие, будут светить;
- группируйте лампы последовательно одной мощности, а параллельные цепи – разной, если это нужно.
Недостатки те же, что присущи последовательным цепям.
Схемы подключения других типов ламп
Чтобы правильно подключить другие виды осветительных приборов, нужно сначала узнать их принцип работы и ознакомиться со схемой подключения. Каждый из типов ламп требует определенных условий для работы. Процесс накаливания спирали совсем не предназначен для излучения света. В области больших мощностей и площади их заметно потеснили газоразрядные приборы.
Люминесцентные лампы
Кроме ламп накаливания, часто применяются и галогенные, и люминесцентные трубчатые лампы (ЛЛ). Последние распространены в административных зданиях, боксах для покраски автомобилей, гаражах, производственных и торговых помещениях. Немного реже их применяют дома, например, на кухне для подсветки рабочей зоны.
ЛЛ нельзя подключить напрямую к сети 220 В, для розжига нужно высокое напряжение, поэтому используется специальная схема:
- дроссель, стартер, конденсатор (не обязательно);
- электронный балласт.
Первая схема применяется все реже, отличается меньшим КПД, гудением дросселя и мерцанием светового потока, который часто не заметен глазу. Подключение электронного балласта часто изображено на корпусе.
Подключается либо одна лампу, либо две последовательно, в зависимости от ситуации и того, что есть в наличии, также и с электронным балластом.
Конденсатор между фазой и нулем нужен для компенсации реактивной мощности дросселя и снижения сдвига фазы, цепь запустится и без него.
Обратите внимание на то, как подсоединяются лампы, в освещении люминесцентным светом нельзя пользоваться теми же правилами, что и при работе с лампами накаливания. Похожим образом обстоит дело и с ДРЛ и ДНАТ-лампами, но они редко встречаются в быту, чаще в промышленных цехах и уличных фонарях.
Галогенные источники света
Этот тип часто применяется в точечных светильниках на подвесных и натяжных потолках. Подходят для освещения мест с повышенной влажностью, поскольку выпускаются для работы в цепях с пониженным напряжением, например, 12 вольт.
Для питания используют сетевой трансформатор 50 Гц, но габариты велики и со временем он начинает гудеть. Лучше для этого подойдет электронный трансформатор, на него приходит 220 В с частотой 50 Гц, а уходит 12 В переменного тока с частотой в несколько десятков кГц. В остальном подключение аналогичное с лампами накаливания.
Заключение
Правильно собирайте схемы в светильниках. Не подключайте энергосберегающие лампы последовательно и придерживайтесь схемы включения люминесцентных и галогенных светильников. Энергосберегающие лампы «не любят» пониженное напряжение и быстро сгорят, а люминесцентный светильник может и вовсе не зажечься.
Для подключения освещения подойдут клеммные колодки или зажимы Wago, тем более, если проводка алюминиевая, а провода у светильника медные. Главное – соблюдайте правила безопасности при работе с электрическими приборами.
Последовательное и параллельное соединение лампочек: схемы и примеры
Правила параллельного и последовательного соединения ламп
- В связи с ростом популярности точечных светильников осветительных приборов в квартирах и частных домах стало больше.
- При необходимости заменить лампочку проблем не возникает, сложнее добавить дополнительные источники света.
- Если подобные работы выполняются самостоятельно, требуется умение определять преимущества каждого вида соединения и составлять схемы.
Особенности и характеристики схем подключения ламп
Способ и порядок подключения лампы зависит от ее вида. Методы, используемые для лампочек накаливания, не подойдут для галогенок, люминесцентных светильников или светодиодов.
Параллельной
При использовании схемы параллельного подключения источники света подключаются к фазе и нулю. Например, если нужно соединить 2 лампочки, скручиваются их питающие провода. Важно, чтобы сечение соответствовало нагрузке. Напряжение на всех светильниках одинаковое, они горят с яркостью, установленной производителем. Перегорание отдельного элемента не влияет на функциональность остальных.
Справка! На практике при наличии нескольких источников света при параллельном соединении провода не скручиваются. Используется кабель, к которому подключаются все элементы.
Параллельное подключение может быть:
- лучевое – на каждый светильник отдельный кабель;
- шлейфное – фаза и ноль сначала идут на первый осветительный прибор, потом часть кабеля идет в остальные (кроме последнего, к которому подключаются две части).
При использовании параллельной лучевой модели перегорание одного элемента не мешает работе остальных. Перед тем, как выбрать шлейфную модель, необходимо учесть, что нарушение одного соединения выведет из строя элементы, расположенные после него. Но проблема решается быстро за счет легкого определения проблемного места.
При подключении галогенных источников с трансформатором необходимо учесть, что они присоединяются к вторичной обмотке преобразователя через клеммные колодки.
Главный недостаток люминесцентных ламп – мерцание. От него избавляет пускорегулирующая аппаратура, но она стоит дорого. Для снижения пульсации применяется специальная схема для двух светильников со сдвигом фазы на одном из них. Две лампочки соединяются параллельно, к одной подключается конденсатор, сдвигающий фазу.
Последовательной
Как сделать плавное включение лампы накаливания
Сравнение достоинств и недостатков схем
Преимущества и недостатки последовательного подключения
| Вид лампы | Преимущества | Недостатки |
| Накаливания, галогеновые, люминесцентные | Продлевается срок службыСнижается мерцание люминесцентных ламп | Падение напряженияПри выходе из строя отдельного элемента остальные не работаютУ источников света должна быть одинаковая мощность |
| Светодиодная | Оптимальный вариант для обеспечения одинакового тока на всех источниках | Для большого количества лампочек требуется источник питания с большой мощностиПри выходе из строя отдельного элемента перестают работать остальные |
Преимущества и недостатки параллельного подключения
| Вид лампы | Преимущества | Недостатки |
| Накаливания галогеновые, люминесцентные | Возможно подключить к сети любое количество светильников по щлейфной схеме
|
Повышение стоимости при использовании лучевой схемы за счет большого расхода кабеля и необходимости в клеммной колодкеПри щлейфной модели нарушение одного соединения мешает работе остальных |
| Светодиодная | Можно соединить некоторое количество диодов, если их суммарная мощность не превышает мощность источника питанияПри перегорании отдельного источника остальные работают | Схема не работает, если диоды подсоединяются через один резисторКонструкция громоздкая и дорогая из-за большого количества деталейПри выходе из строя отдельного элемента на остальных увеличивается нагрузка |
В какой схеме лампочки одинаковой мощности будут светить ярче и почему
При использовании последовательной схемы вольтаж снижается с увеличением количества элементов. Лампочки горят в полнакала или даже меньше, так как напряжение делится равномерно. Общая мощность при последовательном соединении 2-х элементов по 100 Вт ниже, чем у одного (уровень освещенности снижается).
При параллельном соединении двух светильников на каждый подается 220 В, они работают в полный накал. Общая мощность увеличивается в 2 раза (уровень освещенности повышается).
Применение обеих схем в быту
Самые популярные изделия с последовательным соединением – гирлянды.
Эту модель можно использовать и для других целей:
- сделать дешевую подсветку в длинном коридоре;
- сэкономить на покупке лампочек из-за частого перегорания подключением дополнительной;
- продлить срок эксплуатации источников света (если вместо одной на 60 Вт подключить 2 по 100 Вт).
Справка! Опытные электрики данное свойство используют для определения фаз в трехфазной сети.
В мастерских и гаражах мощные лампы накаливания или галогенки используют для обогрева. Два элемента по 1кВт соединяют последовательно и помещают в металлическую емкость, которую устанавливают на кирпич. Температура такого обогревателя примерно 60оС. Но следует учесть минус – лампы перегорают очень скоро.
Параллельная схема используется в помещениях любого назначения (в подсветке, люстрах), на улицах. Она позволяет включать отдельные источники света независимо от работы остальных, достаточно подключить несколько выключателей. Обычно не только светильники, но и все электроприборы в жилых домах соединяются параллельно и подключаются к бытовой сети на 220 В.
Для подключения светодиодных светильников часто используется смешанная модель. Создается несколько последовательных цепочек, которые между собой соединяются параллельно.
Частые ошибки при сборке схемы и подключении выключателя
Неграмотный специалист чаще всего вместо фазы вводит в выключатель ноль. Светильники могут работать, но в выключенном состоянии они будут под напряжением, что опасно при необходимости заменить лампы.
По неопытности заводят в выключатель и фазу, и ноль.
Важно! Ноль всегда уходит на осветительный прибор.
Третья ошибка – присоединение питающего провода на отвод вместо общего контакта. В результате работает только часть люстры.
Случается, что нулевой провод осветительного прибора подключается не к нулю в коробке, а к фазе.
Чтобы избежать ошибок с выключателем, следует внимательно отнестись к проводам. Желательно перед установкой выключателя промаркировать их, чтобы в процессе монтажа соединить одноименные.
Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания
Фазировка выполняется при необходимости параллельно подключить к источнику питания 2 трехфазных ввода. Путать фазы нельзя, чтобы не создалось межфазное короткое замыкание.
Используются 2 лампы накаливания с последовательным соединением. Один конец провода подключается к фазе, вторым нужно коснуться остальных жил. Если фазы одинаковые, лампочки не горят.
Важно! Не стоит подобным образом экспериментировать с одной лампочкой – она в сети 380 В сразу перегорит. Последовательное соединение двух элементов снижает напряжение в 2 раза.
Основные выводы
Некоторые владельцы городских квартир проводят ремонт самостоятельно. В процессе требуется монтаж новой электропроводки. Для проведения этой работы необходимо ориентироваться в основах электрики и уметь определять оптимальные варианты подключения, учитывающие особенности интерьера и предпочтения членов семьи.
Хотя большинства электроприборов в жилых помещениях подключаются параллельно, знания о том, как подключить лампочки последовательно, тоже не помешают. Они помогут, если появится желание устроить дешевую систему освещения в стиле лофт или сэкономить на покупках.
При самостоятельном выполнении работ важно обладать знаниями о видах проводов, кабелей, выключателей, способах их соединения, сферах использования. Если не ни знаний, ни опыта, подключение лампочек лучше доверить специалисту.
ПредыдущаяСледующая
Схема параллельного подключения ламп
При подключении света в доме и квартире иногда возникает ситуация, когда нужно несколько источников света подключить к одному выключателю.
В этом случае рекомендуется отдавать предпочтение параллельной схеме соединения лампочек, которую Вы должны еще знать со школьного курса физики.
Если Вы забыли, как выглядит такой вариант электромонтажа, рекомендуем освежить память, взглянув на предоставленный ниже пример!
Когда мы рассматривали схему подключения точечных светильников, то как раз и показывали читателям сайта «Сам электрик» вариант с параллельным соединением изделий. Все довольно просто – на вводе у нас фаза, заземление и ноль.
Все три провода нужно подвести к патронам в соответствии с этой схемой.
На электрической схеме параллельное соединение лампочек в цепи может быть обозначено следующим образом:
Преимущество такого варианта в том, что если один источник света перегорит, остальные будут функционировать, как ни в чем не бывало.
При монтаже освещения в квартире и доме не стоит использовать альтернативный способ – последовательное подключение устройств. В этом случае Вы намучаетесь при поиске неисправности, т.к. если перегорит одна лампа накаливания, погаснут все (принцип как у гирлянды).
На видео ниже наглядно рассмотрена схема параллельного подключения ламп к сети:
Как Вы видите, все довольно просто и с электромонтажом справится даже чайник в электрике! Рекомендуем также ознакомиться со способами соединения проводов в распределительной коробке!
Последовательное и параллельное соединение. Применение и схемы
В электрических цепях элементы могут соединяться по различным схемам, в том числе они имеют последовательное и параллельное соединение.
Последовательное соединение
При таком соединении проводники соединяются друг с другом последовательно, то есть, начало одного проводника будет соединяться с концом другого.
Основная особенность данного соединения заключается в том, что все проводники принадлежат одному проводу, нет никаких разветвлений. Через каждый из проводников будет протекать один и тот же электрический ток.
Но суммарное напряжение на проводниках будет равняться вместе взятым напряжениям на каждом из них.
Рассмотрим некоторое количество резисторов, соединенных последовательно. Так как нет разветвлений, то количество проходящего заряда через один проводник, будет равно количеству заряда, прошедшего через другой проводник. Силы тока на всех проводниках будут одинаковыми. Это основная особенность данного соединения.
Это соединение можно рассмотреть иначе. Все резисторы можно заменить одним эквивалентным резистором.
Ток на эквивалентном резисторе будет совпадать с общим током, протекающим через все резисторы. Эквивалентное общее напряжение будет складываться из напряжений на каждом резисторе. Это является разностью потенциалов на резисторе.
Если воспользоваться этими правилами и законом Ома, который подходит для каждого резистора, можно доказать, что сопротивление эквивалентного общего резистора будет равно сумме сопротивлений. Следствием первых двух правил будет являться третье правило.
Применение
Последовательное соединение используется, когда нужно целенаправленно включать или выключать какой-либо прибор, выключатель соединяют с ним по последовательной схеме. Например, электрический звонок будет звенеть только тогда, когда он будет последовательно соединен с источником и кнопкой.
Согласно первому правилу, если электрический ток отсутствует хотя бы на одном из проводников, то его не будет и на других проводниках. И наоборот, если ток имеется хотя бы на одном проводнике, то он будет и на всех других проводниках. Также работает карманный фонарик, в котором есть кнопка, батарейка и лампочка.
Все эти элементы необходимо соединить последовательно, так как нужно, чтобы фонарик светил, когда будет нажата кнопка.
Иногда последовательное соединение не приводит к нужным целям.
Например, в квартире, где много люстр, лампочек и других устройств, не следует все лампы и устройства соединять последовательно, так как никогда не требуется одновременно включать свет в каждой из комнат квартиры.
Для этого последовательное и параллельное соединение рассматривают отдельно, и для подключения осветительных приборов в квартире применяют параллельный вид схемы.
Параллельное соединение
В этом виде схемы все проводники соединяются параллельно друг с другом. Все начала проводников объединены в одну точку, и все концы также соединены вместе. Рассмотрим некоторое количество однородных проводников (резисторов), соединенных по параллельной схеме.
Этот вид соединения является разветвленным. В каждой ветви содержится по одному резистору. Электрический ток, дойдя до точки разветвления, разделяется на каждый резистор, и будет равняться сумме токов на всех сопротивлениях. Напряжение на всех элементах, соединенных параллельно, является одинаковым.
Все резисторы можно заменить одним эквивалентным резистором. Если воспользоваться законом Ома, можно получить выражение сопротивления. Если при последовательном соединении сопротивления складывались, то при параллельном будут складываться величины обратные им, как записано в формуле выше.
Применение
Если рассматривать соединения в бытовых условиях, то в квартире лампы освещения, люстры должны быть соединены параллельно.
Если их соединить последовательно, то при включении одной лампочки мы включим все остальные.
При параллельном же соединении мы можем, добавляя соответствующий выключатель в каждую из ветвей, включать соответствующую лампочку по мере желания. При этом такое включение одной лампы не влияет на остальные лампы.
Все электрические бытовые устройства в квартире соединены параллельно в сеть с напряжением 220 В, и подключены к распределительному щитку. Другими словами, параллельное соединение используется при необходимости подключения электрических устройств независимо друг от друга. Последовательное и параллельное соединение имеют свои особенности. Существуют также смешанные соединения.
Работа тока
- Последовательное и параллельное соединение, рассмотренное ранее, было справедливо для величин напряжения, сопротивления и силы тока, являющихся основными. Работа тока определяется по формуле:
- А = I х U х t, где А – работа тока, t – время течения по проводнику.
- Для определения работы при последовательной схеме соединения, необходимо заменить в первоначальном выражении напряжение. Получаем:
- А=I х (U1 + U2) х t
- Раскрываем скобки и получаем, что на всей схеме работа определяется суммой на каждой нагрузке.
Точно также рассматриваем параллельную схему соединения.
Только меняем уже не напряжение, а силу тока. Получается результат:
А = А1+А2
Мощность тока
- При рассмотрении формулы мощности участка цепи снова необходимо пользоваться формулой:
- Р=U х I
- После аналогичных рассуждений выходит результат, что последовательное и параллельное соединение можно определить следующей формулой мощности:
- Р=Р1 + Р2
Другими словами, при любых схемах общая мощность равна сумме всех мощностей в схеме. Этим можно объяснить, что не рекомендуется включать в квартире сразу несколько мощных электрических устройств, так как проводка может не выдержать такой мощности.
Влияние схемы соединения на новогоднюю гирлянду
После перегорания одной лампы в гирлянде можно определить вид схемы соединения. Если схема последовательная, то не будет гореть ни одной лампочки, так как сгоревшая лампочка разрывает общую цепь. Чтобы выяснить, какая именно лампочка сгорела, нужно проверять все подряд. Далее, заменить неисправную лампу, гирлянда будет функционировать.
При применении параллельной схемы соединения гирлянда будет продолжать работать, даже если одна или несколько ламп сгорели, так как цепь не разорвана полностью, а только один небольшой параллельный участок. Для восстановления такой гирлянды достаточно увидеть, какие лампы не горят, и заменить их.
Последовательное и параллельное соединение для конденсаторов
При последовательной схеме возникает такая картина: заряды от положительного полюса источника питания идут только на наружные пластины крайних конденсаторов. Конденсаторы, находящиеся между ними, передают заряд по цепи. Этим объясняется появление на всех пластинах равных зарядов с разными знаками. Исходя из этого, заряд любого конденсатора, соединенного по последовательной схеме, можно выразить такой формулой:
- qобщ= q1 = q2 = q3
- Для определения напряжения на любом конденсаторе, необходима формула:
- U= q/С
Где С — емкость. Суммарное напряжение выражается таким же законом, который подходит для сопротивлений. Поэтому получаем формулу емкости:
- С= q/(U1 + U2 + U3)
- Чтобы сделать эту формулу проще, можно перевернуть дроби и заменить отношение разности потенциалов к заряду емкости. В результате получаем:
- 1/С= 1/С1 + 1/С2 + 1/C3
- Немного иначе рассчитывается параллельное соединение конденсаторов.
Общий заряд вычисляется как сумма всех зарядов, накопившихся на пластинах всех конденсаторов. А величина напряжения также вычисляется по общим законам. В связи с этим формула суммарной емкости при параллельной схеме соединения выглядит так:
- С= (q1 + q2 + q3)/U
- Это значение рассчитывается как сумма каждого прибора в схеме:
- С=С1 + С2 + С3
Смешанное соединение проводников
В электрической схеме участки цепи могут иметь и последовательное и параллельное соединение, переплетающихся между собой. Но все законы, рассмотренные выше для отдельных видов соединений, справедливы по-прежнему, и используются по этапам.
Сначала нужно мысленно разложить схему на отдельные части. Для лучшего представления ее рисуют на бумаге. Рассмотрим наш пример по изображенной выше схеме.
Удобнее всего ее изобразить, начиная с точек Б и В. Они расставляются на некотором расстоянии между собой и от края листа бумаги. С левой стороны к точке Б подключается один провод, а справа отходят два провода. Точка В наоборот, слева имеет две ветки, а после точки отходит один провод.
Далее нужно изобразить пространство между точками. По верхнему проводнику расположены 3 сопротивления с условными значениями 2, 3, 4. Снизу будет идти ток с индексом 5. Первые 3 сопротивления включены в схему последовательно, а пятый резистор подключен параллельно.
Остальные два сопротивления (первый и шестой) подключены последовательно с рассматриваемым нами участком Б-В. Поэтому схему дополняем 2-мя прямоугольниками по сторонам от выбранных точек.
Теперь используем формулу расчета сопротивления:
- Первая формула для последовательного вида соединения.
- Далее, для параллельной схемы.
- И окончательно для последовательной схемы.
Аналогичным образом можно разложить на отдельные схемы любую сложную схему, включая соединения не только проводников в виде сопротивлений, но и конденсаторов.
Чтобы научиться владеть приемами расчета по разным видам схем, необходимо потренироваться на практике, выполнив несколько заданий.
Похожие темы:
Параллельное подключение лампочек
Главная > Лампы электрические > Параллельное подключение лампочек
Перед человеком, слабо разбирающимся в электричестве, возникают проблемы подключения нескольких лампочек. Когда проводка уже сделана, вся работа заключается в замене перегоревших ламп. Но бывают ситуации, когда нужно добавить еще одну или более лампочек к существующей системе. Здесь уже понадобятся элементарные знания электротехники и умение составить схему подключения.
Параллельное подключение светильников к проводам питания
В моду вошли точечные светильники, в результате количество источников света в домах и квартирах значительно увеличилось, а освещению стали уделять особое внимание. На фото выше изображены светильники для подвесного потолка с параллельным соединением. Через клеммные колодки лампы подключаются к фазному (L) и нулевому (N) проводам.
На первый взгляд здесь нет ничего сложного, но для длительной и надежной работы все должно быть сделано по правилам, которые нужно знать.
Схема подключений
Для создания подключений лампочек, прежде всего, надо изобразить упрощенную электрическую схему соединений и подключения к питанию. Она составляется по определенным правилам:
- проводники графически обозначаются прямыми неразрывными линиями;
- соединения обозначаются точками (если их больше двух), если точки нет, значит, провода пересекаются;
- электрическая арматура и проводка на плане изображаются по ГОСТ 21.614 и ГОСТ 21.608.
Параллельное и последовательное соединение
Параллельное соединение проводников
Для того чтобы зажечь самую простую лампу накаливания, нужно подключить ее контакты на фазу (L) и ноль (N). Два провода к ней подходят из распределительной коробки или из розетки.
Параллельная схема предусматривает подключение нескольких лампочек на общие фазный и нулевой провода (рис. а ниже). Здесь параллельно подключены три лампы накаливания. Для удобства в схеме установлен выключатель. Принципиальная схема (рис.
б) изображает соединения нагляднее.
Схема параллельного соединения лампочек
Достоинством параллельного соединения является возможность подключения потребителей электроэнергии к напряжению сети. К лампам на рис. выше можно добавить еще несколько, но ток при этом увеличится, а напряжение останется прежним.
- Сила тока (I) в питающих проводах равна сумме сил токов всех участков (I1, I2, I3), подключенных параллельно (рис. б выше):
- I = I1 + I2 + I3.
- Мощность цепи (Р) находится как сумма мощностей всех участков (Р1, Р2, Р3):
- Р = Р1 +Р2 + Р3.
- Сопротивление (R) для трех нагрузок определяется из выражения:
- 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3,
- где R1, R2, R3 – сопротивления лампочек.
Типы ламп и схемы подключения
Подключение ламп накаливания, приведенное выше, не представляет особой сложности. Но схема галогенных и люминесцентных ламп имеет некоторые отличия.
Галогенные
Питание пониженным напряжением повышает безопасность эксплуатации источников света. При этом яркость остается прежней. Галогенные лампы могут применяться с понижающими трансформаторами на 6, 12 и 24 В (рис. ниже).
Схема подключения галогенной лампы
Напряжение 220 В подается на малогабаритный электронный трансформатор, который можно встроить даже в корпус выключателя. Низковольтные галогенные лампы часто применяются в подвесных потолках.
Их подключают параллельно и соединяют с трансформатором. На фото ниже представлена блок-схема с двумя трансформаторами. Напряжение 220 В подается на них через распределительную коробку.
Нулевой провод обозначен синим цветом, а фазный – коричневым, со вставленным в разрыв выключателем.
Схема подключения галогенных ламп
Группы ламп соединены между собой параллельно в распределительной коробке, после которой производится разветвление питающих проводов на первичные обмотки трансформаторов.
Лампы подключаются ко вторичной обмотке 12 В параллельно между собой. Для их соединения применяются клеммные колодки (на схеме не показаны).
Выходной провод низкого напряжения не должен быть длиннее 2 метров. Иначе возрастают потери напряжения, и лампы будут светиться хуже. Будет лучше, если сделать расчет напряжения для всех ламп.
Пример расчета
Пример расчета напряжения на лампочках в зависимости от потерь в проводах следующий. При питающем напряжении V=12 В к трансформатору подключены параллельно 2 лампочки с сопротивлениями R1 = R2 = 36 Ом. Сопротивления подводящих проводов к ним равны r1 = r2 = r3 = r4 = 1,5 Ом. Требуется найти напряжение на каждой лампочке. Схема изображена на рис. ниже.
Потери в проводах питания лампочек
- Напряжение на первой и второй лампочках составят:
- V1 = VR(2r + R)/(4r2 +6rR + R2) = 10,34 В,
- V2 = VR2/(4r2 +6rR + R2) = 9,54 В.
- Из расчета видно, что даже небольшие сопротивления подводящих проводов приводят к существенному падению на них напряжения.
- Общая нагрузка в схеме поддерживается на уровне 70-75% от максимальной, чтобы не перегревались трансформаторы.
Люминесцентные
Недостатком люминесцентных ламп является эффект мерцания, что ухудшает восприятие света глазами. Современные электронные ПРА (пускорегулирующие аппараты) решают эту проблему, но цена их выше.
Для уменьшения пульсации при использовании электромагнитного балласта применяется двухламповая схема подключения, где на одной из ламп фаза сдвигается во времени.
В результате суммарный световой поток выравнивается.
На рис. ниже изображена схема светильника с расщепленной фазой. Две лампы подключены к сети переменного напряжения параллельно. Обе они содержат индуктивные балласты (L1) и (L2). Но к лампе (2) подключен дополнительный балластный конденсатор (Сб), благодаря которому создается сдвиг тока по фазе на 600.
Схема двухлампового светильника
В результате снижается суммарная пульсация светового потока светильника. Кроме того, ток внешней цепи почти совпадает по фазе с напряжением питания за счет комбинации опережающей и отстающей схем, что позволяет увеличить коэффициент мощности.
Видео про подключения
Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов
Про особенности параллельного и последовательного подключения рассказывает видео ниже.
Таким образом, для того чтобы правильно подключить лампочки в доме или квартире, надо сделать следующее:
- начертить принципиальную электрическую схему системы освещения;
- выполнить расчет проводки;
- подобрать электрооборудование, арматуру и светильники;
- правильно выполнить монтаж лампочек.