Параллельное подключение лампочек: Страница не найдена! — Сайт по ремонту, подключению, установке электрики своими руками!

Содержание

Основные схемы подключения ламп | Полезные статьи

О том, как подключать к электросети обыкновенные лампочки, знают практически все, но вот подключение низковольтных галогенных или люминесцентных ламп часто становится проблемой. В большинстве случаев используется иная схема подключения лампы — сложная, но более экономичная.

Подключение галогенных ламп

Рисунок 1. Схема подключения галогенной лампы через трансформатор В целях повышения безопасности эксплуатации и экономии электроэнергии все чаще применяется схема подключения лампы освещения, предполагающая использование пониженного напряжения. Низковольтные галогенные лампы такие же яркие, как и обычные, но при этом потребление энергии существенно сокращается.

Подключение галогенных ламп осуществляется при помощи специальных источников питания (трансформаторов) на 6 В, 12 В или 24 В. Кроме того, использование такой схемы подключения с применением понижающего трансформатора продлевает жизнь лампочек.

Сама схема подключения довольно проста: галогенные лампы соединяются между собой параллельно и подсоединяются к трансформатору, при этом общая мощность всех ламп не должна превышать мощности используемого трансформатора. Управление освещением осуществляется простым выключателем, подключаемым к трансформатору на стороне 220 В.

 

Единственное, чем такая схема подключения галогенных ламп неудобна — нужно где-то поместить трансформатор, что не всегда удобно, несмотря на небольшие размеры устройства.

Подключение люминесцентных ламп

Рисунок 2. Схема подключения одной люминесцентной лампы через стартер Рисунок 3. Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер Люминесцентные лампы проще всего включать в электрическую сеть по распространенной стартерной схеме. Такая схема подключения дневной лампы не только проста, но и эффективна. По подобной схеме можно подключать и несколько ламп (тандемная схема).

Здесь применяется специальный «пускатель» — стартер, который представляет собой биметаллический контакт. Есть два распространенных типа стартеров, на которых может базироваться схема подключения люминесцентных ламп: рассчитанных на сетевое напряжение в 127 В и 220 В.

 

Способы подключения ламп

Рисунок 4. Последовательное подключение ламп Галогенные, люминесцентные и прочие энергосберегающие лампы можно подключать двумя способами: последовательно и параллельно.

Последовательное подключение. Подразумевает подключение нуля и фазы к первой лампе, подключение к ней следующей и т. д. Эта схема применяется довольно редко, так как имеет ряд недостатков: уменьшение яркости ламп, а также тот факт, что если одна лампа в цепи перегорит, все последующие за ней тоже перестают работать.

 

Рисунок 5. Параллельное подключение ламп Параллельное соединение. Подразумевает, что все элементы электрической цепи будут своими контактами подключены к фазе и нулю. Если в такой схеме перегорит одна лампа, остальные будут и дальше гореть.

 

Кабельно-проводниковая продукция для подключения ламп

Как правило, для подключения большинства типов ламп вполне достаточно использование медного многожильного провода с сечением жил 0,5–1,5 мм (например, ПВС 2х1,5 или ПВС 3х1,5).

При параллельном подключении напряжение. Увидев, как соединены между собой лампы на схемах, наши читатели впоследствии смогут сделать оптимальный выбор осветительной системы

Д ля 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

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.


Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

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.

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

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.

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 ( I 1 . I 2 . I 3 ), подключенных параллельно (рис. б выше):

Сопротивление (R ) для трех нагрузок определяется из выражения:

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).

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.

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.

Напряжение на первой и второй лампочках составят:

V 1 = VR(2r + R)/(4r 2 +6rR + R 2) = 10,34 В,

V 2 = VR 2 /(4r 2 +6rR + R 2) = 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 (L 1) и (L 2). Но к лампе (2) подключен дополнительный балластный конденсатор (С б), благодаря которому создается сдвиг тока по фазе на 60 0 .

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.

про подключения

Про особенности параллельного и последовательного подключения рассказывает 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.

http://elquanta.ru

Когда проводка в квартире или доме уже присутствует и нет надобности подключать дополнительные источники света, то вопрос — как подключить лампу, не является актуальным. Но как же выполнить эту работу когда появляется такая необходимость. Тут без элементарных знаний электротехники и умения составить принципиальную, казалось бы, элементарную схему уже не обойтись.

Все источники света люминесцентные (экономки), светодиодные светильники могут быть подключены, как в принципе и все имеющиеся в электрической цепи сопротивления, параллельно, последовательно, смешанно. Смешанное соединение не используется для подключения ламп, так как в нём просто нет необходимости. А вот на параллельном и последовательном подключении стоит остановить своё внимание поподробнее.

Последовательное и параллельное подключение двух и более источников света

Для того чтобы подключить самую простую лампочку накаливания, как в принципе и любую другую, нужно подключить её один контакт к фазе, а другой к нулю, самому распространённому в бытовых условиях стран СНГ переменному напряжению 220 вольт.

Параллельное подключение устройств освещения подразумевает под собой подключение двух и более источников светового потока в параллель, то есть одни контакты ламп подключаются только к фазе, а все другие только к нулю, как показано на рисунке 1.

Через каждую лампочку пройдёт ток, который будет зависеть от её мощности, так же как и яркость светового потока, излучаемого ими, будет тоже зависеть от мощности каждой лампы. Естественно, что ток I будет равен сумме всех трёх токов, поэтому диаметр сечения основных проводников следует выбирать согласно ему. Это подключение считается самым распространённым и приемлемым, так как к нему можно будет, при необходимости в будущем, добавлять источники света и они не будут влиять на уже установленные.

При последовательном соединении, изображённом на рисунке, ток, протекающий по одной лампочке, будет зависеть от мощности, каждого источника света, а напряжение на них будет разделено на количество ламп и при данном входящем напряжении 220 вольт, будет равняется 110 вольт на каждом источнике света.

Такое подключение нужно обязательно выполнять со светильниками, которые имеют равную мощность. Рассмотреть это можно на примере двух ламп накаливания. Так как если подключить одну лампу 20 Ватт, а другую, например, на 200 Ватт, то лампа с меньшей мощностью тут же выйдет из строя, так как по ней пройдёт ток такой же, как и во второй лампе мощностью 200 Ватт, а это в 10 раз больше её номинала. Такое подключение может быть использовано для увеличения срока службы ламп накаливания, например, в подъездах и на лестничных клетках. Подключив две лампы на 220 вольт и мощностью, например, по 60 Ватт, они будут гореть вполсилы и прослужат очень долго. Нужно учесть, что это возможно только при подключении ламп накаливания. Последовательное подключение двух и более светодиодных ламп (светильников) и экономичных ламп нецелесообразно, так как они и так обладают довольно большим сроком службы.

Подключение лампы на один выключатель или на несколько

Как подключить лампу через выключатель? Главным нюансом при подключении является то, что нулевой провод питания непосредственно подключается к сети 220 вольт, а через выключатель разрывается фаза. Это делается для того чтобы можно было смело решать проблемами с патроном осветительного прибора, отключив лишь выключатель. Если подключение двух выключателей выполнить последовательно, то только при нажатии обеих клавиш лампа загорится. Такие виды подключения выключателей освещения очень редко используются, только при определённых индивидуальных условиях.

Интереснее является подключение так называемого проходного выключателя.

Суть такой схемы подключения одной лампы заключается в том, что включение и отключение лампы может быть произведено как от первого, так и от второго выключателя, вне зависимости в каком положении каждый из них. Например, это удобно, допустим, в длинном коридоре при входе в него человек нажимает на клавишу выключателя 2, и спокойно идёт по освещённому помещению, дойдя до конца коридора, не нужно возвращаться для выключения света, а можно лёгким нажатием выключателя 1, установленного в конце коридора, произвести отключение данного источника света. При таком подключении фаза тоже проходит через выключатели.

Усовершенствование освещения путём установки датчика движения

Главная функция установки датчика движения и подключения его к системе освещения, это автоматическое включение освещения без нажатия на клавишу выключателя освещения. То есть человек зашел помещение или в зону срабатывания датчика и свет включился, после ухода свет самостоятельно (автоматически) выключился. При выборе датчика движения необходимо в первую очередь учесть максимальную мощность ламп освещения.

Схема подключения датчика движения тоже не вызывает особых сложностей. Её можно устанавливать как с выключателем, так и без него. Просто при включении контакта выключателя датчик движения выводится из сети освещения, и осветительный прибор включается напрямую без датчика.

В любом случае работая с напряжением обязательно выполнять требования техники безопасности, а в частности:

  • проверять наличие и отсутствие напряжения на токоведущих элементах, к которым человек дотрагивается при монтаже;
  • автоматы питания освещения должны быть под замком;
  • работы производить исправным инструментом.

Видео о подключении ламп

Точечные светильники могут работать от напряжения 220 В или 12 В. Вне зависимости от напряжения, подключаться они параллельно (в шлейф или отдельными проводами) или последовательно (гирлянда). Разница в том, что питание для споты на 12 В подается через понижающий трансформатор. Он преобразует сетевые 220 вольт в нужные 12. Подробнее о том, как подключить точечные светильники к одно- и двух- клавишным выключателям поговорим подробнее.

Схемы подключения на 220 В

Некоторые точечные светильники работают от 12 В. Для подачи им питания необходимо устанавливать преобразователь (говорят еще трансформатор или драйвер). С развитием технологии появились споты которые могут работать от 220 В. Такая схема хоть немного, но проще, потому в последнее время чаще подключить точечные светильники требуется к сети напрямую, без преобразователей.

Использование встраиваемых светильников позволяет получить равномерное освещение. Кроме того, можно выбрать красивое

Последовательное подключение

Эта схема проста в реализации, для нее требуется мало проводов, но последовательно подключить точечные светильники можно лишь в относительно небольшом количестве — пять-шесть штук. Главный минус такого способа — светиться лампы будут не в полную силу. Еще один недостаток: при выходе из строя одной лампы (перегорании) перестают работать все лампы, так как разрывается цепь. Для восстановления работоспособности приходится проверять каждую.


Схема последовательного включения точечных светильников

Схема очень проста — фаза последовательно обходит все светильники, а к выходу последнего подается ноль. Схема с распределительной коробкой и выключателем расположена ниже.


Разводка электропроводки при последовательном подключении спотов

При работе будьте внимательны: на выключатель должна идти фаза, которая дальше идет на светильники. Ноль (нейтраль) — прямиком подается на последний в цепочке светильник. Это важно для правильной работы схемы а также для безопасности.

Если у вас проводка трехжильная — кроме нуля и фазы есть еще защитный провод «земля», его берут напрямую с «земляной» колодки и подают на каждый из светильников к соответствующей клемме. Можно «землю» взять в близлежащей розетке или на выключателе.


Схема последовательного подключения точечных светильников к двухклавишному (двойному) выключателю

Практическая реализация этой схемы удобнее не с кабелем а с проводами — ведь один провод постоянно разрывается обходя все светильники, а нулевой идет целым куском от распредкоробки до последнего осветительного прибора. Но еще раз повторимся — такой тип подключения почти не используется.

Схемы параллельного подключения

При параллельном подключении все лампы будут светить с нормальной интенсивностью, потому эта схема более популярна даже несмотря на то, что требуется большее количество проводников. Для подключения любого количества встроенных светильников (даже со светодиодными лампами) используют негорючий 2*1,5 или 3*1,5 (трехжильный провод используют если проводка с заземлением). Возможно использование кабель ВВГ нг ls (негорючий с пониженным выделением дыма при горении) но это уже по желанию. Он может быть круглым или плоским = это не важно, но негорючим — обязательно, особенно если перекрытие у вас деревянное.

Способы

Реализовываться параллельное подключение может двумя способами:

Шлейфное подключение

Рассмотрим схемы. На рисунке внизу показано как вести провод при шлейфном способе разводки. Из распредкоробки выходит кабель, он заходит на первый светильник, к выходу этого светильника подключается другой кусок кабеля, который тянется к следующему светильнику. Так подключаются все светильники.


Физически это выглядит так, как на фото внизу. Несколько отрезков кабеля соединяют светильники один за другим.


Если вы хотите осветительные приборы разделить на две группы, их подключают к двухклавишному выключателю. Схема становится несколько сложнее, но только тем, что увеличивается количество проводов.


Пример реализации можно увидеть в видео. Можно использовать другие клеммы, но сам способ показан неплохо.

Лучевое

При лучевом подключении на каждый осветительный прибор идет свой кусок кабеля. Способ затратный по расходу кабеля, но более надежный в плане работы: при поломке не горит только одна точка освещения. В этом случае имеет смысл дотянуть кабель от распределительной коробки по потолку до середины комнаты, там его закрепить. От этой точки начинать тянуть кабели к каждому встраиваемому светильнику.

Обратите внимание на рисунок справа. На нем показано, что от фазного провода расходятся провода к лампам и отдельно от нулевого. Так как проводов в одном месте сходится много надо выбрать надежный способ. Если провода одножильные и ламп не очень много, можно сделать скрутку, но ее потом надо будет хорошо обжать пассатижами, а потом сварить. Не самый простой способ и соединение получается неразъемным. Но надежный. Второй способ проще: на каждом проводнике кабеля установить разъем с нужным количеством входов и подключать провода к ним. Можно использовать клемники Wago на соответствующее количество подсоединяемых проводов. Они надежны, легко устанавливаются, но стоят прилично (подделки лучше не брать).


Параллельное подключение — кабелем к каждому светильнику

Еще вариант — обычные клеммные колодки с винтовым соединением. Они дешевые и вполне надежные, но придется с той стороны, где подключать надо будет кабель, поставить перемычки на все задействованные клеммы. Так на все провода будет подаваться напряжение.


Несмотря на высокую надежность способ используется редко — расходы велики, да и качественно соединить большое количество проводов в одной точке проблематично.

Подключение точечных светильников на 12 В

Схемы точно такие же, но кабель с выключателя заводится на преобразователь, а с выхода преобразователя идет уже на лампы.


Если точечных светильников много, их предпочитают подключить к двум клавишам. В этом случае потребуются два трансформатора (блока питания, переходника). Схема выглядит не намного сложнее — есть две ветки. При желании можно найти выключатели и на три клавиши, а можно поставить рядом несколько. Но, если вам надо изменять освещенность в широких пределах, лучше поставить диммер .


Как вы поняли, схемы отличаются только наличием или отсутствием трансформатора. Так что и остальные схемы реализовать будет несложно.

Выбор мощности преобразователя/трансформатора

Чтобы освещение работало нормально, необходимо чтобы мощность драйвера была на 15-20% больше, чем все подключенные к нему потребители. Например, нужно подобрать понижающий трансформатор для подключения 8 точечных светильников, в которые будут установлены лампы накаливания по 40 Вт. Суммарная мощность всех ламп будет 320 Вт. Трансформатор потребуется на на 380-400 Вт.


Понятно, что чем больше источников света будете подключать, тем более мощный преобразователь потребуется. Но с увеличением мощности растет цена и размеры устройства. Кроме того, мощные трансформаторы найти бывает сложно. Е еще: большую и тяжелую коробку спрятать бывает сложно. Потому в таком случае большую группу ламп делят, и к каждой ставят свой преобразователь, но меньшей мощности (как подключить точечные светильники в этом случае, можно увидеть на схеме выше).

Особенности монтажа

Чтобы правильно подключить точечные светильники надо не только грамотно выбрать схему. Надо соблюсти определенную последовательность действий, которая зависит от типа потолка.


Надо всего лишь подключить несколько точечных светильников — и вы имеете красивый интерьер

В натяжные потолки

Точечные светильники обычно устанавливают с подвесными или натяжными потолками. Если потолки натяжные, все провода укладывают заранее. Их крепят к потолку, не подключая к питанию, размещают и закрепляют на подвесах светильники, затем подключают к ним провода и проверяют работу.


Перед монтажом натяжных потолков питание отключают, вынимают лампы и снимают части, которые могут пострадать от температуры. После в материале прорезают отверстия (светильники видны или их можно нащупать), устанавливают уплотнительные кольца, после чего собирают светильники.

В потолки из гипсокартона

Если , можно действовать по той же схеме, но монтировать светильники надо после того, как потолок будет зашпаклеван. То есть, развести проводку, оставить свободно свисающие концы проводки. Чтобы не возникли проблемы с определением мест расположения осветительных приборов, необходимо нарисовать подробный план с указанием точных расстояний от стен и друг от друга. По этому плану делают разметку и дрелью с коронкой соответствующего размера вырезают отверстия. Так как небольшие подвижки — в несколько сантиметров — могут быть, нарезая кабель оставляйте запас в 15-20 см. Этого будет вполне достаточно (но не забудьте, что провода крепятся к основному потолку и они должны на 7-10 см выходить за уровень гипсокартона. Если концы окажутся слишком длинными, их всегда можно укоротить, а вот нарастить — большая проблема.


Есть второй способ подключить точечные светильники на гипсокартонный потолок. Он используется если источников света немного — четыре-шесть штук. Весь монтаж точечных светильников вместе с проводкой делают после того как завершили работу с потолком. До начала монтажа за уровень потолка заводят кабель/кабели от распределительной коробки. После окончания работ по шпаклевке и шлифовке делают разметку, сверлят отверстия. Через них прокидывают кабель, выводя концы наружу. После монтируют сами светильники.

Все несложно, но этот способ нельзя назвать правильным: кабели просто лежат на гипсокартоне, что точно не соответствует противопожарным нормам. На это еще можно закрыть глаза, если перекрытие бетонное, кабель взят негорючий, сечение провода не маленькое, сделано правильно.


Если же перекрытия деревянные, по ПУЭ требуется прокладка в негорючих цельнометаллических лотках (кабель каналах) или металлических трубах. Смонтировать такую проводку можно только до начала работ с потолком. Нарушать правила монтажа очень нежелательно — дерево, электричество, выделение тепла при работе… не самое безопасное сочетание.

Светодиоды (они же led) на протяжении многих лет активно применяются как в производстве телевизоров, так и в качестве основного освещения дома или квартиры, однако вопрос о том, как правильно выполнить подключение светодиодов актуален и по сей день.

ВАЖНО!!! Опытный электрик слил в сеть секрет, как платить за электроэнергию вдвое меньше, легальный способ…

На сегодняшний день их существует огромное количество, различной мощности (сверхяркие ), работающих от постоянного напряжения, которые можно подключать тремя способами:

  1. Параллельно.
  2. Последовательно.
  3. Комбинированно.

Также существуют специально разработанные схемы, позволяющие подключить светодиод к стационарной бытовой сети 220В. Давайте рассмотрим более детально все варианты подключения led, их преимущества и недостатки, а также как это выполнить своими руками.

Основные принципы подключения

Как было сказано ранее, конструкция светоизлучающего диода подразумевает их подключение исключительно к источнику постоянного тока. Однако, поскольку рабочая часть светодиода – это полупроводниковый кристалл кремния, то очень важно соблюдать полярность, в противном случае светодиод не будет излучать световой поток.

Каждый светодиод имеет техническую документацию, в которой содержатся инструкции и указания по правильному подключению. Если документации нет, можно посмотреть . Маркировка поможет узнать производителя, а зная производителя, Вы сможете найти нужный даташит, в котором и содержится информация по подключению. Вот, такой не хитрый совет.

Как определить полярность?

Для решения вопроса существует всего 3 способа:

С полярностью разобрались, теперь нам нужно определиться с тем, как подключить LED к сети. Для тех, кто не понял, читайте подробную и интересную статью . В ней мы собрали все возможные способы проверки, и даже при помощи батарейки.

Способы подключения

Условно, подключение происходит по 2 способам:

  1. К стационарной сети промышленной частоты (50Гц) напряжением 220В;
  2. К сети с безопасным напряжением величиной 12В.

Если необходимо подключить несколько led к одному источнику питания, тогда нужно выбрать последовательное или параллельное подключение.

Рассмотрим каждый из вышеприведенных примеров по отдельности.

Подключение светодиодов к напряжению 220В

Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:

в которой 0,75 – коэффициент надежности led, U пит – это напряжения источника питания, U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток, I – номинальный ток, проходящий через него, и R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока. После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

После определения номинала и мощности сопротивления можно собрать схему для подключения одного светодиода к 220В. Для ее надежной работы необходимо ставить дополнительный диод, который будет защищать светоизлучающий диод от пробоя, при возникновении амплитудного напряжения на выводах светодиода в 315В (220*√2).

Схема практически не применяется, поскольку в ней возникают очень большие потери из-за выделения тепла в сопротивлении. Рассмотрим более эффективную схему подключения к 220 В:

На схеме, как видим, установлен обратный диод VD1, пропускающий обе полуволны на конденсатор C1 емкостью 220 нФ, на котором происходит падение напряжение до необходимого номинала.

Сопротивление R1 номиналом 240 кОм, разряжает конденсатор при выключенной сети, а во время работы схемы не играет никакой роли.

Но это упрощенная модель для подключения LED, в большинстве светодиодных ламп уже встроенный драйвер (схема), который преобразует переменное напряжение 220В в постоянное с величиной 5-24В для их надежной работы. Схему драйвера Вы можете видеть на следующем фото:


Подключение светодиодов к сети 12В

12 вольт – это безопасное напряжение, которое применяется в особо опасных помещениях. Именно к таким и относятся ванные комнаты, бани, смотровые ямы, подземные сооружения и другие помещения.

Для подключения к источнику постоянного напряжения номиналом 12В, аналогично, подключению к сетям 220В необходимо гасящее сопротивление. В противном случае, если подключить его напрямую к источнику, из-за большего проходящего тока светодиод мгновенно сгорит.

Номинал этого сопротивления и его мощность рассчитываются по тем же формулам:

В отличии от цепей 220В, для подключения одного светодиода к сети 12В нам потребуется сопротивление со следующими характеристиками:

  • R = 1,3 кОм;
  • P = 0,125Вт.

Еще одним достоинством напряжения 12В, является то, что в большинстве случаев оно уже выпрямленное (постоянное), что значительно упрощает схему подключения. Рекомендуется дополнительно монтировать стабилизатор напряжения типа КРЭН или аналога.


Как мы уже знаем, светоизлучающий диод можно подключить как к цепям 12В, так и к цепям 220В, однако существует и несколько вариаций их соединения между собой:

  • Последовательное.
  • Параллельное.

Последовательное подключение

При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:


В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.

Падение напряжения – это уровень напряжения, которое светоизлучающий диод преобразует в световую энергию (свечение).

Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.

После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему параллельного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.

Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.

Недостатки последовательного подключения
  1. При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема;
  2. Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.

Параллельное подключение

В данной ситуации все происходит наоборот. На каждом светодиоде уровень напряжения одинаковый, а сила тока состоит из суммы токов, проходящих через них.


Следуя из вышесказанного делаем вывод, если у нас есть источник в 12В и 10 светодиодов, блок питания должен выдерживать нагрузку в 0,2А (10*0,002).

Исходя из вышеупомянутых расчетов — для параллельного подключения потребуется токоограничивающий резистор с номиналом 2,4 Ом (12*0,2).

Это глубокое заблуждение!!! Почему? Ответ Вы найдете ниже

Характеристики каждого светодиода даже одной серии и партии всегда разные. Если другими словами: чтобы засветился один, необходимо пропустить через него ток с номиналом 20 мА, а для другого этот номинал может составлять уже 25 мА.

Таким образом, если в схеме установить только одно сопротивление, номинал которого был рассчитан ранее, через светодиоды будет проходить разный ток, что вызовет перегрев и выход из строя светодиодов, рассчитанных на номинал в 18мА, а более мощные будут светить всего на 70% от номинала.

Исходя из вышесказанного, стоит понимать, что при параллельном подключении, необходимо устанавливать отдельное сопротивление для каждого.


Недостатки параллельного подключения:
  1. Большое количество элементов;
  2. При выходе одного диода из строя увеличивается нагрузка на остальные.

Смешанное подключение

Подобный способ подключения является самым оптимальным. По такому принципу собраны все светодиодные ленты. Он подразумевает комбинацию параллельного и последовательного подключения. Как он выполняется можно увидеть на фото:


Схема подразумевает включение параллельно не отдельных светодиодов, а последовательных цепочек из них. В результате этого даже при выходе из строя одной или нескольких цепочек, светодиодная гирлянда или лента будут по-прежнему одинаково светить.

Мы рассмотрели основные способы подключения простых светодиодов. Теперь разберем методы соединения мощных светодиодов, и с какими проблемами можно столкнуться при неправильном подключении.

Как подключить мощный светодиод?

Для работоспособности мощных светоизлучающих диодов, так же, как и простых нам потребуется источник питания. Однако в отличии от предыдущего варианта, он должен быть на порядок мощней.

Чтобы засветить мощный светодиод номиналом 1W, источник питания должен выдерживать не менее 350 мА нагрузки. Если номинал 5W, то источник питания постоянного тока должен выдержать нагрузку тока не менее 1,4А.

Для корректной работы мощного светодиода обязательно необходимо использовать интегральный стабилизатор напряжения типа LM, который защищает его от скачков напряжения.


Если необходимо подключить не один, а несколько мощных LED, рекомендуем ознакомиться с правилами последовательного и параллельного подключения, которые были описаны выше.

Ошибки при подключении

Видео

Ошибки подключения могут повлечь за собой неприятные последствия, от банальной поломки светодиодов, до нанесения себе повреждений. Поэтому, настоятельно рекомендуем посмотреть видео, где разбирают часто встречающиеся ошибки.

Заключение

Прочитав статью можно сделать вывод, что все светодиоды, вне зависимости от рабочего напряжения, всегда подключаются параллельно или последовательно — школьный курс физики. Еще стоит помнить, что никакой светодиод не подключается напрямую в сеть 220В, всегда нужно использовать защитные элементы в схеме подключения. Тип применяемых защитных элементов зависит от вида подключаемого светоизлучающего диода.

Похожие статьи

Как подключить лампочки последовательно или параллельно

В быту чаще всего пользуются параллельным подключением лампочек, но иногда более выгодно последовательное соединение.

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

Для последовательного соединения двух ламп в патронах с проводами 2 из них скручиваются, остальные присоединяются к фазе и нулю. При подключении к напряжению ток проходит через одну нить накала, потом попадает на другую и встречает ноль. Ток при этом не меняется, напряжение понижается (делится по пополам, если лампы две). При соединении таким способом трех источников света напряжение на каждом будет примерно 70 В, светиться они будут лишь чуть-чуть.

Как известно, в быту повсеместно используется параллельное подключение ламп. Однако последовательная схема также может применяться и быть полезна.

Давайте рассмотрим все нюансы обеих схем, ошибки которые можно допустить при сборке и приведем примеры практической их реализации в домашних условиях.

В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания.

    две лампы вкрученные в патроны
    два провода питания выходящие из патронов

Что нужно, чтобы подключить их последовательно? Ничего сложного здесь нет.

Просто берете любой конец провода от каждой лампы и скручивает их между собой.

На два оставшихся конца вам необходимо подать напряжение 220 Вольт (фазу и ноль).

Как будет работать такая схема? При подаче фазы на провод, она пройдя через нить накала одной лампы, через скрутку попадает на вторую лампочку. И далее встречается с нулем.

Почему такое простое соединение практически не применяется в квартирах и домах? Объясняется это тем, что лампы в этом случае будут гореть менее чем в полнакала.

При этом напряжение будет распределяться на них равномерно. К примеру, если это обычные лампочки по 100 Ватт с рабочим напряжением 220 Вольт, то на каждую из них будет приходиться плюс-минус 110 Вольт.

Соответственно и светить они будут менее чем в половину от своей изначальной мощности.

Грубо говоря, если вы подключите параллельно две лампы по 100Вт каждая, то в итоге получите светильник мощностью в 200Вт. А если эту же схему собрать последовательно, то общая мощность светильника будет гораздо меньше, чем мощность всего одной лампочки.

Исходя из формулы расчета получаем, что две лампочки светят с мощностью равной всего: P=I*U=69.6Вт

Если они отличаются, допустим одна из них 60Вт, а другая 40Вт, то и напряжение на них будет распределяться уже по другому.

Что это дает нам в практическом смысле при реализации данных схем?

Лучше и ярче будет гореть лампа, у которой нить накала имеет большее сопротивление.

Возьмите к примеру лампочки, кардинально отличающиеся по мощности – 25Вт и 200Вт и соедините последовательно.

Какая из них будет светиться почти в полный накал? Та, что имеет P=25Вт.

Удельное сопротивление ее вольфрамовой нити значительно больше чем у двухсотки, а следовательно падение напряжения на ней сравнимо с напряжением в сети. При последовательном соединении ток будет одинаков в любом участке цепи.

При этом величина силы тока, способная разжечь 25-ти ваттку, никак не способна «поджечь» двухсотку. Грубо говоря, источник света с лампой 200Вт и более, будет восприниматься относительно 25Вт как обычный участок провода, через который течет ток.

Можно увеличить количество ламп и добавить в схему еще одну. Делается это опять все просто.

Два конца питающего провода третьей лампы, скручиваете с любыми концами от первых двух. А на оставшиеся опять подаете 220В.

Как будет светиться в этом случае данная гирлянда? Падение напряжения будет еще больше, а значит лампочки загорятся не то что в полсилы, а вообще будут еле-еле гореть.

Помимо существенного падения напряжения, вторым отрицательным моментом такой схемы, является ее ненадежность.

Если у вас сгорит всего одна из лампочек в этой цепочке, то сразу же потухнут и все остальные.

Еще нужно сделать замечание, что такая последовательная схема будет хорошо работать на обычных лампах накаливания. На некоторых других видах, в том числе светодиодных, никакого эффекта можете и не дождаться.

У них в конструкции может быть заложена электронная схема, которой нужно питание порядка 220В. Безусловно, они могут работать и от пониженных значений в 150-160В, но 90В и менее, для них уже будет недостаточно.

Кстати, некоторые электрики при монтаже освещения в квартире могут совершить случайную ошибку, которая как раз таки связана с последовательным подключением источников освещения.

В результате, у вас будет наблюдаться следующий эффект. При включении выключателя света будет загораться одна лампочка в комнате, а при его выключении – другая.

При этом невозможно будет добиться того, чтобы потухли обе сразу. Как такое возможно?

Ошибка кроется в том, что электрик просто перепутал место присоединения одного из проводов выключателя и воткнул его в разрыв между двух ламп разной мощности. Вот наглядная схема такой неправильной сборки.

Как видно из нее, при включении напряжения, через контакты одноклавишника на второй источник освещения подается напряжение 220V, и он как положено загорается.

При этом первый источник остается без питания, т.к. с обоих сторон к нему подведена «одноименка».

А когда вы разрываете цепь, здесь уже образуется та самая последовательная схема и лампа меньшей мощности будет светиться.

В то время как большей, практически потухнет. Все как и было описано выше.

Где же можно в быту, применить такую казалось бы не практичную схему?

Самое широко известное использование подобных конструкций – это елочные новогодние гирлянды.

Также можно сделать последовательную подсветку в длинном проходном коридоре и без особых затрат получить освещение в стиле лофт.

Постоянно горят лампочки в подъезде или дома из-за большого напряжения? Самый дешевый выход – включить последовательно еще одну.

Вместо одной 60Вт, включаете две сотки и пользуетесь ими практически «вечно». Из-за пониженного напряжения в 110В, вероятность выхода их из строя снижается в сотни раз.

Еще одно оригинальное применение, которым я все таки не рекомендую пользоваться, но отдельные электрики в безвыходных ситуациях к нему прибегают. Это так называемая фазировка трехфазных цепей.

Допустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 – фА ввод№2).

А при разных (фА ввод№1 – фВ ввод№2) – они загорятся.

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Как сделать такую простую и незамысловатую инфракрасную печку, читайте в статье по ссылке ниже.

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Теперь давайте рассмотрим параллельную схему соединения.

При параллельном включении концы питающих проводов двух лампочек, просто скручиваются между собой. Далее, на них подается напряжение 220V.

Таким образом можно подключить любое количество светильников. Самое главное, чтобы сечение питающих проводников было рассчитано на такую нагрузку.

В этом случае все светиться и гореть у вас будет ровно с такой яркостью, на которую изначально и были рассчитаны светильники.

На практике, конечно в одну кучу все провода не скручиваются, а поступают несколько иначе. Пускают один общий протяженный кабель, а уже к нему, в виде отпаек, подсоединяются отдельные лампочки.

Пи этом схема может быть как шлейфная, так и лучевая. Но обе они являются параллельными.

Данная схема применяется повсеместно – в многорожковых люстрах, в уличных светильниках, в домашних декоративных светильниках и т.д.

И если при этом перегорит любая лампочка, остальные как ни в чем ни бывало продолжат светиться.

Напряжение на них подается одновременно и всегда составляет номинальные 220В.

Но все таки при монтаже освещения у себя дома, используя параллельное подключение, не забывайте и о последовательном.

Как было указано выше, оно тоже имеет свои преимущества в определенных ситуациях и может здорово помочь с решением множества задач (декоративная подсветка, светильники-обогреватели, «вечная» лампочка и т.д).

После того как составили план расположения точечных светильников на потолке, в подсветке шкафа, приходится задуматься об их электрическом подключении. Как подключить точечные светильники, по каким схемам, какими проводами и кабелями — обо всем этом дальше.

Последовательное соединение

Подключить точечные светильники можно последовательно, хотя это — не лучший выход. Несмотря на то, что этот тип соединения требует минимального количества проводов, в быту он практически не используется. Все потому что имеет два существенных недостатка:

    Лампы светятся не в полную силу, так как на них подается пониженное напряжение. Насколько пониженное — зависит от количества подключенных лампочек. Например, подключено к 220 В три лампы — делить надо на 3. Это значит, что на каждый светильник приходит по 73 В. Если подключено 5 ламп, делим на 5 и т.д.

Принцип последовательного соединения

Именно по этим причинам такой тип подключения применяется исключительно в елочных гирляндах, где собрано большое количество маломощных источников света. Можно, конечно, первый недостаток использовать: подключить последовательно к сети 220 В лампочки на 12 В в количестве 18 или 19 штук. В сумме они дадут 220 В (при 18 штуках 216 В, при 19 — 228 В). В этом случае не понадобиться трансформатор и это плюс. Но при перегорании одной из них (или даже ухудшении контакта), искать причину придется долго. И это большой минус, который сводит на нет все положительные моменты.

Схема последовательного соединения лампочек (точечных светильников)

Если вы решили подключить точечные светильники последовательно, сделать это просто: фаза обходит все светильники один за другим, ноль подается на второй контакт последней лампочки в цепи.

Если говорить о фактической реализации, то фаза от распределительной коробки подается на выключатель, оттуда — на первый точечный светильник, со второго его контакта — на следующий…. и так до конца цепочки. Ко второму контакту последнего светильника подключается нулевой провод (нейтраль).

Схема последовательного подключения точечных светильников через одноклавишный выключатель

У этой схемы есть одно практическое применение — в подъездах домов. Можно параллельно подключить две лампочки накаливания к обычной сети 220 В. Они будут светиться в пол накала, но перегорать будут крайне редко.

Параллельное соединение

В большинстве случаев используется параллельная схема подключения точечных светильников (ламп). Даже несмотря на то что требуется большое количество проводов. Зато напряжение на все осветительные приборы подается одинаковое, при перегорании не работает одна, все остальные — в работе. Соответственно, никаких проблем с поиском места поломки.

Схема параллельного подключения точечных светильников

Как подключить точечные светильники параллельно

Есть два способа параллельного соединения:

  • Лучевой. На каждый осветительный прибор идет отдельный кабель (двух или трехжильный — зависит от того, есть у вас заземление или нет).
  • Шлейфное. Пришедшая от выключателя фаза и нейтраль со щитка заходят на первый светильник. От этого светильника идет кусок кабеля на второй, и так далее. В результате к каждому светильнику, кроме последнего, оказывается подключенным по четыре куска кабеля.

Способы реализации параллельного подключения

Лучевая

Лучевая схема подключения более надежна — если проблемы случаются, то не горит только эта лампочка. Есть два минуса. Первый — большой расход кабеля. С ним можно смириться, так как делается проводка один раз и надолго, а надежность такой реализации высокая. Второй минус — в одной точке сходится большое количество проводов. Качественное их соединение — непростая задача, но решаемая.

Соединить большое количество проводов можно при помощи обычной клеммной колодки. В этом случае с одной стороны подается фаза, при помощи перемычек она разводится на нужное число контактов. С противоположной стороны подключаются провода, идущие к лампочкам.

Способы соединения проводов при лучевом исполнении

Практически так же можно использовать клеммники Ваго на соответствующее число контактов. Выбрать надо модель для параллельного соединения. Лучше — чтобы они были заполнены пастой, предотвращающей окисление. Этот способ хорош — легок в исполнении (зачистить провода, вставить в гнезда и все), но очень много низкокачественных подделок, а оригиналы стоят дорого (и то не факт, что вам продадут оригинал). Потому многие предпочитают пользоваться обычной клеммной колодкой. Кстати, есть они нескольких видов, но более надежными считаются карболитовые с защитным экраном (на рисунке выше они черного цвета).

И последний приемлемый способ — скрутка всех проводников с последующей сваркой (пайка тут не пойдет, так как проводов слишком много, обеспечить надежный контакт очень сложно). Минус в том, что соединение получается неразъемным. В случае чего, придется удалять сваренную часть, потому нужен «стратегический» запас проводов.

Пример исполнения лучевого подключения точечных светильников

Чтобы уменьшить расход кабеля при лучевом способе соединения, от выключателя до середины потолка тянут линию, там ее закрепляют, и от нее разводят провода к каждому светильнику. Если надо сделать две группы, ставят двухклавишный (двухпозиционный) выключатель, от каждой клавиши тянут отдельную линию, потом расключают светильники по выбранной схеме.

Шлейфное соединение

Шлейфное соединение применяют тогда, когда светильников очень много и тянуть к каждому отдельную магистраль очень уж накладно. Проблема при таком способе реализации в том, что при проблеме соединения в одном месте, все остальные тоже оказываются неработоспособны. Зато локализация повреждения проста: после нормально работающего светильника.

Фактическая реализация параллельного соединения шлейфным способом

В этом случае также можно разделить светильники на две или больше группы. В этом случае понадобиться выключатель с соответствующим количеством клавиш. Схема подключения в этом случае выглядит не очень сложно — добавиться еще одна ветка.

Как подключить точечные светильники к двойному выключателю

Собственно, схема справедлива для обоих способов реализации параллельного подключения. При необходимости можно сделать и три группы. Такие — трехпозиционные — выключатели тоже есть. Если же нужны четыре группы — придется ставить два двухпозиционных.

Подключение встроенных потолочных светильников со светодиодными лампами на 12 в

Точечные светильники могут работать и от пониженного напряжения 12 В. В них тогда ставят светодиодные лампочки. Подключатся они по параллельной схеме, питание подается с трансформатора (преобразователя напряжения). Его ставят после выключателя, с его выходов подают напряжение на светильники.

Схема подсоединения точечных светильников на 12 В через общий трансформатор

В этом случае мощность трансформатора находят как суммарная мощность подключенной к нему нагрузки, с запасом в 20-30%. Например, установить надо 8 точек освещения по 6 ватт (это мощность светодиодных лампочек). Общая нагрузка — 48 Вт, запас берем 30% (для того чтобы транс не работал на пределе возможностей и служил дольше). Получается надо искать преобразователь напряжения мощностью не ниже 62,4 Вт.

Если хочется источники света разбить на несколько групп, нужны будут несколько трансформаторов — по одному на каждую группу. Также нужен будет многопозиционный выключатель (или несколько обычных).

Подключение светильников на 12 В через двойной выключатель

Обе эти схемы имеют один недостаток — при выходе из строя адаптера не работает группа лам или даже все. При желании можно подключить точечные светильники на 12 вольт так, чтобы повысить надежность их работы. Для этого к каждому источнику света устанавливают свой трансформатор.

Подключение точечных светильников на 12 В с персональным трансформатором

С точки зрения эксплуатации практически идеальная схема подключения светильников на 12 вольт — с трансформатором на каждый элемент освещения.

Схема подключения точечных светильников на 12 В с персональным трансформатором

В этом случае параллельно подключаются трансформаторы, а к их выходам — сами светильники. Такой способ получается более затратный. Но при выходе из строя трансформатора не горит только одна лампа и никаких проблем с выявлением участка повреждения.

Выбор сечения проводов

При подаче низкого напряжения ток на светильники идет большой и потери по длине будут значительные. Потому для подключения точечных светильников на 12 В важно выбрать правильное сечение кабеля. Проще всего это сделать по таблице, ориентируясь на длину кабеля, прокладываемого к каждому светильнику и потребляемый ток.

Таблица для определения сечения кабеля при подключении точечных светильников на 12 В

Ток можно высчитать: разделить мощность на напряжение. Например, подключаем четыре точечных светильника со светодиодными лампами по 7 Вт. Напряжение — 12 В. Суммарная мощность — 4*7 = 28 Вт. Ток — 28 Вт/12 В = 2,3 А. В таблице берем ближайшее большее значение силы тока. В данном случае это 4 А. При длине линии до 8,5 метров можно брать медный кабель сечением 0,75 мм 2 . Такое малое сечение получается исключительно из-за малой мощности светодиодных ламп. При использовании экономок, галогенок или ламп накаливания, сечение будет намного больше, так как токи значительно возрастают.

Этот способ расчета сечения кабеля подходит для шлейфного типа параллельного соединения с одним трансформатором. При лучевом те же самые действия приходится производить для каждого светильника.

Особенности монтажа

Монтируют точечные светильники обычно в подвесные или натяжные потоки. Еще вариант — подсветка шкафов. В любом случае, согласно ПУЭ, прокладка получается скрытой, и рекомендовано использовать кабель в негорючей оболочке. Наиболее популярный вариант — подключить точечные светильники кабелем ВВГнг. По желанию можно выбрать еще более безопасную его версию — ВВГнг Ls, которая во время пожара выделяет мало дыма.

Использование кабелей или проводов, не содержащих в маркировке буквы НГ — только на ваш страх и риск. Так как при работе освещения выделяется тепло, что может привести к возгоранию.

Если точечные светильники монтируются в подвесной потолок, кабель можно уложить в поперечные профили, к которым гипсокартон не крепится. В продольные его класть не стоит, так как высок шанс повредить саморезом изоляцию при монтаже гипсокартонных листов. Еще один вариант — крепить кабели на профили сбоку, притягивая их пластиковыми стяжками.

Укладывать кабель для подключения точечных светильников можно в поперечные профили, которые находятся повыше

В таком случае сначала собирают каркас, затем растягивают провода, оставляя концы в 20-30 см для удобства монтажа. При использовании светильников на 12 В трансформаторы располагают в непосредственной близости от одного из отверстий. При повреждении или необходимости обслуживания к нему можно добраться вытащив светильник.

Если планируется натяжной потолок, кабели крепят в первую очередь, непосредственно к потолку. В этом случае их часто укладывают в гофрошланг — для повышения пожарной безопасности. Использовать можно любой подходящий крепеж для кабеля — стяжки, дюбель-стяжки, клипсы подходящего размера, проволочные лотки и др.

Ток в параллельной цепи. Исследовательская работаПараллельное соединение лампочки и электродвигателя в повседневной жизни и техника безопасности при работе с электроприборами

Светодиоды (они же led) на протяжении многих лет активно применяются как в производстве телевизоров, так и в качестве основного освещения дома или квартиры, однако вопрос о том, как правильно выполнить подключение светодиодов актуален и по сей день.

ВАЖНО!!! Опытный электрик слил в сеть секрет, как платить за электроэнергию вдвое меньше, легальный способ…

На сегодняшний день их существует огромное количество, различной мощности (сверхяркие ), работающих от постоянного напряжения, которые можно подключать тремя способами:

  1. Параллельно.
  2. Последовательно.
  3. Комбинированно.

Также существуют специально разработанные схемы, позволяющие подключить светодиод к стационарной бытовой сети 220В. Давайте рассмотрим более детально все варианты подключения led, их преимущества и недостатки, а также как это выполнить своими руками.

Основные принципы подключения

Как было сказано ранее, конструкция светоизлучающего диода подразумевает их подключение исключительно к источнику постоянного тока. Однако, поскольку рабочая часть светодиода – это полупроводниковый кристалл кремния, то очень важно соблюдать полярность, в противном случае светодиод не будет излучать световой поток.

Каждый светодиод имеет техническую документацию, в которой содержатся инструкции и указания по правильному подключению. Если документации нет, можно посмотреть . Маркировка поможет узнать производителя, а зная производителя, Вы сможете найти нужный даташит, в котором и содержится информация по подключению. Вот, такой не хитрый совет.

Как определить полярность?

Для решения вопроса существует всего 3 способа:

С полярностью разобрались, теперь нам нужно определиться с тем, как подключить LED к сети. Для тех, кто не понял, читайте подробную и интересную статью . В ней мы собрали все возможные способы проверки, и даже при помощи батарейки.

Способы подключения

Условно, подключение происходит по 2 способам:

  1. К стационарной сети промышленной частоты (50Гц) напряжением 220В;
  2. К сети с безопасным напряжением величиной 12В.

Если необходимо подключить несколько led к одному источнику питания, тогда нужно выбрать последовательное или параллельное подключение.

Рассмотрим каждый из вышеприведенных примеров по отдельности.

Подключение светодиодов к напряжению 220В

Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:

в которой 0,75 – коэффициент надежности led, U пит – это напряжения источника питания, U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток, I – номинальный ток, проходящий через него, и R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока. После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

После определения номинала и мощности сопротивления можно собрать схему для подключения одного светодиода к 220В. Для ее надежной работы необходимо ставить дополнительный диод, который будет защищать светоизлучающий диод от пробоя, при возникновении амплитудного напряжения на выводах светодиода в 315В (220*√2).

Схема практически не применяется, поскольку в ней возникают очень большие потери из-за выделения тепла в сопротивлении. Рассмотрим более эффективную схему подключения к 220 В:

На схеме, как видим, установлен обратный диод VD1, пропускающий обе полуволны на конденсатор C1 емкостью 220 нФ, на котором происходит падение напряжение до необходимого номинала.

Сопротивление R1 номиналом 240 кОм, разряжает конденсатор при выключенной сети, а во время работы схемы не играет никакой роли.

Но это упрощенная модель для подключения LED, в большинстве светодиодных ламп уже встроенный драйвер (схема), который преобразует переменное напряжение 220В в постоянное с величиной 5-24В для их надежной работы. Схему драйвера Вы можете видеть на следующем фото:


Подключение светодиодов к сети 12В

12 вольт – это безопасное напряжение, которое применяется в особо опасных помещениях. Именно к таким и относятся ванные комнаты, бани, смотровые ямы, подземные сооружения и другие помещения.

Для подключения к источнику постоянного напряжения номиналом 12В, аналогично, подключению к сетям 220В необходимо гасящее сопротивление. В противном случае, если подключить его напрямую к источнику, из-за большего проходящего тока светодиод мгновенно сгорит.

Номинал этого сопротивления и его мощность рассчитываются по тем же формулам:

В отличии от цепей 220В, для подключения одного светодиода к сети 12В нам потребуется сопротивление со следующими характеристиками:

  • R = 1,3 кОм;
  • P = 0,125Вт.

Еще одним достоинством напряжения 12В, является то, что в большинстве случаев оно уже выпрямленное (постоянное), что значительно упрощает схему подключения. Рекомендуется дополнительно монтировать стабилизатор напряжения типа КРЭН или аналога.


Как мы уже знаем, светоизлучающий диод можно подключить как к цепям 12В, так и к цепям 220В, однако существует и несколько вариаций их соединения между собой:

  • Последовательное.
  • Параллельное.

Последовательное подключение

При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:


В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.

Падение напряжения – это уровень напряжения, которое светоизлучающий диод преобразует в световую энергию (свечение).

Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.

После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему параллельного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.

Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.

Недостатки последовательного подключения
  1. При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема;
  2. Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.

Параллельное подключение

В данной ситуации все происходит наоборот. На каждом светодиоде уровень напряжения одинаковый, а сила тока состоит из суммы токов, проходящих через них.


Следуя из вышесказанного делаем вывод, если у нас есть источник в 12В и 10 светодиодов, блок питания должен выдерживать нагрузку в 0,2А (10*0,002).

Исходя из вышеупомянутых расчетов — для параллельного подключения потребуется токоограничивающий резистор с номиналом 2,4 Ом (12*0,2).

Это глубокое заблуждение!!! Почему? Ответ Вы найдете ниже

Характеристики каждого светодиода даже одной серии и партии всегда разные. Если другими словами: чтобы засветился один, необходимо пропустить через него ток с номиналом 20 мА, а для другого этот номинал может составлять уже 25 мА.

Таким образом, если в схеме установить только одно сопротивление, номинал которого был рассчитан ранее, через светодиоды будет проходить разный ток, что вызовет перегрев и выход из строя светодиодов, рассчитанных на номинал в 18мА, а более мощные будут светить всего на 70% от номинала.

Исходя из вышесказанного, стоит понимать, что при параллельном подключении, необходимо устанавливать отдельное сопротивление для каждого.


Недостатки параллельного подключения:
  1. Большое количество элементов;
  2. При выходе одного диода из строя увеличивается нагрузка на остальные.

Смешанное подключение

Подобный способ подключения является самым оптимальным. По такому принципу собраны все светодиодные ленты. Он подразумевает комбинацию параллельного и последовательного подключения. Как он выполняется можно увидеть на фото:


Схема подразумевает включение параллельно не отдельных светодиодов, а последовательных цепочек из них. В результате этого даже при выходе из строя одной или нескольких цепочек, светодиодная гирлянда или лента будут по-прежнему одинаково светить.

Мы рассмотрели основные способы подключения простых светодиодов. Теперь разберем методы соединения мощных светодиодов, и с какими проблемами можно столкнуться при неправильном подключении.

Как подключить мощный светодиод?

Для работоспособности мощных светоизлучающих диодов, так же, как и простых нам потребуется источник питания. Однако в отличии от предыдущего варианта, он должен быть на порядок мощней.

Чтобы засветить мощный светодиод номиналом 1W, источник питания должен выдерживать не менее 350 мА нагрузки. Если номинал 5W, то источник питания постоянного тока должен выдержать нагрузку тока не менее 1,4А.

Для корректной работы мощного светодиода обязательно необходимо использовать интегральный стабилизатор напряжения типа LM, который защищает его от скачков напряжения.


Если необходимо подключить не один, а несколько мощных LED, рекомендуем ознакомиться с правилами последовательного и параллельного подключения, которые были описаны выше.

Ошибки при подключении

Видео

Ошибки подключения могут повлечь за собой неприятные последствия, от банальной поломки светодиодов, до нанесения себе повреждений. Поэтому, настоятельно рекомендуем посмотреть видео, где разбирают часто встречающиеся ошибки.

Заключение

Прочитав статью можно сделать вывод, что все светодиоды, вне зависимости от рабочего напряжения, всегда подключаются параллельно или последовательно — школьный курс физики. Еще стоит помнить, что никакой светодиод не подключается напрямую в сеть 220В, всегда нужно использовать защитные элементы в схеме подключения. Тип применяемых защитных элементов зависит от вида подключаемого светоизлучающего диода.

Одним из китов, на котором держатся многие понятия в электронике, является понятие последовательного и параллельного подключения проводников. Знать основные отличия указанных типов подключения просто необходимо. Без этого нельзя понять и прочитать ни одной схемы.

Основные принципы

Электрический ток движется по проводнику от источника к потребителю (нагрузке). Чаще всего в качестве проводника выбирается медный кабель. Связано это с требованием, которое предъявляется к проводнику: он должен легко высвобождать электроны.

Независимо от способа подключения, электрический ток двигается от плюса к минусу. Именно в этом направлении убывает потенциал. При этом стоит помнить, что провод, по котору идет ток, также обладает сопротивлением. Но его значение очень мало. Именно поэтому им пренебрегают. Сопротивление проводника принимают равным нулю. В том случае, если проводник обладает сопротивлением, его принято называть резистором.

Параллельное подключение

В данном случае элементы, входящие в цепь, объединены между собой двумя узлами. С другими узлами у них связей нет. Участки цепи с таким подключением принято называть ветвями. Схема параллельного подключения представлена на рисунке ниже.

Если говорить более понятным языком, то в данном случае все проводники одним концом соединены в одном узле, а вторым — во втором. Это приводит к тому, что электрический ток разделяется на все элементы. Благодаря этому увеличивается проводимость всей цепи.

При подключении проводников в цепь данным способом напряжение каждого из них будет одинаково. А вот сила тока всей цепи будет определяться как сумма токов, протекающих по всем элементам. С учетом закона Ома путем нехитрых математических расчетов получается интересная закономерность: величина, обратная общему сопротивлению всей цепи, определяется как сумма величин, обратных сопротивлениям каждого отдельного элемента. При этом учитываются только элементы, подключенные параллельно.

Последовательное подключение

В данном случае все элементы цепи соединены таким образом, что они не образуют ни одного узла. При данном способе подключения имеется один существенный недостаток. Он заключается в том, что при выходе из строя одного из проводников все последующие элементы работать не смогут. Ярким примером такой ситуации является обычная гирлянда. Если в ней перегорает одна из лампочек, то вся гирлянда перестает работать.

Последовательное подключение элементов отличается тем, что сила тока во всех проводниках равна. Что касается напряжения цепи, то оно равно сумме напряжения отдельных элементов.

В данной схеме проводники включаются в цепь поочередно. А это значит, что сопротивление всей цепи будет складываться из отдельных сопротивлений, характерных для каждого элемента. То есть общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех проводников. Эту же зависимость можно вывести и математическим способом, используя закон Ома.

Смешанные схемы

Бывают ситуации, когда на одной схеме можно увидеть одновременно последовательное и параллельное подключение элементов. В таком случае говорят о смешанном соединении. Расчет подобных схем проводится отдельно для каждой из группы проводников.

Так, чтобы определить общее сопротивление, необходимо сложить сопротивление элементов, подключенных параллельно, и сопротивление элементов с последовательным подключением. При этом последовательное подключение является доминантным. То есть его рассчитывают в первую очередь. И только после этого определяют сопротивление элементов с параллельным подключением.

Подключение светодиодов

Зная основы двух типов подключения элементов в цепи, можно понять принцип создания схем различных электроприборов. Рассмотрим пример. Схема подключения светодиодов во многом зависит от напряжения источника тока.


При небольшом напряжении сети (до 5 В) светодиоды подключают последовательно. Снизить уровень электромагнитных помех в данном случае поможет конденсатор проходного типа и линейные резисторы. Проводимость светодиодов увеличивают за счет использования системных модуляторов.

При напряжении сети 12 В может использоваться и последовательное, и параллельное подключение сети. В случае последовательного подключения используют импульсные блоки питания. Если собирается цепь из трех светодиодов, то можно обойтись без усилителя. Но если цепь будет включать большее количество элементов, то усилитель необходим.

Во втором случае, то есть при параллельном подключении, необходимо использование двух открытых резисторов и усилителя (с пропускной способностью выше 3 А). Причем первый резистор устанавливается перед усилителем, а второй — после.

При высоком напряжении сети (220 В) прибегают к последовательному подключению. При этом дополнительно используют операционные усилители и понижающие блоки питания.

Когда проводка в квартире или доме уже присутствует и нет надобности подключать дополнительные источники света, то вопрос — как подключить лампу, не является актуальным. Но как же выполнить эту работу когда появляется такая необходимость. Тут без элементарных знаний электротехники и умения составить принципиальную, казалось бы, элементарную схему уже не обойтись.

Все источники света люминесцентные (экономки), светодиодные светильники могут быть подключены, как в принципе и все имеющиеся в электрической цепи сопротивления, параллельно, последовательно, смешанно. Смешанное соединение не используется для подключения ламп, так как в нём просто нет необходимости. А вот на параллельном и последовательном подключении стоит остановить своё внимание поподробнее.

Последовательное и параллельное подключение двух и более источников света

Для того чтобы подключить самую простую лампочку накаливания, как в принципе и любую другую, нужно подключить её один контакт к фазе, а другой к нулю, самому распространённому в бытовых условиях стран СНГ переменному напряжению 220 вольт.

Параллельное подключение устройств освещения подразумевает под собой подключение двух и более источников светового потока в параллель, то есть одни контакты ламп подключаются только к фазе, а все другие только к нулю, как показано на рисунке 1.

Через каждую лампочку пройдёт ток, который будет зависеть от её мощности, так же как и яркость светового потока, излучаемого ими, будет тоже зависеть от мощности каждой лампы. Естественно, что ток I будет равен сумме всех трёх токов, поэтому диаметр сечения основных проводников следует выбирать согласно ему. Это подключение считается самым распространённым и приемлемым, так как к нему можно будет, при необходимости в будущем, добавлять источники света и они не будут влиять на уже установленные.

При последовательном соединении, изображённом на рисунке, ток, протекающий по одной лампочке, будет зависеть от мощности, каждого источника света, а напряжение на них будет разделено на количество ламп и при данном входящем напряжении 220 вольт, будет равняется 110 вольт на каждом источнике света.

Такое подключение нужно обязательно выполнять со светильниками, которые имеют равную мощность. Рассмотреть это можно на примере двух ламп накаливания. Так как если подключить одну лампу 20 Ватт, а другую, например, на 200 Ватт, то лампа с меньшей мощностью тут же выйдет из строя, так как по ней пройдёт ток такой же, как и во второй лампе мощностью 200 Ватт, а это в 10 раз больше её номинала. Такое подключение может быть использовано для увеличения срока службы ламп накаливания, например, в подъездах и на лестничных клетках. Подключив две лампы на 220 вольт и мощностью, например, по 60 Ватт, они будут гореть вполсилы и прослужат очень долго. Нужно учесть, что это возможно только при подключении ламп накаливания. Последовательное подключение двух и более светодиодных ламп (светильников) и экономичных ламп нецелесообразно, так как они и так обладают довольно большим сроком службы.

Подключение лампы на один выключатель или на несколько

Как подключить лампу через выключатель? Главным нюансом при подключении является то, что нулевой провод питания непосредственно подключается к сети 220 вольт, а через выключатель разрывается фаза. Это делается для того чтобы можно было смело решать проблемами с патроном осветительного прибора, отключив лишь выключатель. Если подключение двух выключателей выполнить последовательно, то только при нажатии обеих клавиш лампа загорится. Такие виды подключения выключателей освещения очень редко используются, только при определённых индивидуальных условиях.

Интереснее является подключение так называемого проходного выключателя.

Суть такой схемы подключения одной лампы заключается в том, что включение и отключение лампы может быть произведено как от первого, так и от второго выключателя, вне зависимости в каком положении каждый из них. Например, это удобно, допустим, в длинном коридоре при входе в него человек нажимает на клавишу выключателя 2, и спокойно идёт по освещённому помещению, дойдя до конца коридора, не нужно возвращаться для выключения света, а можно лёгким нажатием выключателя 1, установленного в конце коридора, произвести отключение данного источника света. При таком подключении фаза тоже проходит через выключатели.

Усовершенствование освещения путём установки датчика движения

Главная функция установки датчика движения и подключения его к системе освещения, это автоматическое включение освещения без нажатия на клавишу выключателя освещения. То есть человек зашел помещение или в зону срабатывания датчика и свет включился, после ухода свет самостоятельно (автоматически) выключился. При выборе датчика движения необходимо в первую очередь учесть максимальную мощность ламп освещения.

Схема подключения датчика движения тоже не вызывает особых сложностей. Её можно устанавливать как с выключателем, так и без него. Просто при включении контакта выключателя датчик движения выводится из сети освещения, и осветительный прибор включается напрямую без датчика.

В любом случае работая с напряжением обязательно выполнять требования техники безопасности, а в частности:

  • проверять наличие и отсутствие напряжения на токоведущих элементах, к которым человек дотрагивается при монтаже;
  • автоматы питания освещения должны быть под замком;
  • работы производить исправным инструментом.

Видео о подключении ламп

Секция Физика

Номинация: Учебные проекты

Параллельное соединение лампочки и электродвигателя в повседневной жизни и техника безопасности при работе с электроприборами.

Научный руководитель: Колегойда Е.А., учитель начальных классов

Актуальность: Последовательное соединение ламп накаливания в домашнем быту используется редко.

Ситуация была такая, что подъездная лампа перегорала с периодичностью в один месяц, и надо было что-то делать.

Обычно, в таких случаях лампу включают через диод, чтобы она питалась пониженным напряжением 110В и долго служила. Вариант проверенный, но при этом сама лампа мерцает, да и светит в полнакала.

Когда же стоят две последовательно, то они так же питаются пониженным напряжением 110В, не мерцают, долго служат, светят и потребляют энергии как одна. Причем их можно развести по разным углам помещения, что тоже плюс.

Здесь в линии коричневого цвета, лампы HL1 и HL2 соединены последовательно – одна за другой. Поэтому такое соединение называют последовательным .

Если подать напряжение питания 220В на концы L и N , то загорятся обе лампы, но гореть они будут не в полную силу, а в половину накала. Так как сопротивление нитей ламп рассчитано на питающее напряжение 220В, и когда они стоят в цепи последовательно, одна за другой, то за счет добавления сопротивления нити накала следующей лампы, общее сопротивление цепи будет увеличиваться, а значит, для следующей лампы напряжение всегда будет меньше согласно закону Ома.

Поэтому при последовательном соединении двух ламп напряжение 220В будет делиться пополам, и составит 110В для каждой.

Примером последовательного соединения могут служить новогодние гирлянды. Здесь из миниатюрных лампочек с низким питанием создается одна лампа на напряжение 220В.

Например, берем лампочки, рассчитанные на 6,3 Вольта и делим их на 220 Вольт. Получается 35 штук. То есть, чтобы сделать одну лампу на напряжение 220В, нам нужно соединить последовательно 35 штук с напряжением питания 6,3 Вольта.

Как Вы знаете, у гирлянд есть один недостаток. Перегорает одна из ламп, например, канала зеленого цвета, значит, не горит канал зеленого цвета. Тогда мы идем на рынок, покупаем лампочки зеленого цвета, а потом дома по одной вынимаем, вставляем новую, и пока не заработает канал, перебираем его весь.

Вывод:

Недостатком последовательного соединения является то, что если выйдет из строя хоть одна из ламп, гореть не будут все, так как нарушается электрическая цепь.

А вторым недостатком, является слабое свечение. Поэтому последовательное соединение ламп накаливания на напряжение 220В в домашних условиях практически не применяется.

Параллельным соединением называют такое соединение, где все элементы электрической цепи, в данном случае лампы накаливания, находятся под одним и тем же напряжением. То есть получается, что каждая лампа, своими контактами, подключена и к фазе и к нулю. И если перегорит любая из ламп, то остальные будут гореть. Именно такое соединение ламп, рассчитанных на напряжение питания 220В, используется в домашнем быту, и не только.

На следующем рисунке так же изображено параллельное соединение. Здесь все три лампы соединены в одном месте. Еще такое соединение называют «звезда»

Бывают моменты, что когда именно из одной точки нужно развести проводку в разные направления.

Именно «звездой» делают разводку по квартире при монтаже розеток.

Параллельное включение ламп применяется и при освещении дорог. В частности, электрические лампы и двигатели, предназначенные для работы при определенном напряжении, всегда включают параллельно.
На электровозах постоянного тока и некоторых тепловозах тяговые двигатели в процессе регулирования скорости движения нужно включать под различные напряжения, поэтому они в процессе разгона переключаются с последовательного соединения на параллельное.

Цель моей исследовательской работы: показать преимущества параллельного соединения ламп и предложить рекомендации по технике безопасности при работе с электричеством.

Практическая ценность проделанной работы: при параллельном соединении элементов требуется больше проводов в реальной жизни, но это компенсируется тем, что если ломается один элемент, то все остальные работают. При этом весь ток будет проходить через эту вторую лампу. Это очень удобно. Если елочная гирлянда имеет параллельно включенные лампочки, и одна из них перегорает, то вы можете этого и не заметить. А когда заметите, просто заменить погасшую лампочку.

Так, электроприборы в наших домах включаются в цепь параллельно. И если один из них выходит из строя, то остальные остаются в рабочем состоянии.

Эквивалентным сопротивлением называется сопротивление, которое может заменить все элементы, входящие в данную цепь.

Стоить отметить, что при параллельном соединении эквивалентное сопротивление будет достаточно малым. Соответственно, сила тока будет достаточно большой. Это стоит учитывать при включении в розетки большого количества электрических приборов. Ведь тогда сила тока возрастет, что может привести к перегреванию проводов и пожарам.

Исследования:

1. Для представления проекта параллельного соединения лампочки и электродвигателя я установил пропеллер, затем замкнул выключатель, электродвигатель начнет вращаться, а лампочка загорится. Если выкрутить лампочку, замкнуть выключатель, электродвигатель продолжит работать.

2. Человеческое тело — проводник. Если случайно человек окажется под напряжением, то в большинстве случаев он не избежит травмы и даже смерти. Для этого я собрал конструктор со звуком звездных войн и светом, управляемый сенсором. Заменил кнопку сенсорной пластиной. Прерывистое прикосновение пальцев к пластине позволяет управлять звездными войнами.

Полученные результаты и их оценка:

Первый эксперимент показал, что параллельное соединение имеет существенные преимущества перед последовательным, вследствие чего оно получило наиболее широкое распространение, так если ломается один элемент, то все остальные работают.

Второй эксперимент показывает, что человеческое тело имеет не очень большое сопротивление (1кОм) и обладает свойствами электрического конденсатора (это устройство для накопления заряда и энергии ) . Человеческое тело — проводник. Если случайно человек окажется под напряжением, то в большинстве случаев он не избежит травмы и даже смерти.

Электричество – друг человечества. Однако, при неправильном обращении к нему, такая дружба может оказаться очень опасной. Чтобы снизить вероятность поражения электрическим током, необходимо соблюдать элементарные правила безопасной работы

Таким образом, я предлагаю рекомендации по технике безопасности при работе с электричеством.

Первая помощь при поражении электрическим током.

Электрический ток ничем не пахнет, не имеет цвета, не издает звуков и не осязается, поэтому предупредить человека о своем присутствии не может. О нем просто надо знать или быть предельно осторожным. При поражении электрическим током опасность усугубляется неспособностью пострадавшего помочь себе.

Обеспечь свою безопасность. Надень сухие перчатки (резиновые, шерстяные, кожаные и т.п.), резиновые сапоги. По возможности отключи источник тока. При подходе к пострадавшему по земле иди мелкими, не более 10 см, шагами.

Сбрось с пострадавшего провод сухим токонепроводящим предметом (палка, пластик). Оттащи пострадавшего за одежду не менее чем на 10 метров от места касания проводом земли или от оборудования, находящегося под напряжением.


Вызови (самостоятельно или с помощью окружающих) «скорую помощь».

Определи наличие пульса на сонной артерии, реакции зрачков на свет, самостоятельного дыхания.

При отсутствии признаков жизни проведи сердечно-легочную реанимацию.

При восстановлении самостоятельного дыхания и сердцебиения придай пострадавшему устойчивое боковое положение.

Если пострадавший пришел в сознание, укрой и согрей его. Следи за его состоянием до прибытия медицинского персонала, может наступить повторная остановка сердца.

Освобождение пострадавшего от тока.

Прежде всего необходимо быстро освободить пострадавшего от действия электрического тока, т.е. отключить цепь тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок на щитке.
В случае отдаленности выключателя от места происшествия можно перерезать провода или перерубить их (каждый провод в отдельности) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала.
При невозможности быстрого разрыва цепи необходимо оттянуть пострадавшего от провода или же отбросить сухой палкой оборвавшийся конец провода от пострадавшего.
Необходимо помнить, что пострадавший сам является проводником электрического тока. Поэтому при освобождении пострадавшего от тока оказывающему помощь необходимо принять меры предосторожности, чтобы самому не оказаться под напряжением: надеть галоши, резиновые перчатки или обернуть свои руки сухой тканью, подложить себе под ноги изолирующий предмет — сухую доску, резиновый коврик или, в крайнем случае, свернутую сухую одежду.
Оттягивать пострадавшего от провода следует за концы его одежды, к открытым частям тела прикасаться нельзя. При освобождении пострадавшего от тока рекомендуется действовать одной рукой.
Если он находится на стремянке, подставке или каком-либо ином приспособлении, надо принять меры, чтобы предотвратить ушибы или переломы при падении.
Если человек попал под напряжение выше 1000 В такие меры предосторожности недостаточны. Необходимо обратиться к специалистам, которые немедленно снимут напряжение.
Первая помощь пострадавшему
Меры первой помощи зависят от состояния пострадавшего после освобождения от тока.
Для определения этого состояния необходимо:
— немедленно уложить пострадавшего на спину;
— расстегнуть стесняющую дыхание одежду;
— проверить по подъему грудной клетки, дышит ли он;
— проверить наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или на сонной артерии на шее;
— проверить состояние зрачка (узкий или широкий).
Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения мозга.
Определение состояния пострадавшего должно быть проведено быстро, в течение 15 — 20 секунд.
1. Если пострадавший в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под электрическим шоком, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 часов.
2. В случае невозможности быстро вызвать врача необходимо срочно доставить пострадавшего в лечебное учреждение.
3. При тяжелом состоянии или отсутствии сознания нужно вызвать врача (Скорую помощь) на место происшествия.
4. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
5. При отсутствии сознания, но сохранившемся дыхании, пострадавшего надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, давать нюхать нашатырный спирт, обрызгивать водой, растирать и согревать тело. Если пострадавший плохо дышит, очень редко, поверхностно или, наоборот, судорожно, как умирающий, надо делать искусственное дыхание.
6. При отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения — кажущаяся и обратима при оказании помощи. Пораженному угрожает наступление необратимой смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца. Это мероприятие необходимо проводить непрерывно на месте происшествия до прибытия врача.
7. Переносить пострадавшего следует только в тех случаях, когда опасность продолжает угрожать пострадавшему или оказывающему помощь.

Сопротивление тела человека. От величины сопротивления зависит величина тока, проходящего через тело человека в случае попадания под напряжение. Чем больше сопротивление, тем лучше. Однако сопротивление тела человека имеет свойство меняться в меньшую или большую сторону. Уменьшение сопротивления зависит от таких факторов, как влажность организма, наличие алкоголя в крови, эмоциональное состояние человека и т.д. Здоровые и физически крепкие люди противостоят электричеству лучше больных и ослабленных, причем степень поражения во многом определяется состоянием человека. Пот, возбудимость или переутомление снижают сопротивляемость организма.

Смертельным фактором является сила тока, а не напряжение, причем в отличие от переменного тока к постоянному человек быстро привыкает, а вот переменный крайне опасен. Существует порогово ощутимый ток — 0,6-1,5 мА. Ток в 10-15 мА приводит к тому, что пострадавший уже не способен убрать руки от провода или электроприбора (неотпускающий ток). При 50 мА повреждаются органы дыхания и сердечно-сосудистая система, 100 мА (промышленный ток, к частным домам не подводящийся) вызывают остановку сердца.

Таким образом, чем дольше длится воздействие тока на человека, тем вероятнее летальный исход, поскольку сопротивляемость тела уменьшается.

Как правило, электрическую разводку делают как можно выше от пола, поэтому, чтобы упростить себе работу, полезно обзавестись складной лестницей.

    перед началом ремонтных работ, связанных с опасностью получить удар электрическим током, следует выключить групповой автомат на щитке в квартире или на лестничной клетке;

    надо разместить на электрощите на лестничной клетке предупреждающую табличку, иначе сосед может случайно включить электричество в самый неподходящий момент;

    перед тем как приступить к работам, с помощью индикаторной отвертки нужно удостовериться в действительном отсутствии электричества в сети;

    предохранители (пробки), которые сейчас в строительстве не используют, еще установлены в некоторых домах, поэтому следует помнить, что заменяют их только при перегорании. Кустарный ремонт в виде установки проволочек («жучков») может привести к пожару; Использование самодельных предохранителей. В старых жилых домах, где для защиты электрической сети применяются предохранители с плавкой вставкой, очень часто домашние умельцы делают самодельные плавкие вставки. Делать это категорически запрещается. Лучше использовать автоматические выключатели, либо поставить пробку-автомат.

    главным условием безопасного использования электроэнергии в быту является хорошее состояние изоляции, электротехники, предохранительных щитков, переключателей, розеток, ламповых патронов, светильников, шнуров. Изоляцию следует регулярно проверять и обновлять при необходимости. Чтобы не повредить ее, не рекомендуется подвешивать провода на гвозди, железные и деревянные предметы, перекручивать их, размещать за газовыми и водосточными трубами, радиаторами, использовать в качестве вешалки, вытаскивать вилку из розетки за шнур, покрывать их краской и белить, укладывать на работающие светильники. Нельзя использовать светильники с поврежденными вилкой, проводом или выключателем;

    покидая квартиру, не забудьте выключить свет и электроприборы, поскольку так не только экономится электричество, но и существенно уменьшается риск возникновения пожара;

    не следует пользоваться переносными светильниками в ванной комнате. Покупая светильник для нее, нужно внимательно прочитать инструкцию, поскольку есть светильники для сырых помещений, в конструкции которых использованы специальные элементы, чтобы сделать их безопасными;

    наиболее внимательно надо подойти к вопросу электробезопасности в помещениях, где обычно находятся дети;

    мощность лампочки в светильнике должна соответствовать допустимому для него пределу. В результате нарушения теплового режима могут произойти короткое замыкание и, как следствие, пожар;

    поскольку проводка в квартире, как правило, скрытая, нельзя произвольно сверлить отверстия и забивать гвозди. Если вы не уверены в том, что в данной зоне не проходят какие-либо провода, используйте особую электродрель с двойной изоляцией;

    осветительные устройства не стоит подвешивать на токоведущих проводах — только на специальных приспособлениях.

    Заземление бытовых приборов. Металлический корпус любой бытовой техники потенциально опасен. Это означает то, что если произойдёт пробой фазы на корпус, то прикосновение к корпусу повлечёт за собой поражение электрическим током. В современной технике вероятность пробоя достаточно мала, но она присутствует и поэтому металлические части необходимо заземлять. Делается это при помощи трёхжильной проводки (фаза, ноль, земля), европейской розетки и европейской вилки.

    Эксплуатация мощных потребителей.
    Если в советские времена нагрузка на проводку была незначительной, то сегодня дела обстоят по-другому. Стиральные машины, пылесосы, постоянно работающие электрические нагреватели воды (бойлеры) приводят к постепенному перегреву старой алюминиевой проводки. Это может привести к повреждению изоляции и возникновению короткого замыкания. Чтобы этого не произошло, можно заменить алюминиевые провода на медные, или увеличить сечение провода.

    Электробезопасность во влажных помещениях. Не стоит пользоваться в ванной комнате электрическими приборами, особенно находясь в воде. Влажные помещения особо опасны, т.к. вода – хороший электропроводник. В крайнем случае, необходимо находиться на безопасном расстоянии от воды. Кроме того, обязательно должны использоваться надёжные аппараты защиты сети, которые в случае короткого замыкания или даже маленькой утечки тока отключат напряжение.

    Использование инструмента и электроинструмента. Т.к. в большинстве случаев проводка выполняется скрытым способом, то любые работы по сверлению или штроблению стен, выполняемые электроинструментом, необходимо выполнять с особой осторожностью, дабы случайно не повредить провода и самому не попасть под напряжение.

    Общие советы по безопасности:
    Следите за целостностью сетевых шнуров бытовой техники, не перегружайте проводку мощными потребителями. Используйте современные комплектующие (выключатели, розетки, щитки). В случае необходимости не поленитесь проконсультироваться по разным электрическим вопросам с опытным электриком.

Точечные светильники могут работать от напряжения 220 В или 12 В. Вне зависимости от напряжения, подключаться они параллельно (в шлейф или отдельными проводами) или последовательно (гирлянда). Разница в том, что питание для споты на 12 В подается через понижающий трансформатор. Он преобразует сетевые 220 вольт в нужные 12. Подробнее о том, как подключить точечные светильники к одно- и двух- клавишным выключателям поговорим подробнее.

Схемы подключения на 220 В

Некоторые точечные светильники работают от 12 В. Для подачи им питания необходимо устанавливать преобразователь (говорят еще трансформатор или драйвер). С развитием технологии появились споты которые могут работать от 220 В. Такая схема хоть немного, но проще, потому в последнее время чаще подключить точечные светильники требуется к сети напрямую, без преобразователей.

Использование встраиваемых светильников позволяет получить равномерное освещение. Кроме того, можно выбрать красивое

Последовательное подключение

Эта схема проста в реализации, для нее требуется мало проводов, но последовательно подключить точечные светильники можно лишь в относительно небольшом количестве — пять-шесть штук. Главный минус такого способа — светиться лампы будут не в полную силу. Еще один недостаток: при выходе из строя одной лампы (перегорании) перестают работать все лампы, так как разрывается цепь. Для восстановления работоспособности приходится проверять каждую.


Схема последовательного включения точечных светильников

Схема очень проста — фаза последовательно обходит все светильники, а к выходу последнего подается ноль. Схема с распределительной коробкой и выключателем расположена ниже.


Разводка электропроводки при последовательном подключении спотов

При работе будьте внимательны: на выключатель должна идти фаза, которая дальше идет на светильники. Ноль (нейтраль) — прямиком подается на последний в цепочке светильник. Это важно для правильной работы схемы а также для безопасности.

Если у вас проводка трехжильная — кроме нуля и фазы есть еще защитный провод «земля», его берут напрямую с «земляной» колодки и подают на каждый из светильников к соответствующей клемме. Можно «землю» взять в близлежащей розетке или на выключателе.


Схема последовательного подключения точечных светильников к двухклавишному (двойному) выключателю

Практическая реализация этой схемы удобнее не с кабелем а с проводами — ведь один провод постоянно разрывается обходя все светильники, а нулевой идет целым куском от распредкоробки до последнего осветительного прибора. Но еще раз повторимся — такой тип подключения почти не используется.

Схемы параллельного подключения

При параллельном подключении все лампы будут светить с нормальной интенсивностью, потому эта схема более популярна даже несмотря на то, что требуется большее количество проводников. Для подключения любого количества встроенных светильников (даже со светодиодными лампами) используют негорючий 2*1,5 или 3*1,5 (трехжильный провод используют если проводка с заземлением). Возможно использование кабель ВВГ нг ls (негорючий с пониженным выделением дыма при горении) но это уже по желанию. Он может быть круглым или плоским = это не важно, но негорючим — обязательно, особенно если перекрытие у вас деревянное.

Способы

Реализовываться параллельное подключение может двумя способами:

Шлейфное подключение

Рассмотрим схемы. На рисунке внизу показано как вести провод при шлейфном способе разводки. Из распредкоробки выходит кабель, он заходит на первый светильник, к выходу этого светильника подключается другой кусок кабеля, который тянется к следующему светильнику. Так подключаются все светильники.


Физически это выглядит так, как на фото внизу. Несколько отрезков кабеля соединяют светильники один за другим.


Если вы хотите осветительные приборы разделить на две группы, их подключают к двухклавишному выключателю. Схема становится несколько сложнее, но только тем, что увеличивается количество проводов.


Пример реализации можно увидеть в видео. Можно использовать другие клеммы, но сам способ показан неплохо.

Лучевое

При лучевом подключении на каждый осветительный прибор идет свой кусок кабеля. Способ затратный по расходу кабеля, но более надежный в плане работы: при поломке не горит только одна точка освещения. В этом случае имеет смысл дотянуть кабель от распределительной коробки по потолку до середины комнаты, там его закрепить. От этой точки начинать тянуть кабели к каждому встраиваемому светильнику.

Обратите внимание на рисунок справа. На нем показано, что от фазного провода расходятся провода к лампам и отдельно от нулевого. Так как проводов в одном месте сходится много надо выбрать надежный способ. Если провода одножильные и ламп не очень много, можно сделать скрутку, но ее потом надо будет хорошо обжать пассатижами, а потом сварить. Не самый простой способ и соединение получается неразъемным. Но надежный. Второй способ проще: на каждом проводнике кабеля установить разъем с нужным количеством входов и подключать провода к ним. Можно использовать клемники Wago на соответствующее количество подсоединяемых проводов. Они надежны, легко устанавливаются, но стоят прилично (подделки лучше не брать).


Параллельное подключение — кабелем к каждому светильнику

Еще вариант — обычные клеммные колодки с винтовым соединением. Они дешевые и вполне надежные, но придется с той стороны, где подключать надо будет кабель, поставить перемычки на все задействованные клеммы. Так на все провода будет подаваться напряжение.


Несмотря на высокую надежность способ используется редко — расходы велики, да и качественно соединить большое количество проводов в одной точке проблематично.

Подключение точечных светильников на 12 В

Схемы точно такие же, но кабель с выключателя заводится на преобразователь, а с выхода преобразователя идет уже на лампы.


Если точечных светильников много, их предпочитают подключить к двум клавишам. В этом случае потребуются два трансформатора (блока питания, переходника). Схема выглядит не намного сложнее — есть две ветки. При желании можно найти выключатели и на три клавиши, а можно поставить рядом несколько. Но, если вам надо изменять освещенность в широких пределах, лучше поставить диммер .


Как вы поняли, схемы отличаются только наличием или отсутствием трансформатора. Так что и остальные схемы реализовать будет несложно.

Выбор мощности преобразователя/трансформатора

Чтобы освещение работало нормально, необходимо чтобы мощность драйвера была на 15-20% больше, чем все подключенные к нему потребители. Например, нужно подобрать понижающий трансформатор для подключения 8 точечных светильников, в которые будут установлены лампы накаливания по 40 Вт. Суммарная мощность всех ламп будет 320 Вт. Трансформатор потребуется на на 380-400 Вт.


Понятно, что чем больше источников света будете подключать, тем более мощный преобразователь потребуется. Но с увеличением мощности растет цена и размеры устройства. Кроме того, мощные трансформаторы найти бывает сложно. Е еще: большую и тяжелую коробку спрятать бывает сложно. Потому в таком случае большую группу ламп делят, и к каждой ставят свой преобразователь, но меньшей мощности (как подключить точечные светильники в этом случае, можно увидеть на схеме выше).

Особенности монтажа

Чтобы правильно подключить точечные светильники надо не только грамотно выбрать схему. Надо соблюсти определенную последовательность действий, которая зависит от типа потолка.


Надо всего лишь подключить несколько точечных светильников — и вы имеете красивый интерьер

В натяжные потолки

Точечные светильники обычно устанавливают с подвесными или натяжными потолками. Если потолки натяжные, все провода укладывают заранее. Их крепят к потолку, не подключая к питанию, размещают и закрепляют на подвесах светильники, затем подключают к ним провода и проверяют работу.


Перед монтажом натяжных потолков питание отключают, вынимают лампы и снимают части, которые могут пострадать от температуры. После в материале прорезают отверстия (светильники видны или их можно нащупать), устанавливают уплотнительные кольца, после чего собирают светильники.

В потолки из гипсокартона

Если , можно действовать по той же схеме, но монтировать светильники надо после того, как потолок будет зашпаклеван. То есть, развести проводку, оставить свободно свисающие концы проводки. Чтобы не возникли проблемы с определением мест расположения осветительных приборов, необходимо нарисовать подробный план с указанием точных расстояний от стен и друг от друга. По этому плану делают разметку и дрелью с коронкой соответствующего размера вырезают отверстия. Так как небольшие подвижки — в несколько сантиметров — могут быть, нарезая кабель оставляйте запас в 15-20 см. Этого будет вполне достаточно (но не забудьте, что провода крепятся к основному потолку и они должны на 7-10 см выходить за уровень гипсокартона. Если концы окажутся слишком длинными, их всегда можно укоротить, а вот нарастить — большая проблема.


Есть второй способ подключить точечные светильники на гипсокартонный потолок. Он используется если источников света немного — четыре-шесть штук. Весь монтаж точечных светильников вместе с проводкой делают после того как завершили работу с потолком. До начала монтажа за уровень потолка заводят кабель/кабели от распределительной коробки. После окончания работ по шпаклевке и шлифовке делают разметку, сверлят отверстия. Через них прокидывают кабель, выводя концы наружу. После монтируют сами светильники.

Все несложно, но этот способ нельзя назвать правильным: кабели просто лежат на гипсокартоне, что точно не соответствует противопожарным нормам. На это еще можно закрыть глаза, если перекрытие бетонное, кабель взят негорючий, сечение провода не маленькое, сделано правильно.


Если же перекрытия деревянные, по ПУЭ требуется прокладка в негорючих цельнометаллических лотках (кабель каналах) или металлических трубах. Смонтировать такую проводку можно только до начала работ с потолком. Нарушать правила монтажа очень нежелательно — дерево, электричество, выделение тепла при работе… не самое безопасное сочетание.

Ток в последовательной цепи. Задача на параллельное и последовательное. Основные электрические величины цепи

Параллельное соединение электрических элементов (проводников, сопротивлений, емкостей, индуктивностей) — это такое соединение, при котором подключенные элементы цепи имеют два общих узла подключения.

Другое определение: сопротивления подключены параллельно, если они подключены одно и той же паре узлов.

Графическое обозначение схемы параллельного соеднинения

На приведенном рисунке показана схема параллельное подключения сопротивлений R1, R2, R3, R4. Из схемы видно, что все эти четыре сопротивления имеют две общие точки (узла подключения).

В электротехнике принято, но не строго требуется, рисовать провода горизонтально и вертикально. Поэтому эту же схему можно изобразить, как на рисунке ниже. Это тоже параллельное соединение тех же самых сопротивлений.

Формула для расчета параллельного соединения сопротивлений

При параллельном соединении обратная величина от эквивалентного сопротивления равна сумме обратных величин всех параллельно подключенных сопротивлений. Эквивалентная проводимость равна сумме всех параллельно подключенных проводимостей электрической схемы.

Для приведенной выше схемы эквивалентное сопротивление можно рассчитать по формуле:

В частном случае при подключении параллельно двух сопротивлений:

Эквивалентное сопротивление цепи определяется по формуле:

В случае подключения «n» одинаковых сопротивлений, эквивалентное сопротивление можно рассчитать по частной формуле:

Формулы для частного рассчета вытекают из основной формулы.

Формула для расчета параллельного соединения емкостей (конденсаторов)

При параллельном подключении емкостей (конденсаторов) эквивалентная емкость равна сумме параллельно подключенных емкостей:

Формула для расчета параллельного соединения индуктивностей

При параллельном подключении индуктивностей, эквивалентная индуктивность рассчитывается так же, как и эквивалентное сопротивление при параллельном соединении:

Необходимо обратить внимание, что в формуле не учтены взаимные индуктивности.

Пример свертывания параллельного сопротивления

Для участка электрической цепи необходимо найти параллельное соединение сопротивлений выполнить их преобразование до одного.

Из схемы видно, что параллельно подключены только R2 и R4. R3 не параллельно, т.к. одним концом оно подключено к E1. R1 — одним концом подключено к R5, а не к узлу. R5 — одним концом подключено к R1, а не к узлу. Можно так же говорить, что последовательное соединение сопротивлений R1 и R5 подключено параллельно с R2 и R4.

Ток при параллельном соединении

При параллельном соединении сопротивлений ток через каждое сопротивление в общем случае разный. Величина тока обратно пропорциональна величине сопротивления.

Напряжение при параллельном соединении

При параллельном соединении разность потенциалов между узлами, объединяющими элементы цепи, одинакова для всех элементов.

Применение параллельного соединения

1. В промышленности изготавливаются сопротивления определенных величин. Иногда необходимо получить значение сопротивления вне данных рядов. Для этого можно подключить несколько сопротивлений параллельно. Эквивалентное сопротивление всегда будет меньше самого большого номинала сопротивления.

2. Делитель токов.

Подробности Категория: Статьи Создано: 06.09.2017 19:48

Как подключить в кукольном домике несколько светильников

Когда вы задумываетесь о том как сделать освещение в кукольном домике или румбоксе, где не один, а несколько светильников, то встает вопрос о том, как их подключить, объединить в сеть. Существует два типа подключения: последовательное и параллельное, о которых мы слышали со школьной скамьи. Их и рассмотрим в этой статье.

Я постараюсь описать всё простым доступным языком, чтобы всё было понятно даже самым-самым гуманитариям, не знакомым с электрическими премудростями.

Примечание : в этой статье рассмотрим только цепь с лампочками накаливания. Освещение диодами более сложное и будет рассмотрено в другой статье.

Для понимания каждая схема будет сопровождена рисунком и рядом с чертежом электрической монтажной схемой.
Сначала рассмотрим условные обозначения на электрических схемах.

Название элемента Символ на схеме Изображение
батарейка/ элемент питания
выключатель
провод
пересечение проводов (без соединения)
соединение проводов (пайкой, скруткой)
лампа накаливания
неисправная лампа
неработающая лампа
горящая лампа

Как уже было сказано, существуют два основных типа подключения: последовательное и параллельное. Есть ещё третье, смешанное: последовательно-параллельное, объединяющее то и другое. Начнем с последовательного, как более простого.

Последовательное подключение

Выглядит оно вот так.

Лампочки располагаются одна за другой, как в хороводе держась за руки. По этому принципу были сделаны старые советские гирлянды.

Достоинства — простота соединения.
Недостатки — если перегорела хоть одна лампочка, то не будет работать вся цепь.

Надо будет перебирать, проверять каждую лампочку, чтобы найти неисправную. Это может быть утомительным при большом количестве лампочек. Так же лампочки должны быть одного типа: напряжение, мощность.

При этом типе подключения напряжения лампочек складываются. Напряжение обозначается буквой U , измеряется в вольтах V . Напряжение источника питания должно быть равно сумме напряжений всех лампочек в цепи.

Пример №1 : вы хотите подключить в последовательную цепь 3 лампочки напряжением 1,5V. Напряжение источника питания, необходимое для работы такой цепи 1,5+1,5+1,5=4,5V.

У обычных пальчиковых батареек напряжение 1,5V. Чтобы из них получить напряжение 4,5V их тоже нужно соединить в последовательную цепь, их напряжения сложатся.
Подробнее о том, как выбрать источник питания написано в этой статье

Пример №2: вы хотите подключить к источнику питания 12V лампочки по 6V. 6+6=12v. Можно подключить 2 таких лампочки.

Пример №3: вы хотите соединить в цепь 2 лампочки по 3V. 3+3=6V. Необходим источник питания на 6 V.

Подведем итог: последовательное подключение просто в изготовлении, нужны лампочки одного типа. Недостатки: при выходе из строя одной лампочки не горят все. Включить и выключить цепь можно только целиком.

Исходя из этого, для освещения кукольного домика целесообразно соединять последовательно не более 2-3 лампочек. Например, в бра. Чтобы соединить большее количество лампочек, необходимо использовать другой тип подключения — параллельное.

Читайте так же статьи по теме:

  • Обзор миниатюрных ламп накаливания
  • Диоды или лампы накаливания

Параллельное подключение лампочек

Вот так выглядит параллельное подключение лампочек.

В этом типе подключения у всех лампочек и источника питания одинаковые напряжения. То есть при источнике питания 12v каждая из лампочек должна иметь тоже напряжение 12V. А количество лампочек может быть различным. А если у вас, допустим, есть лампочки 6V, то и источник питания нужно брать 6V.

При выходе из строя одной лампочки другие продолжают гореть.

Лампочки можно включать независимо друг от друга. Для этого к каждой нужно поставить свой выключатель.

По этому принципу подключены электроприборы в наших городских квартирах. У всех приборов одно напряжение 220V, включать и выключать их можно независимо друг от друга, мощность электроприборов может быть разной.

Вывод : при множестве светильников в кукольном домике оптимально параллельное подключение, хотя оно чуть сложнее, чем последовательное.

Рассмотрим ещё один вид подключения, соединяющий в себе последовательное и параллельное.

Комбинированное подключение

Пример комбинированного подключения.

Три последовательные цепи, соединенные параллельно

А вот другой вариант:

Три параллельные цепи, соединенные последовательно.

Участки такой цепи, соединенные последовательно, ведут себя как последовательное соединение. А параллельные участки — как параллельное соединение.

Пример

При такой схеме перегорание одной лампочки выведет из строя весь участок, соединенный последовательно, а две другие последовательные цеписохранят работоспособность.

Соответственно, и включать-выключать участки можно независимо друг от друга. Для этого каждой последовательной цепи нужно поставить свой выключатель.

Но нельзя включить одну-единственную лампочку.

При параллельно-последовательном подключении при выходе из строя одной лампочки цепь будет вести себя так:

А при нарушении на последовательном участке вот так:

Пример:

Есть 6 лампочек по 3V, соединенные в 3 последовательные цепи по 2 лампочки. Цепи в свою очередь соединены параллельно. Разбиваем на 3 последовательных участка и просчитываем этот участок.

На последовательном участке напряжения лампочек складываются, 3v+3V=6V. У каждой последовательной цепи напряжение 6V. Поскольку цепи соединены параллельно, то их напряжение не складывается, а значит нам нужен источник питания на 6V.

Пример

У нас 6 лампочек по 6V. Лампочки соединены по 3 штуки в параллельную цепь, а цепи в свою очередь — последовательно. Разбиваем систему на три параллельных цепи.

В одной параллельной цепи напряжение у каждой лампочки 6V, поскольку напряжение не складывается, то и у всей цепи напряжение 6V. А сами цепи соединены уже последовательно и их напряжения уже складываются. Получается 6V+6V=12V. Значит, нужен источник питания 12V.

Пример

Для кукольных домиков можно использовать такое смешанное подключение.

Допустим, в каждой комнате по одному светильнику, все светильники подключены параллельно. Но в самих светильниках разное количество лампочек: в двух — по одной лампочке, есть двухрожковое бра из двух лампочек и трехрожковая люстра. В люстре и бра лампочки соединены последовательно.

У каждого светильника свой выключатель. Источник питания 12V напряжения. Одиночные лампочки, соединенные параллельно, должны иметь напряжение 12V. А у тех, что соединены последовательно напряжение складывается на участке цепи
. Соответственно, для участка бра из двух лампочек 12V (общее напряжение)делим на 2 (количество лампочек), получим 6V (напряжение одной лампочки).
Для участка люстры 12V:3=4V (напряжение одной лампочки люстры).
Больше трех лампочек в одном светильнике соединять последовательно не стоит.

Теперь вы изучили все хитрости подключения лампочек накаливания разными способами. И, думаю, что не составит труда сделать освещение в кукольном домике со многими лампочками, любой сложности. Если же что-то для вас ещё представляет сложности, прочитайте статью о простейшем способе сделать свет в кукольном домике, самые базовые принципы. Удачи!

Проверим справедливость показанных здесь формул на простом эксперименте.

Возьмём два резистора МЛТ-2 на 3 и 47 Ом и соединим их последовательно. Затем измерим общее сопротивление получившейся цепи цифровым мультиметром. Как видим оно равно сумме сопротивлений резисторов, входящих в эту цепочку.


Замер общего сопротивления при последовательном соединении

Теперь соединим наши резисторы параллельно и замерим их общее сопротивление.


Измерение сопротивления при параллельном соединении

Как видим, результирующее сопротивление (2,9 Ом) меньше самого меньшего (3 Ом), входящего в цепочку. Отсюда вытекает ещё одно известное правило, которое можно применять на практике:

При параллельном соединении резисторов общее сопротивление цепи будет меньше наименьшего сопротивления, входящего в эту цепь.

Что ещё нужно учитывать при соединении резисторов?

Во-первых, обязательно учитывается их номинальная мощность. Например, нам нужно подобрать замену резистору на 100 Ом и мощностью 1 Вт . Возьмём два резистора по 50 Ом каждый и соединим их последовательно. На какую мощность рассеяния должны быть рассчитаны эти два резистора?

Поскольку через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же постоянный ток (допустим 0,1 А ), а сопротивление каждого из них равно 50 Ом , тогда мощность рассеивания каждого из них должна быть не менее 0,5 Вт . В результате на каждом из них выделится по 0,5 Вт мощности. В сумме это и будет тот самый 1 Вт .

Данный пример достаточно грубоват. Поэтому, если есть сомнения, стоит брать резисторы с запасом по мощности.

Подробнее о мощности рассеивания резистора читайте .

Во-вторых, при соединении стоит использовать однотипные резисторы, например, серии МЛТ. Конечно, нет ничего плохого в том, чтобы брать разные. Это лишь рекомендация.

Во многих электрических схемах мы можем обнаружить последовательное и . Разработчик схем может, например, объединить несколько резисторов со стандартными значениями (E-серии), чтобы получить необходимое сопротивление.

Последовательное соединении резисторов — это такое соединение, при котором ток, протекающий через каждый резистор одинаков, поскольку имеется только одно направление для протекания тока. В тоже время падение напряжения будет пропорционально сопротивлению каждого резистора в последовательной цепи.

Последовательное соединение резисторов

Пример № 1

Используя закон Ома, необходимо вычислить эквивалентное сопротивление серии последовательно соединенных резисторов (R1. R2, R3), а так же падение напряжения и мощность для каждого резистора:

Все данные могут быть получены с помощью закона Ома и для лучшего понимания представлены в виде следующей таблицы:

Пример № 2

а) без подключенного резистора R3

б) с подключенным резистором R3

Как вы можете видеть, выходное напряжение U без нагрузочного резистора R3, составляет 6 вольт, но то же выходное напряжение при подключении R3 становится всего лишь 4 В. Таким образом, нагрузка, подключенная к делителю напряжения, провоцирует дополнительное падение напряжение. Данный эффект снижения напряжения может быть компенсирован с помощью установленного вместо постоянного резистора, с помощью которого можно скорректировать напряжение на нагрузке.

Онлайн калькулятор расчета сопротивления последовательно соединенных резисторов

Чтобы быстро вычислить общее сопротивление двух и более резисторов, соединенных последовательно, вы можете воспользоваться следующим онлайн калькулятором:

Подведем итог

Когда два или несколько резисторов соединены вместе (вывод одного соединяется с выводом другого резистора) — то это последовательное соединение резисторов. Ток, протекающий через резисторы имеет одно и тоже значение, но падение напряжения на них не одно и то же. Оно определяется сопротивлением каждого резистора, которое рассчитывается по закону Ома (U = I * R).

Ток в электроцепи проходит по проводникам от источника напряжения к нагрузке, то есть к лампам, приборам. В большинстве случаев в качестве проводника используются медные провода. В цепи может быть предусмотрено несколько элементов с разными сопротивлениями. В схеме приборов проводники могут быть соединены параллельно или последовательно, также могут быть смешанные типы.

Элемент схемы с сопротивлением называется резистором, напряжение данного элемента является разницей потенциалов между концами резистора. Параллельное и последовательное электрическое соединение проводников характеризуется единым принципом функционирования, согласно которому ток протекает от плюса к минусу, соответственно потенциал уменьшается. На электросхемах сопротивление проводки берется за 0, поскольку оно ничтожно низкое.

Параллельное соединение предполагает, что элементы цепы подсоединены к источнику параллельно и включаются одновременно. Последовательное соединение означает, что проводники сопротивления подключаются в строгой последовательности друг за другом.

При просчете используется метод идеализации, что существенно упрощает понимание. Фактически в электрических цепях потенциал постепенно снижается в процессе перемещения по проводке и элементам, которые входят в параллельное или последовательное соединение.

Последовательное соединение проводников

Схема последовательного соединения подразумевает, что они включаются в определенной последовательности один за другим. Причем сила тока во всех из них равна. Данные элементы создают на участке суммарное напряжение. Заряды не накапливаются в узлах электроцепи, поскольку в противном случае наблюдалось бы изменение напряжения и силы тока. При постоянном напряжении ток определяется значением сопротивления цепи, поэтому при последовательной схеме сопротивление меняется в случае изменения одной нагрузки.

Недостатком такой схемы является тот факт, что в случае выхода из строя одного элемента остальные также утрачивают возможность функционировать, поскольку цепь разрывается. Примером может служить гирлянда, которая не работает в случае перегорания одной лампочки. Это является ключевым отличием от параллельного соединения, в котором элементы могут функционировать по отдельности.

Последовательная схема предполагает, что по причине одноуровневого подключения проводников их сопротивление в любой точки сети равно. Общее сопротивление равняется сумме уменьшения напряжений отдельных элементов сети.

При данном типе соединения начало одного проводника подсоединяется к концу другого. Ключевая особенность соединения состоит в том, что все проводники находятся на одном проводе без разветвлений, и через каждый из них протекает один электроток. Однако общее напряжение равно сумме напряжений на каждом. Также можно рассмотреть соединение с другой точки зрения – все проводники заменяются одним эквивалентным резистором, и ток на нем совпадает с общим током, который проходит через все резисторы. Эквивалентное совокупное напряжение является суммой значений напряжения по каждому резистору. Так проявляется разность потенциалов на резисторе.

Использование последовательного подключения целесообразно, когда требуется специально включать и выключать определенное устройство. К примеру, электрозвонок может звенеть только в момент, когда присутствует соединение с источником напряжения и кнопкой. Первое правило гласит, что если тока нет хотя бы на одном из элементов цепи, то и на остальных его не будет. Соответственно при наличии тока в одном проводнике он есть и в остальных. Другим примером может служить фонарик на батарейках, который светит только при наличии батарейки, исправной лампочки и нажатой кнопки.

В некоторых случаях последовательная схема нецелесообразна. В квартире, где система освещения состоит из множества светильников, бра, люстр, не стоит организовывать схему такого типа, поскольку нет необходимости включать и выключать освещение во всех комнатах одновременно. С этой целью лучше использовать параллельное соединение, чтобы иметь возможность включения света в отдельно взятых комнатах.

Параллельное соединение проводников

В параллельной схеме проводники представляют собой набор резисторов, одни концы которых собираются в один узел, а другие – во второй узел. Предполагается, что напряжение в параллельном типе соединения одинаковое на всех участках цепи. Параллельные участки электроцепи носят название ветвей и проходят между двумя соединительными узлами, на них имеется одинаковое напряжение. Такое напряжение равно значению на каждом проводнике. Сумма показателей, обратных сопротивлениям ветвей, является обратной и по отношению к сопротивлению отдельного участка цепи параллельной схемы.

При параллельном и последовательном соединениях отличается система расчета сопротивлений отдельных проводников. В случае параллельной схемы ток уходит по ветвям, что способствует повышению проводимости цепи и уменьшает совокупное сопротивление. При параллельном подключении нескольких резисторов с аналогичными значениями совокупное сопротивление такой электроцепи будет меньше одного резистора число раз, равное числу .

В каждой ветви предусмотрено по одному резистору, и электроток при достижении точки разветвления делится и расходится к каждому резистору, его итоговое значение равно сумме токов на всех сопротивлениях. Все резисторы заменяются одним эквивалентным резистором. Применяя закон Ома, становится понятным значение сопротивления – при параллельной схеме суммируются значения, обратные сопротивлениям на резисторах.

При данной схеме значение тока обратно пропорционально значению сопротивления. Токи в резисторах не взаимосвязаны, поэтому при отключении одного из них это никоим образом не отразится на остальных. По этой причине такая схема используется во множестве устройств.

Рассматривая возможности применения параллельной схемы в быту, целесообразно отметить систему освещения квартиры. Все лампы и люстры должны быть соединены параллельно, в таком случае включение и отключение одного из них никак не влияет на работу остальных ламп. Таким образом, добавляя выключатель каждой лампочки в ветвь цепи, можно включать и отключать соответствующий светильник по необходимости. Все остальные лампы работают независимо.

Все электроприборы объединяются параллельно в электросеть с напряжением 220 В, затем они подключаются к . То есть все приборы подключаются независимо от подключения прочих устройств.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Для детального понимания на практике обоих типов соединений, приведем формулы, объясняющие законы данных типов соединений. Расчет мощности при параллельном и последовательном типе соединения отличается.

При последовательной схеме имеется одинаковая сила тока во всех проводниках:

Согласно закону Ома, данные типы соединений проводников в разных случаях объясняются иначе. Так, в случае последовательной схемы, напряжения равны друг другу:

U1 = IR1, U2 = IR2.

Помимо этого, общее напряжение равно сумме напряжений отдельно взятых проводников:

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.

Полное сопротивление электроцепи рассчитывается как сумма активных сопротивлений всех проводников, вне зависимости от их числа.

В случае параллельной схемы совокупное напряжение цепи аналогично напряжению отдельных элементов:

А совокупная сила электротока рассчитывается как сумма токов, которые имеются по всем проводникам, расположенным параллельно:

Чтобы обеспечить максимальную эффективность электрических сетей, необходимо понимать суть обоих типов соединений и применять их целесообразно, используя законы и рассчитывая рациональность практической реализации.

Смешанное соединение проводников

Последовательная и параллельная схема соединения сопротивления могут сочетаться в одной электросхеме при необходимости. К примеру, допускается подключение параллельных резисторов по последовательной или их группе, такое тип считается комбинированным или смешанным.

В таком случае совокупное сопротивление рассчитывается посредством получения сумм значений для параллельного соединения в системе и для последовательного. Сначала необходимо рассчитывать эквивалентные сопротивления резисторов в последовательной схеме, а затем элементов параллельного. Последовательное соединение считается приоритетным, причем схемы такого комбинированного типа часто используются в бытовой технике и приборах.

Итак, рассматривая типы подключений проводников в электроцепях и основываясь на законах их функционирования, можно полностью понять суть организации схем большинства бытовых электроприборов. При параллельном и последовательном соединениях расчет показателей сопротивления и силы тока отличается. Зная принципы расчета и формулы, можно грамотно использовать каждый тип организации цепей для подключения элементов оптимальным способом и с максимальной эффективностью.

как правильно подключить лампы и светильники параллельно или последовательно

В быту чаще всего пользуются параллельным подключением лампочек, но иногда более выгодно последовательное соединение.

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

Для последовательного соединения двух ламп в патронах с проводами 2 из них скручиваются, остальные присоединяются к фазе и нулю. При подключении к напряжению ток проходит через одну нить накала, потом попадает на другую и встречает ноль. Ток при этом не меняется, напряжение понижается (делится по пополам, если лампы две). При соединении таким способом трех источников света напряжение на каждом будет примерно 70 В, светиться они будут лишь чуть-чуть.

Сравнение достоинств и недостатков схем

Преимущества и недостатки последовательного подключения

Вид лампыПреимуществаНедостатки
Накаливания, галогеновые, люминесцентныеПродлевается срок службы

Снижается мерцание люминесцентных ламп

Падение напряжения

При выходе из строя отдельного элемента остальные не работают

У источников света должна быть одинаковая мощность

СветодиоднаяОптимальный вариант для обеспечения одинакового тока на всех источникахДля большого количества лампочек требуется источник питания с большой мощности

При выходе из строя отдельного элемента перестают работать остальные

Преимущества и недостатки параллельного подключения

Вид лампыПреимуществаНедостатки
Накаливания галогеновые, люминесцентныеВозможно подключить к сети любое количество светильников по щлейфной схеме

Перегорание отдельного элемента лучевой модели не влияет на работу остальных

Накал полный на всех лампочках

Можно подключить люстру с несколькими лампами

Немного соединительных контактов

Повышение стоимости при использовании лучевой схемы за счет большого расхода кабеля и необходимости в клеммной колодке

При щлейфной модели нарушение одного соединения мешает работе остальных

СветодиоднаяМожно соединить некоторое количество диодов, если их суммарная мощность не превышает мощность источника питания

При перегорании отдельного источника остальные работают

Схема не работает, если диоды подсоединяются через один резистор

Конструкция громоздкая и дорогая из-за большого количества деталей

При 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.

Предыдущая

Лампы и светильникиКак сделать плавное включение лампы накаливания

Следующая

Лампы и светильникиХарактеристики, классификация и преимущества энергосберегающих ламп

Как подключить лампочки параллельно?

Когда проводка в квартире или доме уже присутствует и нет надобности подключать дополнительные источники света, то вопрос — как подключить лампу, не является актуальным. Но как же выполнить эту работу когда появляется такая необходимость. Тут без элементарных знаний электротехники и умения составить принципиальную, казалось бы, элементарную схему уже не обойтись.

Все источники света люминесцентные (экономки), лампы накаливания, светодиодные светильники могут быть подключены, как в принципе и все имеющиеся в электрической цепи сопротивления, параллельно, последовательно, смешанно. Смешанное соединение не используется для подключения ламп, так как в нём просто нет необходимости. А вот на параллельном и последовательном подключении стоит остановить своё внимание поподробнее.

Последовательное и параллельное подключение двух и более источников света

Для того чтобы подключить самую простую лампочку накаливания, как в принципе и любую другую, нужно подключить её один контакт к фазе, а другой к нулю, самому распространённому в бытовых условиях стран СНГ переменному напряжению 220 вольт.

Параллельное подключение устройств освещения подразумевает под собой подключение двух и более источников светового потока в параллель, то есть одни контакты ламп подключаются только к фазе, а все другие только к нулю, как показано на рисунке 1.

Через каждую лампочку пройдёт ток, который будет зависеть от её мощности, так же как и яркость светового потока, излучаемого ими, будет тоже зависеть от мощности каждой лампы. Естественно, что ток I будет равен сумме всех трёх токов, поэтому диаметр сечения основных проводников следует выбирать согласно ему. Это подключение считается самым распространённым и приемлемым, так как к нему можно будет, при необходимости в будущем, добавлять источники света и они не будут влиять на уже установленные.

При последовательном соединении, изображённом на рисунке, ток, протекающий по одной лампочке, будет зависеть от мощности, каждого источника света, а напряжение на них будет разделено на количество ламп и при данном входящем напряжении 220 вольт, будет равняется 110 вольт на каждом источнике света.

Такое подключение нужно обязательно выполнять со светильниками, которые имеют равную мощность. Рассмотреть это можно на примере двух ламп накаливания. Так как если подключить одну лампу 20 Ватт, а другую, например, на 200 Ватт, то лампа с меньшей мощностью тут же выйдет из строя, так как по ней пройдёт ток такой же, как и во второй лампе мощностью 200 Ватт, а это в 10 раз больше её номинала. Такое подключение может быть использовано для увеличения срока службы ламп накаливания, например, в подъездах и на лестничных клетках. Подключив две лампы на 220 вольт и мощностью, например, по 60 Ватт, они будут гореть вполсилы и прослужат очень долго. Нужно учесть, что это возможно только при подключении ламп накаливания. Последовательное подключение двух и более светодиодных ламп (светильников) и экономичных ламп нецелесообразно, так как они и так обладают довольно большим сроком службы.

Подключение лампы на один выключатель или на несколько

Как подключить лампу через выключатель? Главным нюансом при подключении является то, что нулевой провод питания непосредственно подключается к сети 220 вольт, а через выключатель разрывается фаза. Это делается для того чтобы можно было смело решать проблемами с патроном осветительного прибора, отключив лишь выключатель. Если подключение двух выключателей выполнить последовательно, то только при нажатии обеих клавиш лампа загорится. Такие виды подключения выключателей освещения очень редко используются, только при определённых индивидуальных условиях.

Интереснее является подключение так называемого проходного выключателя.

Суть такой схемы подключения одной лампы заключается в том, что включение и отключение лампы может быть произведено как от первого, так и от второго выключателя, вне зависимости в каком положении каждый из них. Например, это удобно, допустим, в длинном коридоре при входе в него человек нажимает на клавишу выключателя 2, и спокойно идёт по освещённому помещению, дойдя до конца коридора, не нужно возвращаться для выключения света, а можно лёгким нажатием выключателя 1, установленного в конце коридора, произвести отключение данного источника света. При таком подключении фаза тоже проходит через выключатели.

Усовершенствование освещения путём установки датчика движения

Главная функция установки датчика движения и подключения его к системе освещения, это автоматическое включение освещения без нажатия на клавишу выключателя освещения. То есть человек зашел помещение или в зону срабатывания датчика и свет включился, после ухода свет самостоятельно (автоматически) выключился. При выборе датчика движения необходимо в первую очередь учесть максимальную мощность ламп освещения.

Схема подключения датчика движения тоже не вызывает особых сложностей. Её можно устанавливать как с выключателем, так и без него. Просто при включении контакта выключателя датчик движения выводится из сети освещения, и осветительный прибор включается напрямую без датчика.

В любом случае работая с напряжением обязательно выполнять требования техники безопасности, а в частности:

  • проверять наличие и отсутствие напряжения на токоведущих элементах, к которым человек дотрагивается при монтаже;
  • автоматы питания освещения должны быть под замком;
  • работы производить исправным инструментом.

Видео о подключении ламп

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

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

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.

Преимущества и недостатки различного расположения ламп в цепи

В сегодняшней статье о Electricity я объясню, как определить, расположены ли лампы последовательно или параллельно, прежде чем обсуждать их соответствующие преимущества и недостатки с помощью вопроса.

Читайте также

  1. Руководство по легкому решению вопросов, связанных с электрическими проводниками и изоляторами
  2. Применение концепций последовательной и параллельной цепей в игре
  3. Загорится ли лампочка: более пристальный взгляд на расположение проводов в лампочке

Ранее мы обсуждали расположение проводов в лампочке и ее эффекты.

Помимо понимания этой концепции, для учащихся также важно уметь определить различных расположений лампочек в электрической цепи — последовательно и параллельно.

После этого они должны понять, что расположение ламп в определенном порядке имеет свои преимущества и недостатки .

Вопрос

Схемы контура A и контура B

Из диаграмм видно, что и в цепи A, и в цепи B по 2 батареи и по 2 лампочки.

Единственное отличие (кроме количества переключателей) — это положение лампочек в цепи. Когда в цепи две лампочки, они могут быть расположены последовательно или параллельно.

Тем не менее, многие студенты часто имеют неправильные представления об определении лампочек «последовательно» и «параллельно». Они имеют тенденцию связывать лампочки, расположенные последовательно, чтобы они располагались рядом друг с другом, и лампочки, расположенные параллельно, чтобы одна лампочка располагалась сверху / снизу другой лампы, что неточно.

Когда лампочки в цепи расположены последовательно, существует только одного пути, по которому может проходить электричество. Когда лампочки расположены параллельно, в цепи имеется на больше, чем , по которым может протекать электричество.

Следовательно, чтобы правильно определить расположение лампочек в цепи, учащиеся должны определить путей , по которым может проходить электричество в цепи.

Контур А

На приведенной выше диаграмме я обрисовал красным, как электричество течет от одного конца к другому концу батареи для контура A. Мы видим, что есть только один путь, по которому электричество может проходить через лампочки в контуре A. Таким образом, лампочки в контуре А расположены последовательно.

Контур B

На двух диаграммах выше я обрисовал зеленым и желтым два возможных пути, по которым электричество может проходить от одного конца батареи к другому.Из этих диаграмм ясно, что существует несколько возможных путей прохождения электричества через лампочки. Таким образом, лампы в контуре B расположены параллельно.

Ответ по части (а)

(a) В чем разница между расположением лампочек в контурах A и B?

Лампы в контуре A расположены последовательно, а лампы в контуре B — параллельно.

Преимущества и недостатки последовательного или параллельного расположения ламп

Теперь, когда мы получили лучшее понимание того, что означает установка лампочек последовательно и параллельно, давайте обсудим преимущества и недостатки этих двух схем.Есть четыре точки сравнения между последовательным и параллельным расположением лампочек:

  1. Яркость лампочки
  2. Срок службы батарей
  3. Независимое управление лампочками
  4. Будут ли загораться другие лампы в цепи при перегорании одной лампы.

Сравнение 1: Яркость лампы

Количество батарей в цепи определяет количество электричества, протекающего по каждому пути.Кроме того, яркость лампочки соответствует количеству получаемой электроэнергии. Имея в виду вышесказанное, давайте теперь вместе определим яркость лампочек. Примечание: 1 батарея соответствует 1 единице электроэнергии.

Серия

В схеме выше две батареи. Это означает, что по красному пути проходят 2 единицы электроэнергии. Поскольку электричество проходит через обе лампы A и B, две лампы поровну распределяют 2 единицы электричества.2 единицы электричества ÷ 2 лампочки → каждая лампочка получает 1 единицу электричества. Поскольку яркость лампы соответствует количеству получаемого ею электричества, каждая лампочка в этой последовательной цепи имеет яркость 1 единицу.

Параллельный

Напомним, что количество батарей в цепи определяет количество электричества, протекающего через каждого пути ]

Сравнение яркости лампочек

Лампы в последовательной цепи имеют яркость 1 единицу, а лампы в параллельной цепи имеют яркость 2 единицы.

Таким образом, мы можем видеть, что если бы все другие переменные оставались постоянными, лампы, расположенные параллельно, ярче, чем лампы, расположенные последовательно.

Сравнение 2: Срок службы батарей

Серия

Каждая лампочка в приведенной выше схеме потребляет 1 единицу электроэнергии. Таким образом, в общей сложности батареи должны производить 2 единицы электроэнергии для последовательно расположенных лампочек.

Параллельный

Каждая лампочка в приведенной выше схеме потребляет 2 единицы электроэнергии.Следовательно, всего батареям необходимо производить 4 единицы электричества для параллельно расположенных лампочек. Сравнение срока службы батарей Батареи в параллельной цепи должны производить больше единиц электроэнергии, чем батареи в последовательной цепи. Таким образом, мы можем сделать вывод, что батареи в цепи с параллельно расположенными лампочками будут разряжены быстрее и будут иметь меньший срок службы.

Сравнение 3: Независимое управление лампами

Серия

Когда переключатель 1 разомкнут, имеется обрыв цепи.Электричество не может проходить через обе лампы A и B, что не позволяет этим лампочкам загораться.

Параллельный

В зависимости от того, в какой части цепи установлены выключатели, лампочки можно управлять независимо.

В случае вышеупомянутой цепи, когда переключатель 2 разомкнут, имеется разрыв цепи с лампочкой C.

Электричество не проходит через лампочку C, поэтому лампочка C не загорается.Однако, поскольку переключатель 3 замкнут, остается замкнутая цепь с лампочкой D. Электричество может проходить через лампочку D, позволяя лампочке D загораться.

Сравнение степени контроля

Из вышесказанного видно, что лампочки, расположенные параллельно, могут управляться независимо друг от друга, тогда как последовательно включенные лампы всегда будут включаться или выключаться вместе.

Сравнение 4: загораются ли по-прежнему другие лампы в цепи, когда одна лампа перегорает

Позвольте мне вкратце рассказать, что означает перегорание лампы.

Нить накала — это часть лампы, которая светится, когда через нее проходит электричество, в результате чего лампа загорается. Когда слишком много электричества проходит через нить накала, она перегревается и плавится, что приводит к разрыву.

Если в лампах есть оплавленная нить, значит, они оплавились. Из-за разрыва нити накала электричество не может проходить через нити перегоревших лампочек, что не позволяет им загореться. Как одна лампа с предохранителем повлияет на другие лампы в цепях? Исход зависит от того, как в цепи расположены лампочки.

Серия

Когда лампочка А перегорает, возникает разрыв цепи. Электричество не сможет проходить через лампочку A и, следовательно, лампочку B. Таким образом, лампочка B не загорится.

Параллельный

Когда лампочка C перегорела, остается замкнутая цепь с лампочкой D. Электричество может проходить через лампочку D, позволяя лампочке D загораться.

Сравнение результата при перегорании одной из лампочек

Когда одна из ламп в параллельном соединении перегорает, другие лампочки в цепи все еще могут загореться.С другой стороны, когда одна из ламп в последовательном соединении перегорает, другие лампочки в цепи не загораются. С учетом приведенного выше анализа, давайте теперь ответим на часть (b). Поскольку лампы в контуре B расположены параллельно, мы назовем преимущества и недостатки параллельного подключения лампочек.

Ответ по части (b)

(b) Назовите преимущества и недостатки использования контура B для подключения лампочек.
  1. Лампы, подключенные по контуру B, будут ярче, и лампочки можно будет контролировать независимо.[Преимущество]
  2. Кроме того, когда одна лампочка перегорает, все еще остается замкнутая цепь с другими лампами в цепи B. Электричество все еще может течь через другие лампы, позволяя им загореться. [Преимущество]
  3. Однако батареи в контуре B будут разряжены быстрее. [Недостаток]

Что мы узнали сегодня?

  1. Когда в цепи две или более лампочки, они могут быть расположены последовательно или параллельно.
  2. Когда лампочки расположены последовательно, существует только один путь , по которому электричество может проходить через лампочки.
  3. Когда лампочки расположены параллельно, существует более чем одного возможных путей, по которым электричество может проходить через лампочки.
  4. У каждого устройства есть свои преимущества и недостатки.

В следующей статье я расскажу больше о проводниках и изоляторах электричества.

Объяснение параллельных цепей | Школа электрика

Последовательные и параллельные цепи — это простейшие и наиболее распространенные способы соединения компонентов в электронной или электрической цепи.

Последовательность — это когда компоненты соединены одним путем и через все компоненты протекает одинаковый ток. В параллельной схеме компоненты соединены таким образом, чтобы на каждый компонент было подано одинаковое напряжение.

В последовательной цепи каждый из компонентов имеет одинаковый ток, протекающий через них, а напряжение — это сумма всех напряжений на каждом из компонентов. В параллельной цепи ток представляет собой сумму токов, протекающих через каждый из компонентов, и напряжение на каждом из компонентов одинаково.

Например, четыре лампочки и одна батарея на 6 В представляют собой простую схему. Если один провод соединит батарею с каждой лампочкой в ​​ряду, а затем вернется к батарее в одну непрерывную петлю, лампочки образуют последовательную цепь. Если бы каждая лампочка была подключена к батарее, образуя свою собственную петлю, лампочки были бы параллельны.

Четыре лампы, соединенные последовательно, имеют одинаковый ток, протекающий через все из них, и падение напряжения будет составлять 1,5 В для каждой лампы, что означает, что мощности может быть недостаточно, чтобы заставить лампочки загореться.

Если четыре лампы соединены в параллельную цепь, ток, протекающий через каждую из лампочек, будет объединяться, чтобы сформировать ток в батарее, и падение напряжения на каждой лампочке составит 6,0 В, что означает, что все лампочки будут гореть. вверх.

В последовательной цепи каждая из ламп в серии должна работать, чтобы цепь была замкнутой. Если одна из лампочек перегорит, цепь выйдет из строя.

Это не относится к параллельному подключению, поскольку каждая лампочка замыкает свою собственную цепь, поэтому даже если перегорят все лампочки, кроме одной, последняя все равно будет работать.

Сравнение серий

и параллельных цепей


Параллельная схема отличается от последовательных цепей двумя основными способами: в параллельных цепях в системе больше путей, и компоненты цепи, подключенной параллельно, выстраиваются иначе, чем компоненты в последовательной цепи. Это выравнивание влияет на количество тока, протекающего по цепи.

Параллельные цепи похожи на многополосную магистраль, где несколько дорожек проходят параллельно друг другу, причем каждая дорожка имеет свой собственный резистор.Ток, протекающий по цепи, разделяется, и часть тока направляется по каждому из путей.

Добавление большего количества резисторов в параллельную схему приведет к уменьшению общего сопротивления. Поскольку существует несколько путей, по которым может течь ток, добавление еще одного резистора обеспечивает дополнительный путь. Это означает, что при уменьшении сопротивления дополнительными путями скорость тока увеличится.

Думайте об этом как о платной станции на шоссе. Плата за проезд — это сопротивление потоку машин по трассе.Добавление дополнительных пунктов пропуска для проезда автомобилей уменьшит сопротивление и увеличит скорость проезда автомобилей.

Текущий

Скорость, с которой заряд проходит через цепь, называется током. Заряд не накапливается и не начинает накапливаться в какой-либо одной точке, поэтому в одной точке никогда не бывает больше тока, чем в другой. Заряд также не расходуется на резисторы, поэтому в любой точке никогда не бывает меньше тока.

В параллельной цепи заряд делится на пути, поэтому в одной области может быть больше тока, чем в другой.Тем не менее, в целом, общая сумма тока во всех путях, сложенных вместе, такая же, как и количество тока вне путей. По-прежнему верно, что ток есть везде, просто в этом случае ток распределяется по путям.

Скорость, с которой ток течет в узел, равна общей сумме скоростей, протекающих по отдельным путям. Амперметр используется для измерения силы тока.

Например: если в цепи есть два резистора и скорость потока 6 ампер, часть тока (2 ампера) будет протекать по одному пути, а остальная часть (4 ампера) — по другому.Когда пути сходятся, сила тока снова будет 6 ампер.

Преимущества параллельных цепей над последовательными

Если вы хотите использовать одну батарею для питания двух лампочек, очевидным способом будет их последовательное соединение. Однако проблема в том, что ни одна из лампочек не будет светить слишком ярко, и если одна лампочка выключится, погаснут обе лампы.

Когда вы подключаете лампочки с использованием параллельной конфигурации, каждая из них получает полное напряжение от батареи, что делает их обе яркими, и, поскольку каждая из них имеет свой собственный контур, вы можете выключить одну, не затрагивая другую.

Бытовая техника в вашем доме подключена параллельно. Это означает, что каждый из них получает полное напряжение, и вы можете использовать его, не включая все.

На этом мы завершаем изучение параллельных цепей, узнайте больше в нашем разделе основных электрических цепей.

Цепи серии

— недостатки, яркость и последовательно-параллельные комбинации

Введение

Если две лампы соединены последовательно, вам нужно пройти через обе, чтобы добраться от одной клеммы батареи до другой.Другими словами, есть только один проводящий путь.

Простое упражнение, показывающее преимущества параллельных цепей перед последовательными цепями.

В этом уроке мы увидим, в чем проблемы с последовательными цепями. Мы узнаем о токе, напряжении и сопротивлении, а также рассмотрим особый вид последовательной цепи, называемой делителем потенциала.

Проблема с последовательными цепями

Анимация, объясняющая, почему последовательно включенные лампы тускнеют из-за изменений в и тока, и напряжения .

Если две лампы соединены последовательно, то есть две проблемы

  1. Обе лампы тусклее, чем были бы сами по себе
  2. Нельзя выключить одну лампочку, не выключив обе

Почему последовательные лампы диммерные

Лампы тусклые по двум причинам:

  1. Ток, проходящий через них, меньше, потому что две последовательно соединенные лампочки имеют более высокое сопротивление, чем одна лампочка.
  2. Каждый заряд отдает только часть своей энергии в каждой лампочке, т.е.е. п.д. поперек каждой лампочки меньше

Если лампочки одинаковые, то каждый заряд будет отдавать половину своей энергии. Помните, что нет никакой «первой» лампочки. Заряды уже есть, и они текут повсюду одновременно. Ток во всей последовательной цепи один и тот же.

Представьте, что вы полностью тормозите колесо велосипеда. Нельзя сказать, что какие-то тормоза были первыми.

Яркость зависит от мощности. Мощность зависит как от напряжения, так и от силы тока.С двумя последовательно включенными лампочками вы уменьшаете вдвое напряжение и примерно вдвое ток, поэтому мощность, рассеиваемая в каждой лампочке, и, следовательно, яркость, составляет примерно четверть того, что было бы, если бы лампочка была подключена отдельно.

Как заряды «знают», что нужно сохранять энергию для второй лампочки?

Суть в том, что ток должен быть одинаковым везде в цепи. Вы не знаете, каким будет этот ток на самом деле, если не рассчитаете его, но вы знаете, что он не может быть разным в каждой лампочке.

Чтобы ток был одинаковым, необходимо большое напряжение на большом сопротивлении и небольшое напряжение на небольшом сопротивлении. Эти два напряжения должны в сумме равняться напряжению батареи.

Когда вы подключаете цепь, электронам требуется несколько миллионных долей секунды, чтобы сформировать стабильный ток. В течение этой крошечной доли секунды ток в разных частях цепи может быть разным.

Анимация, объясняющая, как заряды в последовательной цепи «знают» о «второй лампочке».

Но это вызывает некоторое скопление, поскольку большие токи догоняют малые токи. Когда электроны группируются, они больше отталкиваются друг от друга, и это снова приводит к выравниванию тока. Таким образом, ток быстро стабилизируется до стабильного значения с правильным распределением напряжения. Помните, что хотя этот процесс оседания происходит очень быстро, скорость дрейфа электронов очень мала.

Если вы посмотрите на этот процесс более подробно, то увидите, что распределение электронов на самом деле происходит на поверхности проводов.

Лампы с высоким сопротивлением становятся ярче в последовательных цепях

Если две последовательно соединенные лампы не идентичны, одна лампа будет ярче другой. Яркость зависит как от тока, так и от напряжения.

Помните, что ток через обе цепи должен быть одинаковым, потому что ток одинаковый везде в последовательной цепи. Это означает, что напряжение на лампах должно быть разным, чтобы их яркость была разной.

Анимация, объясняющая, что происходит, когда две разные лампочки соединяются последовательно.

Самая яркая лампа будет иметь самый большой п.д. через это. Если лампочке нужен большой п.д. для данного тока он должен иметь высокое сопротивление. Таким образом, последовательно включенные лампы с высоким сопротивлением ярче, потому что они имеют больший p.d. через них.

В параллельных цепях лампы с низким сопротивлением ярче, потому что через них проходит больший ток при том же п.о.

Игра Верные или ложные утверждения о последовательных и параллельных цепях. Вы должны нацелить заявление на тележку для покупок или мусорный ящик.

Переменные резисторы, включенные последовательно, изменяют как напряжение, так и ток

Вы можете использовать переменный резистор, например реостат, чтобы изменить яркость лампы, подключив ее последовательно. Когда резистор имеет высокое сопротивление, лампа тусклая. Когда сопротивление низкое, лампа горит.

Задание, показывающее, как переменный резистор, включенный последовательно с лампочкой, может изменять свою яркость.

По мере увеличения сопротивления переменного резистора общее сопротивление цепи увеличивается, и поэтому ток уменьшается.Но есть и другой эффект: переменный резистор забирает все большую и большую долю напряжения батареи, поэтому лампочка занимает все меньшую и меньшую долю.

Лампа тускнеет по двум причинам. Ток через него уменьшается И п.о. поперёк также уменьшен.

Анимация, объясняющая, как переменный резистор изменяет яркость лампы в зависимости от напряжения и тока.

Вы обнаружите, что очень трудно плавно регулировать яркость лампы, используя последовательно включенный переменный резистор.Единственный способ сделать это — подключить цепь как делитель потенциала.

Резистор п.д. плюс лампочка п.о. равно напряжению АКБ

Когда напряжение на резисторе велико, напряжение на лампочке невелико. Эти два напряжения всегда складываются с напряжением батареи (если не учитывать внутреннее сопротивление).

График, иллюстрирующий закон напряжения Кирхгофа.

Это просто пример закона напряжения. Вы должны быть осторожны, применяя закон напряжения, когда смотрите на схемы, которые объединяют последовательные и параллельные части.

Определение эффективного сопротивления последовательных цепей

Определить эффективное сопротивление последовательно соединенных резисторов очень просто: просто сложите отдельные сопротивления. Вы можете довольно легко показать, почему это так.

Анимация, демонстрирующая вывод формулы эффективного сопротивления последовательно включенных резисторов.

Последовательное добавление резисторов всегда увеличивает эффективное сопротивление. Очень большое последовательное сопротивление с очень маленьким сопротивлением фактически то же самое, что и большое сопротивление.

Расчет напряжения и тока для резисторов серии

Есть несколько способов решения этой проблемы. Довольно надежный способ —

  1. Рассчитайте общее сопротивление, R эффективное
  2. Используйте V = IR , эффективный для всей цепи, чтобы рассчитать ток, который везде одинаков
  3. Используйте V = IR для каждого резистора, чтобы рассчитать напряжение на каждом резисторе
Анимация, демонстрирующая, как рассчитать напряжение и ток для последовательных цепей.

Для проверки убедитесь, что сумма напряжений на каждом резисторе равна напряжению батареи.

Вы также можете использовать коэффициенты для непосредственного определения напряжений.

Делители потенциалов

Мы видели, что подключение переменного резистора последовательно с лампочкой может изменить ее яркость, но с этим подходом есть проблемы.

Лучшим способом управления яркостью лампы является установка переменного резистора в качестве делителя потенциала.

Делители потенциала часто используются с логическими вентилями и усилителями.

Моделирование, позволяющее изучить, как можно использовать делитель потенциала с логическим вентилем и светозависимым резистором для управления ночником.

Вернуться к краткой информации об электричестве

лампочек параллельно. Одна из обсуждаемых мной тем… | Томас Чиллимэмп

Рассмотрим две схемы выше. Если показание левого амперметра составляет 4А, каково показание правого амперметра?

Одна из тем, которые я долго размышлял, — это как объяснить студентам, что каждая петля «параллельной цепи» потребляет свой собственный ток.Когда мы говорим о «расщеплении» тока при параллельном подключении компонентов, мы создаем неправильное представление о том, что показание правого амперметра будет 2 А при подключении второй лампы. На самом деле, амперметр будет по-прежнему показывать 4А, но ток через ячейку (и провода до любого разветвления) теперь составляет 8А (при условии, что мои лампочки такие же).

БОКОВОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Я бы также очень ясно дал понять студентам, что, как правило, не существует такой вещи, как последовательная цепь или параллельная цепь, мы должны сказать, что «компоненты, соединенные последовательно / параллельно», поскольку только самые основные схемы могут быть классифицируются как однозначно последовательные или параллельные.Но в этом блоге я обсуждаю уникальные примеры действительно последовательной цепи (одна ячейка и одна лампочка) и действительно параллельной цепи (одна ячейка с двумя лампочками, подключенными параллельно).

Мы часто начинаем с этой последовательной схемы:

, а затем добавляем нашу вторую лампочку параллельно, как показано ниже (я решил использовать провода разного цвета, чтобы попытаться сделать эту вторую «петлю» явной):

Теперь, если бы оборудование работало идеально (чего явно нет на этих фотографиях — разве вы просто не любите электричество?), Мы могли бы указать, что лампы одинаковой яркости, и поэтому обсудить, что частичные разряды между ними должно быть таким же.

Однако, на мой взгляд, не сразу очевидно, что каждая лампочка в цепи также потребляет одинаковый ток. Похоже на волшебный трюк. Мало того, что частичные разряды идентичны на каждой лампочке, но и ток через них также идентичен? Студенты всегда ждут, что произойдут какие-то изменения, так что, конечно же, должны были измениться текущие или PD? Затем учащиеся могут начать путать понятия PD и тока, пытаясь построить свою собственную ментальную модель происходящего.

Этому процессу не помогает то, что мы часто говорим, что ток «разделяется» при параллельном подключении компонентов, поэтому студенты ожидают, что ток будет вдвое меньше, чем был раньше.Надеюсь, ниже мы увидим, что нам, вероятно, следует чаще говорить о текущих «подведениях».

БОКОВОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: В дальнейшем мы могли бы решить установить амперметры, чтобы проверить ток в каждой из петель и найти значения, которые не совпадают: «Сэр, 3,1 А — это не то же самое, что 2,9 А…» « Ну, нет, это верно, но… »

Во-первых, на начальном этапе объяснения не обращайте внимания на амперметры. Или, если вы действительно хотите их использовать, сделайте небольшое отступление об измерениях, ошибках, ненадежных соединениях и т. Д.

Вместо того, чтобы добавить мою вторую лампочку в петлю под первой лампочкой, почему бы не добавить ее над ячейкой (которая, как я знаю, на самом деле является батареей, спрятанной в пластиковом основании с символом ячейки по причинам, которые я никогда полностью не понимал -кто сказал, что электричество сбивает с толку)?

Теперь эта «красная петля» кажется полностью отключенной от «черной петли». Если бы мы использовали веревочную модель электричества, чтобы поговорить об этом (у Тома Норриса есть отличный блог об этом здесь), мы могли бы красиво настроить это с помощью двух веревок (или цепей для ванной, которые мне нравятся еще больше) и смоделировать это.Кажется вполне очевидным, что эти две петли независимы друг от друга.

Тонкость здесь в том, что ток, протекающий через ячейку, теперь является суммой тока в двух контурах. Но я бы не стал говорить об этом студентам. Я задавал множество вопросов о том, что происходит, чтобы убедиться, что ученики понимают, чего я хочу, — каждая лампочка потребляет свой ток, независимо от того, что происходит в другом контуре. Мы могли бы, например, взглянуть на схему ниже, чтобы действительно убедиться, что учащиеся ясно понимают, что «красная петля» и «черная петля» независимы.

Теперь я хочу подчеркнуть, что где-то в схеме что-то должно было измениться. И я делаю это, возвращаясь к исходной «параллельной схеме» и добавляя несколько совершенно лишних синих проводов от каждого вывода ячейки. Я бы смоделировал это прямо под визуализатором, подчеркнув, что я не меняю ничего важного, просто добавляю больше проволоки, и это не влияет на лампочки.

А теперь я объясняю им, что происходит с током в синем проводе: «Ток в синем проводе должен быть достаточно большим, чтобы красная петля получала 5 А, а черный провод — 5 А, поэтому ток в синем проводе должен быть достаточно большим. синий провод должен быть 10А ».Опрос, множество вопросов, примеров, много примеров и т. Д. И т. Д. И т. Д.

Наконец, и это одна из основных причин использования синих проводов вместо того, чтобы просто говорить о токе между выводами ячейки, я могу физически манипулировать верхнюю лампочку и переместите ее. Я могу переместить его под «черную петлю» и расположить провода так, чтобы они выглядели точно так же, как архетипическая «параллельная цепь».

В разговоре с Гетином Джонсом он упомянул, что это похоже на идею непрерывного обращения Энгельмана, которая является особенно действенной.Затем мы можем добавлять все больше и больше петель — либо непосредственно в этой точке ниже «красной петли», либо возвращаясь и добавляя петли в восточном и западном положениях воображаемого компаса (где «красная петля» ранее была на севере и «черная петля» ранее была на юге).

В нашем разговоре в электрическом чате CogSciSci мы обсуждали, как это может быть столь же успешным с помощью моделирования, такого как PhET, но я действительно думаю, что в этом последнем шаге есть что-то очень мощное — физическое манипулирование схемой.Делая это, мы движемся от точки, в которой наше концептуальное понимание тока является сильным, и движемся к точке, где это понимание может согласовываться с общими схемами, которые не обязательно показывают две петли как отдельные.

Я хотел бы услышать, что вы думаете об этой маленькой идее, я @TChillimamp в твиттере.

Лабораторная работа: последовательные и параллельные схемы

Задачи: Студент должен уметь:

1 составлять схемы и строить последовательные и параллельные схемы.

2 описывает влияние последовательного и параллельного соединения на реальные цепи.

Материалы: печатные платы, элементы фонарика, держатель батареи, соединительные провода

Предпосылки: Последовательная цепь — это цепь, в которой электричество течет по одному проводнику через две или более нагрузки. В параллельной цепи электричество проходит через цепь несколькими путями. В типичном двухэлементном фонарике ячейки соединены последовательно. Напряжение сформированной таким образом батареи определяется сложением напряжений ячеек.Когда аналогичные элементы соединены параллельно, сформированная батарея имеет то же напряжение, что и одиночный элемент. Аккумулятор этого типа прослужит дольше, чем одноэлементный. Цепи в доме подключены параллельно.


Процедура:

Ячейки серии . Подключите одну ячейку к одной лампочке. Если у вас замкнутая цепь, лампочка должна загореться. Опишите результат. Прогноз результатов последовательного соединения двух ячеек.Теперь подключите последовательно две ячейки к одной лампочке. Запишите свои наблюдения . Аналогичным образом сначала прогнозируют результаты , а затем последовательно соединяют три, а затем четыре ячейки и записывают результаты .

а) Как добавление ячеек повлияло на яркость лампы?

б) Почему?

c) Какое, по вашему мнению, напряжение будет в каждом испытании?

г) Как повышение напряжения влияет на яркость лампы?

Ячейки в серии

Лампочки в серии .Используя четыре последовательно соединенных элемента, чтобы сформировать батарею на шесть вольт, соедините одну лампочку последовательно с батареей. Запишите свое наблюдение . Теперь подключите вторую лампочку последовательно с первой. Сравните яркость каждой лампочки с яркостью отдельной лампочки. Прогноз результатов добавления третьей лампы. Соедините третью лампочку последовательно с двумя другими и опишите результаты . Отсоедините любой провод в цепи лампы.Наблюдать и записывать результаты .

д) Какие недостатки последовательного подключения лампочек?

е) Есть ли преимущества последовательного подключения лампочек?

Лампочки в серии

Лампочки в параллели . Отсоедините все провода. Подключив элементы, чтобы сформировать батарею на шесть вольт, снова подключите одну лампочку последовательно с батареей. Отметьте яркости отдельной лампочки.Подключите вторую лампочку параллельно первой и наблюдайте, и запишите результатов. Прогноз результатов добавления третьей лампы. Теперь подключите третью лампочку параллельно и наблюдайте и записывайте . Не отключая всю цепь, отцепите одну лампочку. Опишите результаты .

g) Остались ли две другие лампочки гореть, когда одна была отключена?

h) Лампы потускнели или посветлели? Переворачиваем провод от АКБ к цепи.

i) Это как-то влияет на лампочки? Объясните, что вы наблюдаете.

Лампы параллельно

Дальнейшие исследования . Соедините одну лампочку последовательно с двумя лампами, подключенными параллельно. Подключите это к шестивольтовой батарее.

j) Опишите и объясните, что вы наблюдаете, используя аналогию с потоком воды.

Еще вопросы.

k) В чем преимущество последовательного соединения ячеек фонаря? в параллели?

l) Почему электрические цепи в домах соединены параллельно?

м) Каков будет эффект от добавления четвертой лампы в последовательную цепь? в параллельную схему?

Последовательные и параллельные резисторы

Резисторы серии

Общее сопротивление в цепи с последовательно включенными резисторами равно сумме отдельных сопротивлений.

Цели обучения

Рассчитайте общее сопротивление в цепи с последовательно включенными резисторами

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Через каждый резистор последовательно протекает один и тот же ток.
  • Отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его.
  • Общее сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений: [латекс] \ text {RN} (\ text {series}) = \ text {R} _1 + \ text {R} _2 + \ text {R} _3 +… + \ text {R} _ \ text {N} [/ latex].
Ключевые термины
  • серия : ряд элементов, которые следуют одно за другим или связаны друг за другом.
  • сопротивление : Противодействие прохождению электрического тока через этот элемент.

Обзор

В большинстве схем имеется более одного компонента, называемого резистором, который ограничивает поток заряда в цепи. Мера этого предела для потока заряда называется сопротивлением. Самыми простыми комбинациями резисторов являются последовательное и параллельное соединение.Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от способа их подключения.

Цепи серии : Краткое введение в анализ последовательных и последовательных цепей, включая закон Кирхгофа по току (KCL) и закон Кирхгофа по напряжению (KVL).

Резисторы серии

Резисторы включены последовательно всякий раз, когда заряд или ток должны проходить через компоненты последовательно.

Резисторы в серии : Эти четыре резистора подключены последовательно, потому что, если бы ток подавался на один конец, он бы протекал через каждый резистор последовательно до конца.

показывает резисторы, последовательно подключенные к источнику напряжения. Общее сопротивление в цепи равно сумме отдельных сопротивлений, поскольку ток должен последовательно проходить через каждый резистор.

Резисторы, подключенные последовательно. : Три резистора, подключенные последовательно к батарее (слева), и эквивалентное одиночное или последовательное сопротивление (справа).

Использование закона Ома для расчета изменений напряжения в резисторах серии

Согласно закону Ома падение напряжения V на резисторе при протекании через него тока рассчитывается по формуле V = IR, где I — ток в амперах (A), а R — сопротивление в омах (Ω). .

Таким образом, падение напряжения на R 1 равно V 1 = IR 1 , на R 2 равно V 2 = IR 2 , а на R 3 равно V 3 = IR 3 .Сумма напряжений будет равна: V = V 1 + V 2 + V 3 , исходя из сохранения энергии и заряда. Если подставить значения отдельных напряжений, получим:

[латекс] \ text {V} = \ text {IR} _1 + \ text {IR} _2 + \ text {IR} _3 [/ latex]

или

[латекс] \ text {V} = \ text {I} (\ text {R} _1 + \ text {R} _2 + \ text {R} _3) [/ латекс]

Это означает, что полное сопротивление в серии равно сумме отдельных сопротивлений. Следовательно, для каждой цепи с Н резисторов, включенных последовательно:

[латекс] \ text {RN} (\ text {series}) = \ text {R} _1 + \ text {R} _2 + \ text {R} _3 +… + \ text {R} _ \ text {N }.[/ латекс]

Поскольку весь ток должен проходить через каждый резистор, он испытывает сопротивление каждого, а последовательно соединенные сопротивления просто складываются.

Поскольку напряжение и сопротивление имеют обратную зависимость, отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его. Об этом свидетельствует пример, когда две лампочки соединены в последовательную цепь с аккумулятором. В простой схеме, состоящей из одной батареи 1,5 В и одной лампочки, падение напряжения на лампочке будет равно 1.5V через него. Однако, если бы две лампочки были соединены последовательно с одной и той же батареей, на каждой из них было бы падение напряжения 1,5 В / 2 или 0,75 В. Это будет очевидно по яркости света: каждая из двух последовательно соединенных лампочек будет в два раза слабее, чем одиночная лампочка. Следовательно, резисторы, соединенные последовательно, потребляют такое же количество энергии, как и один резистор, но эта энергия распределяется между резисторами в зависимости от их сопротивлений.

Параллельные резисторы

Общее сопротивление в параллельной цепи равно сумме обратных сопротивлений каждого отдельного сопротивления.

Цели обучения

Рассчитайте общее сопротивление в цепи с резисторами, включенными параллельно

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Общее сопротивление в параллельной цепи меньше наименьшего из отдельных сопротивлений.
  • Каждый резистор, включенный параллельно, имеет то же напряжение, что и приложенный к нему источник (напряжение в параллельной цепи постоянно).
  • Параллельные резисторы не получают суммарный ток каждый; они делят его (ток зависит от номинала каждого резистора и общего количества резисторов в цепи).
Ключевые термины
  • сопротивление : Противодействие прохождению электрического тока через этот элемент.
  • параллельно : Расположение электрических компонентов, при котором ток течет по двум или более путям.

Обзор

Резисторы в цепи могут быть включены последовательно или параллельно. Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от способа их подключения.

Parallel Circuits : Краткий обзор анализа параллельных цепей с использованием таблиц VIRP для студентов-физиков средней школы.

Параллельные резисторы

Резисторы включены параллельно, когда каждый резистор подключен непосредственно к источнику напряжения путем соединения проводов с незначительным сопротивлением. Таким образом, к каждому резистору приложено полное напряжение источника.

Параллельные резисторы : Параллельное соединение резисторов.

Каждый резистор потребляет такой же ток, как если бы он был единственным резистором, подключенным к источнику напряжения. Это верно для схем в доме или квартире. Каждая розетка, подключенная к устройству («резистор»), может работать независимо, и ток не должен проходить через каждое устройство последовательно.

Закон

Ом и параллельные резисторы

На каждый резистор в цепи подается полное напряжение. Согласно закону Ома токи, протекающие через отдельные резисторы, равны [латекс] \ text {I} _1 = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _1} [/ latex], [latex] \ text {I} _2 = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _2} [/ latex] и [latex] \ text {I} _3 = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _3} [/ латекс].Сохранение заряда подразумевает, что полный ток является суммой этих токов:

Параллельные резисторы : Три резистора, подключенные параллельно батарее, и эквивалентное одиночное или параллельное сопротивление.

[латекс] \ text {I} = \ text {I} _1 + \ text {I} _2 + \ text {I} _3. [/ Latex]

Подстановка выражений для отдельных токов дает:

[латекс] \ text {I} = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _1} + \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _2} + \ frac {\ текст {V}} {\ text {R} _3} [/ latex]

или

[латекс] \ text {I} = \ text {V} (\ frac {1} {\ text {R} _1} + \ frac {1} {\ text {R} _2} + \ frac {1} { \ text {R} _3}) [/ latex]

Это означает, что полное сопротивление в параллельной цепи равно сумме обратных сопротивлений каждого отдельного сопротивления.Следовательно, для каждой схемы с числом [latex] \ text {n} [/ latex] или параллельно подключенных резисторов —

[латекс] \ text {R} _ {\ text {n} \; (\ text {parallel})} = \ frac {1} {\ text {R} _1} + \ frac {1} {\ text { R} _2} + \ frac {1} {\ text {R} _3}… + \ frac {1} {\ text {R} _ \ text {n}}. [/ Latex]

Это соотношение приводит к общему сопротивлению, которое меньше наименьшего из отдельных сопротивлений. Когда резисторы подключены параллельно, от источника течет больше тока, чем протекает для любого из них по отдельности, поэтому общее сопротивление ниже.

Каждый резистор, включенный параллельно, имеет такое же полное напряжение источника, как и источник, но делит общий ток между ними. Примером может служить соединение двух лампочек в параллельную цепь с аккумулятором на 1,5 В. В последовательной цепи две лампочки будут вдвое менее тусклыми при подключении к одному источнику батареи. Однако, если бы две лампочки были подключены параллельно, они были бы столь же яркими, как если бы они были подключены к батарее по отдельности. Поскольку к обеим лампочкам подается одинаковое полное напряжение, батарея также разряжается быстрее, поскольку она по существу обеспечивает полную энергию обеими лампочками.В последовательной цепи батарея будет работать столько же, сколько и с одной лампочкой, только тогда яркость будет разделена между лампочками.

Комбинированные схемы

Комбинированная цепь может быть разбита на аналогичные части, работающие последовательно или параллельно.

Цели обучения

Описать расположение резисторов в комбинированной цепи и его практическое значение

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного.
  • Различные части комбинированной схемы могут быть идентифицированы как последовательные или параллельные, уменьшены до их эквивалентов, а затем уменьшены до тех пор, пока не останется единственное сопротивление.
  • Сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемые на резистор. Если сопротивление в проводах относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными и повлиять на выходную мощность в бытовые приборы.
Ключевые термины
  • серия : ряд элементов, которые следуют одно за другим или связаны друг за другом.
  • параллельно : Расположение электрических компонентов, при котором ток течет по двум или более путям.
  • Комбинированная схема : электрическая цепь, содержащая несколько резисторов, которые соединены как последовательным, так и параллельным соединением.

Комбинированные схемы

Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного. Это часто встречается, особенно если учитывать сопротивление проводов.В этом случае сопротивление провода включено последовательно с другими сопротивлениями, включенными параллельно.

Комбинированная цепь может быть разбита на аналогичные части, которые являются последовательными или параллельными, как показано на схеме. На рисунке общее сопротивление может быть вычислено путем соединения трех резисторов друг с другом последовательно или параллельно. R 1 и R 2 соединены параллельно по отношению друг к другу, поэтому мы знаем, что для этого подмножества сопротивление, обратное сопротивлению, будет равно:

Сеть резисторов : В этой комбинированной схеме цепь может быть разбита на последовательный компонент и параллельный компонент.

Комбинированные схемы : Два параллельно включенных резистора с одним резистором.

[латекс] \ frac {1} {\ text {R} _1} + \ frac {1} {\ text {R} _2} [/ latex] или [латекс] \ frac {\ text {R} _1 \ text {R} _2} {\ text {R} _1 + \ text {R} _2} [/ latex]

R 3 соединен последовательно с как R 1 , так и R 2 , поэтому сопротивление будет рассчитываться как:

[латекс] \ text {R} = \ frac {\ text {R} _1 \ text {R} _2} {\ text {R} _1 + \ text {R} _2} + \ text {R} _3 [/ latex ]

Сложные комбинированные схемы

Для более сложных комбинированных схем различные части могут быть идентифицированы как последовательные или параллельные, уменьшены до их эквивалентов, а затем уменьшены до тех пор, пока не останется единственное сопротивление, как показано на.На этом рисунке комбинация из семи резисторов была идентифицирована как включенные последовательно или параллельно. На исходном изображении две обведенные кружком секции показывают резисторы, включенные параллельно.

Уменьшение комбинированной схемы : Эта комбинация из семи резисторов имеет как последовательные, так и параллельные части. Каждое из них идентифицируется и приводится к эквивалентному сопротивлению, а затем уменьшается до тех пор, пока не будет достигнуто одно эквивалентное сопротивление.

Уменьшение этих параллельных резисторов до одного значения R позволяет нам визуализировать схему в более упрощенном виде.На верхнем правом изображении мы видим, что обведенная кружком часть содержит два последовательно соединенных резистора. Мы можем дополнительно уменьшить это до другого значения R, добавив их. Следующий шаг показывает, что два обведенных резистора включены параллельно. Уменьшение тех ярких моментов, что последние два соединены последовательно и, таким образом, могут быть уменьшены до одного значения сопротивления для всей цепи.

Одним из практических следствий комбинированной схемы является то, что сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемую на резистор.Комбинированная цепь может быть преобразована в последовательную цепь на основе понимания эквивалентного сопротивления параллельных ветвей комбинированной цепи. Последовательная цепь может использоваться для определения общего сопротивления цепи. По сути, сопротивление провода является последовательным с резистором. Таким образом, увеличивается общее сопротивление и уменьшается ток. Если сопротивление провода относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными. Если потребляется большой ток, падение ИК-излучения в проводах также может быть значительным.

Зарядка аккумулятора: последовательные и параллельные ЭДС

При последовательном включении источников напряжения их ЭДС и внутренние сопротивления складываются; параллельно они остаются прежними.

Цели обучения

Сравнить сопротивления и электродвижущие силы для источников напряжения, подключенных с одинаковой и противоположной полярностью, последовательно и параллельно

Основные выводы

Ключевые моменты
  • ЭДС, соединенные последовательно с одинаковой полярностью, являются аддитивными и приводят к более высокой общей ЭДС.
  • Две ЭДС, соединенные последовательно с противоположной полярностью, имеют общую ЭДС, равную разнице между ними, и могут использоваться для зарядки источника с более низким напряжением.
  • Два источника напряжения с идентичными ЭДС, соединенные параллельно, имеют чистую ЭДС, эквивалентную одному источнику ЭДС, однако чистое внутреннее сопротивление меньше и, следовательно, дает более высокий ток.
Ключевые термины
  • параллельно : расположение электрических компонентов, при котором ток течет по двум или более путям.
  • электродвижущая сила : (ЭДС) — напряжение, генерируемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и поэтому на самом деле не является силой.
  • серия : ряд элементов, которые следуют одно за другим или связаны друг за другом.

Когда используется более одного источника напряжения, они могут быть подключены последовательно или параллельно, аналогично резисторам в цепи.Когда источники напряжения включены последовательно в одном направлении, их внутренние сопротивления складываются, а их электродвижущая сила или ЭДС складываются алгебраически. Эти типы источников напряжения распространены в фонариках, игрушках и других приборах. Обычно ячейки включены последовательно, чтобы обеспечить большую суммарную ЭДС.

Фонарик и лампочка : Последовательное соединение двух источников напряжения в одном направлении. Эта схема представляет собой фонарик с двумя последовательно включенными ячейками (источниками напряжения) и одной лампочкой (сопротивление нагрузки).

Батарея представляет собой соединение нескольких гальванических элементов. Однако недостатком такого последовательного соединения ячеек является то, что их внутреннее сопротивление увеличивается. Иногда это может быть проблематично. Например, если вы поместите в машину две батареи на 6 В вместо обычной батареи на 12 В, вы должны добавить как ЭДС, так и внутреннее сопротивление каждой батареи. Таким образом, у вас будет такая же ЭДС 12 В, хотя внутреннее сопротивление тогда будет удвоено, что вызовет у вас проблемы, когда вы захотите запустить двигатель.

Но, если ячейки противостоят друг другу — например, когда одна вставляется в прибор задом наперед, — общая ЭДС меньше, так как это алгебраическая сумма отдельных ЭДС. Когда он перевернут, он создает ЭДС, которая противодействует другой, и приводит к разнице между двумя источниками напряжения.

Зарядное устройство : представляет два источника напряжения, соединенных последовательно с противоположными ЭДС. Ток течет в направлении большей ЭДС и ограничивается суммой внутренних сопротивлений.(Обратите внимание, что каждая ЭДС представлена ​​на рисунке буквой E.) Зарядное устройство, подключенное к аккумулятору, является примером такого подключения. Зарядное устройство должно иметь большую ЭДС, чем батарея, чтобы через него протекал обратный ток.

Когда два источника напряжения с одинаковыми ЭДС соединены параллельно и также подключены к сопротивлению нагрузки, общая ЭДС равна индивидуальным ЭДС. Но общее внутреннее сопротивление уменьшается, поскольку внутренние сопротивления параллельны. Таким образом, параллельное соединение может производить больший ток.

Две идентичные ЭДС : Два источника напряжения с одинаковыми ЭДС (каждый помечен буквой E), подключенные параллельно, создают одинаковую ЭДС, но имеют меньшее общее внутреннее сопротивление, чем отдельные источники. Параллельные комбинации часто используются для подачи большего тока.

ЭДС и напряжение на клеммах

Выходное напряжение или напряжение на клеммах источника напряжения, такого как батарея, зависит от его электродвижущей силы и внутреннего сопротивления.

Цели обучения

Выразите взаимосвязь между электродвижущей силой и напряжением на клеммах в форме уравнения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Электродвижущая сила (ЭДС) — это разность потенциалов источника при отсутствии тока.
  • Напряжение на клеммах — это выходное напряжение устройства, измеренное на его клеммах.
  • Напряжение на клеммах рассчитывается по формуле V = ЭДС — Ir.
Ключевые термины
  • электродвижущая сила : (ЭДС) — напряжение, генерируемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и поэтому на самом деле не является силой.
  • напряжение на клеммах : Выходное напряжение устройства, измеренное на его клеммах.
  • разность потенциалов : разница в потенциальной энергии между двумя точками в электрическом поле; разница в заряде между двумя точками в электрической цепи; Напряжение.

Когда вы забываете выключить автомобильные фары, они постепенно тускнеют по мере разрядки аккумулятора. Почему они просто не мигают, когда батарея разряжена? Их постепенное затемнение означает, что выходное напряжение батареи уменьшается по мере разряда батареи. Причина снижения выходного напряжения для разряженных или перегруженных батарей заключается в том, что все источники напряжения состоят из двух основных частей — источника электрической энергии и внутреннего сопротивления.

Электродвижущая сила

Все источники напряжения создают разность потенциалов и могут подавать ток, если подключены к сопротивлению. В небольшом масштабе разность потенциалов создает электрическое поле, которое воздействует на заряды, вызывая ток. Мы называем эту разность потенциалов электродвижущей силой (сокращенно ЭДС). ЭДС — это вообще не сила; это особый тип разности потенциалов источника при отсутствии тока. Единицы измерения ЭДС — вольты.

Электродвижущая сила напрямую связана с источником разности потенциалов, например с конкретной комбинацией химических веществ в батарее.Однако при протекании тока ЭДС отличается от выходного напряжения устройства. Напряжение на выводах батареи, например, меньше, чем ЭДС, когда батарея подает ток, и оно падает дальше, когда батарея разряжается или разряжается. Однако, если выходное напряжение устройства можно измерить без потребления тока, то выходное напряжение будет равно ЭДС (даже для сильно разряженной батареи).

Напряжение на клеммах

представляет схематическое изображение источника напряжения.Выходное напряжение устройства измеряется на его выводах и называется напряжением на выводах В . Напряжение на клеммах определяется уравнением:

Схематическое изображение источника напряжения : Любой источник напряжения (в данном случае углеродно-цинковый сухой элемент) имеет ЭДС, связанную с источником разности потенциалов, и внутреннее сопротивление r, связанное с его конструкцией. (Обратите внимание, что сценарий E означает ЭДС.) Также показаны выходные клеммы, на которых измеряется напряжение на клеммах V.Поскольку V = ЭДС-Ir, напряжение на клеммах равно ЭДС, только если ток не течет.

[латекс] \ text {V} = \ text {emf} — \ text {Ir} [/ latex],

где r — внутреннее сопротивление, а I — ток, протекающий во время измерения.

I является положительным, если ток течет от положительного вывода. Чем больше ток, тем меньше напряжение на клеммах. Точно так же верно, что чем больше внутреннее сопротивление, тем меньше напряжение на клеммах.

Решено: ИССЛЕДОВАНИЕ 2: ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ C…

  1. наука
  2. физика
  3. вопросы и ответы по физике
  4. ИССЛЕДОВАНИЕ 2: ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЯХ Есть два основных способа подключения …

Показать текст изображения

Ответ эксперта

100% (1 рейтинг) Sol: Q2-1: D и E параллельны, как видно из конфигурации, один вывод D подключен к одному выводу E, и то же самое верно для другого вывода, и эти комбинированные выводы совпадают ОтветПредыдущий вопрос Следующий вопрос

ИССЛЕДОВАНИЕ 2: ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ В ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЯХ Существует два основных способа подключения резисторов, лампочек или других элементов в цепи — последовательно и параллельно.До сих пор вы подключали лампочки последовательно. Чтобы делать прогнозы, связанные с более сложными цепями, нам нужно более точное определение последовательного и параллельного. Они кратко изложены во вставке ниже. Последовательное соединение: совместное использование одного перехода Два резистора или лампочки включены последовательно, если они соединены так, что приходящий ток, проходящий через один резистор или лампочку, проходит через другой. То есть, существует только один путь для тока, последовательное соединение 1 Параллельное соединение: два общих соединения Два резистора или лампочки подключены параллельно, если их клеммы соединены вместе так, что каждый конец резистора или лампочки подключен напрямую. к одному концу другого резистора или лампы, e.Gujunction 1 на схеме. Аналогичным образом соединяются вместе другие концы (стык 2). соединение 2. Параллельно Давайте сравним поведение цепи с двумя лампами, включенными параллельно, с цепью с одной лампочкой. (См. Рисунок 2-5 ниже.) A 3) (b) (a) Рисунок 2-5: Две разные цепи с идентичными компонентами — (a) цепь с одной лампочкой и (b) цепь с двумя одинаковыми лампочками, подключенными параллельно друг к другу и параллельно аккумулятору. Обратите внимание, что если лампы A, D и E идентичны, то схема на Рисунке 2-6 эквивалентна схеме 2-5 (a), когда переключатель разомкнут (как показано), и эквивалентна схеме 2-5 (b), когда выключатель замкнут.Физика в реальном времени: Лаборатория активного обучения + D3 E Рис. 2-6: Когда переключатель разомкнут, лампочка D подключается параллельно к батарее. Когда переключатель замкнут, лампочки D и E подключаются параллельно друг другу и параллельно батарее. Вопрос 2-1: Объясните, как определить из конфигурации схемы, что D&E включены параллельно, когда переключатель замкнут. Прогноз 2-1: При замкнутом переключателе спрогнозируйте, как яркость лампочек D и E в параллельной цепи на рисунке 2-5 (b) будет сравниваться с яркостью лампы A в цепи с одной лампой на рисунке 2-5 (a).Как D и E будут сравниваться друг с другом? Оцените яркость всех трех лампочек. Объясните причины своих прогнозов. Упражнение 2-1: Яркость лампочек в параллельной цепи Создайте схему на рис. 2-6 и опишите наблюдаемые вами рейтинги яркости лампочки D с разомкнутым переключателем и D и E с замкнутым переключателем. Вопрос 2-2: совпадают ли полученные рейтинги с вашим прогнозом? Если нет, можете ли вы объяснить, какие предположения вы делали, которые кажутся ложными? Предсказание 2-2: На основании ваших наблюдений за яркостью, что вы предсказываете относительно относительного количества тока, протекающего через каждую лампочку при параллельном подключении, т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *