Ako zapojiť žiarovky do série a paralelne

Každý deň používame svetelné zdroje. Svietidlá v zdrojoch sú zapojené do série alebo paralelne. Každá metóda má svoje vlastné charakteristiky a je účinná v špecifických situáciách.

Je možné zapojiť žiarovky paralelne

Tento typ pripojenia je najefektívnejší. Lampa je pripojená k fáze a nule. Pri pripájaní dvoch alebo viacerých svietidiel môže dôjsť k skrúteniu napájacích vodičov.

Ale častejšie sú všetky záťaže pripojené k spoločnému káblu. Paralelné spojenie môže byť trámové alebo čapové. V prvej možnosti je ku každému svietidlu pripojený samostatný kábel. V druhom sa fáza a nula privádzajú do prvého svetelného zdroja, zvyšok zariadení je čiastočne napájaný.

Pripojenie záťaže k sieti.

Pri použití halogénových žiaroviek s transformátorom treba pamätať na to, že sú pripojené k sekundárnemu vinutiu meniča pomocou svorkovníc.

Paralelné pripojenie môže trochu vyhladiť nedostatky osvetľovacích zariadení, znížiť blikanie žiariviek. Do obvodu je pridaný kondenzátor na posunutie fázy všetkých prvkov obvodu.

Pravidlá pre pripojenie žiaroviek

Pri pripájaní svietidiel musíte dodržiavať pravidlá. Zvážte sériové a paralelné pripojenia.

Sekvenčné

Sériové pripojenie zahŕňa pripojenie k 220 V sieti tak, aby rovnaký prúd pretekal všetkými prvkami v obvode. V tomto prípade je rozloženie úbytkov napätia úmerné vnútorným odporom záťaží. Výkon je tiež rozdelený proporcionálne.

Pri použití zapojenia v sérii so spoločným spínačom nebudú iluminátory horieť v plnej sile. Pri pripájaní svietidiel rôznych výkonov bude mať zariadenie s vyšším odporom jasnejšiu žiaru.

Schéma štandardného sériového pripojenia je znázornená na obrázku nižšie.

Schéma sériového pripojenia.

Paralelné

Vyznačuje sa dodávkou plného sieťového napätia do každej lampy. Prúd sa bude líšiť v závislosti od odporu zariadenia.

Schéma paralelného zapojenia.

Vodiče sa privádzajú do objímok svietidiel rovnakým spôsobom, niekedy podľa princípu zbernice, keď sú všetky záťaže pripojené k spoločnej linke.

Na jeden zdroj môžete pripojiť toľko žiaroviek. Prepínač funguje rovnakým spôsobom ako pri sériovom zapojení.

Výhody a nevýhody paralelného pripojenia

Výhody:

• ak jeden prvok zlyhá, zvyšok bude pokračovať v práci;
• obvod poskytuje najjasnejšie možné svetlo, pretože na každé zariadenie je aplikované plné napätie;
• z jednej lampy je možné odobrať toľko drôtov, koľko chcete, na pripojenie ďalších záťaží (bude potrebná jedna nula a určitý počet fáz);
• vhodné pre energeticky úsporné elektrické zariadenia.

Schéma pripojenia energeticky úspornej žiarovky k elektronickému predradníku.

Neexistujú prakticky žiadne nevýhody, s výnimkou veľkého počtu vodičov v rozsiahlom systéme s mnohými svietidlami.

Aplikácia

V každodennom živote je paralelné spojenie veľmi bežné. Napríklad girlandy na vianočný stromček, kde všetky žiarovky majú maximálny jas žiary.

Spojením vytvoríte vnútorné osvetlenie ľubovoľnej dĺžky. Výmena spáleného prvku je jednoduchá. Dve 60W svietidlá je možné zameniť za jednu 10W žiarovku bez toho, aby došlo k zníženiu výkonu osvetlenia. Túto vlastnosť obvodu používajú skúsení elektrikári na identifikáciu fázy v trojfázových sieťach.

Halogénové žiarovky a žiarovky nielen jasne žiaria, ale ohrievajú prostredie. Z tohto dôvodu sa často používajú v garážach, hangároch alebo dielňach na vykurovanie priestorov. Za týmto účelom pripojte zariadenia k sieti a umiestnite ich do kovového bloku. Dizajn sa zahreje až na 60 stupňov a udržuje príjemnú teplotu v miestnosti. Vysoký výkon však vedie k častému vyhoreniu lámp.

Súvisiace video: ČO JE SÉRIOVÉ A PARALELNÉ ZAPOJENIE

Paralelné zapojenie sa používa v pásových svietidlách, lustroch, pouličnom osvetlení. Zároveň je možné každé svietidlo ovládať samostatne, čo zvyšuje komfort používania spoločnej siete. Do systému je potrebné namontovať iba požadovaný počet spínačov.

V domoch a bytoch sú paralelne k sieti pripojené nielen osvetľovacie zariadenia, ale aj rôzne zariadenia.

Pri vytváraní svietidiel s prvkami LED sa často používa zmiešané pripojenie založené na sériovom zaťažovacom obvode, po ktorom nasleduje jeho paralelné pripojenie s rovnakým reťazcom.

Odporúčame vám pozrieť sa: Ako pochopiť, či pripojiť lampy alebo záťaže sériovo alebo paralelne

Príklad výpočtu pripojenia svietidiel rôzneho výkonu

Na pochopenie rozdielov stačí poznať Ohmov zákon a ďalšie jednoduché elektrické zákony.

Predpokladajme, že existuje žiarovka na napätie 220 voltov. Pri frekvencii 50 Hz ide o čisto aktívny odpor, takže prvotné záležitosti je pohodlnejšie riešiť s ním. Ak má lampa výkon 100 wattov, po pripojení do siete ňou preteká prúd I=P/U=100 wattov/220 voltov=0,5 A (približne dosť na uvažovanie). Zníži plné napätie siete 220 voltov. Môžete vypočítať odpor závitu: R \u003d U / I \u003d 220 voltov / 0,5 ampéra \u003d 400 ohmov (približne).

Ak pripojíte druhú podobnú žiarovku paralelne s prvou, potom je zrejmé, že na každú žiarovku bude privedené celé sieťové napätie. Ikona spotrebovaného prúdu sa rozvetví na dva prúdy a cez každú žiarovku potečie prúd I=U/R=220 voltov/400 ohmov=0,5 ampéra. Spotrebovaný prúd sa bude rovnať súčtu dvoch prúdov (ako hovorí prvý Kirchhoffov zákon) a bude 1 A. Výsledkom bude, že obe svietidlá budú pod plným sieťovým napätím, bude nimi pretekať menovitý prúd a celková svietivosť tok sa bude rovnať dvojnásobku toku jednej lampy.

Paralelné a sériové pripojenie svetelných zdrojov rovnakého výkonu.

Ak sú dve rovnaké žiarovky zapojené do série, potom sa medzi ne rozdelí sieťové napätie a na každú padne asi 110 voltov.Celkový odpor obvodu bude Rtot = 400 + 400 = 800 Ohm, a prúd cez každú lampu (pri sériovom zapojení je rovnaký pre každý prvok). Žiarovky \u003d U / Rcelkom \u003d 220 voltov / 800 Ohmov \u003d 0,25 A. Výsledkom je:

• na každom svietidle klesne iba polovica sieťového napätia;
• Cez každú lampu preteká prúd, ktorý sa z nominálnej hodnoty zníži dvakrát.

Na odhad svetelného toku žiaroviek pre tento prípad môžete použiť zákon Joule-Lenz. Žiarenie žiaroviek sa uskutočňuje zahrievaním vlákna. Po dobu t niť uvoľní množstvo tepla Q=I²*R*t=U*I*t. Prúd sa zníži na polovicu, napätie na jednej lampe sa tiež zníži na polovicu. Môžeme teda očakávať pokles svetelného toku v 2*2=4 krát. Pre dve žiarovky sa tok zníži o polovicu v porovnaní s jednou žiarovkou v nominálnom režime. To znamená, že pri sériovom zapojení budú dve žiarovky svietiť asi dvakrát slabšie ako jedna.

Problém je možné vyriešiť použitím svietidiel s prevádzkovým napätím dvakrát nižším ako je sieťové napätie.. Ak použijete dve stowattové svetelné zdroje pre napätie 127 voltov, potom sa 220 voltov rozdelí na polovicu a každá žiarovka bude pracovať v nominálnom režime, svetelný tok sa zdvojnásobí v porovnaní s jednou žiarovkou s rovnakým výkonom. To sa však nezbavuje hlavnej nevýhody takejto schémy - ak jedno osvetľovacie zariadenie zlyhá, obvod sa preruší a druhá lampa tiež prestane svietiť.

Všetko vyššie uvedené platí pre svietidlá s rovnakým výkonom. Ak je výkon svietidiel výrazne odlišný, potom sa v obvodoch vyskytujú nasledujúce efekty. Nech má jedna 220 voltová lampa výkon 70 wattov, druhá 140.

Potom menovitý prúd prvého I1=P/U=70/220=0,3 ampéra (zaokrúhlené), druhý - I2 = 140/220 = 0,7 amp. Odolnosť vlákna menej výkonnej žiarovky R1=U/I=220/0,3=700 ohmov, druhý - R2 = 220/0,7 = 300 ohmov.

Žiarovka s vyšším výkonom zodpovedá nižšiemu odporu vlákna.

Paralelné a sériové pripojenie svetelných zdrojov rôzneho výkonu.

Pri paralelnom zapojení bude napätie na oboch zariadeniach rovnaké, každá lampa bude mať svoj vlastný prúd. Celková spotreba prúdu sa rovná súčtu dvoch prúdov Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 ampér. Každá lampa pracuje v nominálnom režime a spotrebúva vlastný prúd.

Pri sériovom zapojení bude prúd obmedzený odporom Rtot = 300 + 700 = 1 000 Ohm a budú si rovné I=U/R=220/1000=0,2 A. Napätie bude rozložené úmerne k odporu závitu (výkonu). Na 140 wattovej lampe to bude 1/3 z 220 voltov - približne 70 voltov. Na lampe s nízkym výkonom - 2/3 z 220 voltov. Teda asi 140 voltov. Obe svietidlá budú svietiť krátkodobo v dôsledku poklesu napätia a prúdu, ale režim pre nich bude svetlo. Ďalšia vec je, ak sa lampy používajú pri polovičnom napätí siete. Na lampe s nižším výkonom bude napätie vyššie ako prípustné a rozdiel bude tým väčší, čím väčší bude rozdiel vo výkone. Takáto lampa bude čoskoro mimo prevádzky. A to je ďalšia nevýhoda postupného zaraďovania lámp. Preto sa takéto spojenie v praxi používa len zriedka. Výnimkou je sériové zapojenie žiariviek. Predpokladá sa, že s touto schémou fungujú stabilnejšie.

Sériové zapojenie žiarivkových svetelných zdrojov. Štartéry sú tu tiež dimenzované na 127 voltov.

Zhrnutie rozdielov medzi paralelným pripojením a sériovým pripojením:

• pri paralelnom pripojení je napätie na všetkých spotrebičoch rovnaké, prúd je rozdelený úmerne k výkonu žiaroviek (ak je výkon rovnaký, potom budú prúdy rovnaké), celková spotreba prúdu sa rovná súčet prúdov všetkých svietidiel;
• pri sériovom zapojení bude prúd cez všetky žiarovky rovnaký, je určený celkovým odporom obvodu (a bude menší ako prúd žiarovky s najnižším výkonom), napätie na spotrebiteľoch bude rozdelené v pomere k výkonu svietidiel (ak je rovnaký, napätia budú rovnaké).

Pomocou týchto princípov môžete analyzovať fungovanie akéhokoľvek obvodu.

Ako sa vyhnúť chybám

Elektrické spotrebiče je potrebné pripojiť k sieti v súlade s pravidlami elektrotechniky. Funkcie pripojenia nie sú zrejmé a môžu byť nepochopiteľné pre ľudí ďaleko od témy.

Je dôležité zvážiť:

1. Každý typ pripojenia má vlastnosti spojené s Ohmovým zákonom. Pri sériovom zapojení je prúd vo všetkých častiach obvodu rovnaký, zatiaľ čo napätie závisí od odporu. Pri paralelnom pripojení je napätie rovnaké a celková sila prúdu je súčtom hodnôt jednotlivých sekcií.
2. Žiadny obvod by nemal byť preťažený, môže to viesť k nestabilnej prevádzke zariadení a poškodeniu vodičov.
3. Pri paralelnom zapojení musí prierez vodičov zodpovedať aplikovanému zaťaženiu, inak je nevyhnutné prehriatie vodičov, po ktorom nasleduje roztavenie vinutia a skrat.
4. Fáza sa dodáva do spínača, nula ide do osvetľovacieho zariadenia. Nedodržanie tohto pravidla môže mať za následok zásah elektrickým prúdom pri výmene lampy, pretože zariadenie je pod napätím, aj keď je vypnuté.
5. Hlavný vodič zo svietidla je pripojený k spoločnému kontaktu. Ak je pripojený k vodovodnému kohútiku, bude fungovať iba časť okruhu.
6. Pred inštaláciou spínača je lepšie označiť vodiče vopred. Počas inštalácie bude ľahké navzájom spojiť vodiče s rovnakým názvom.

Nedodržanie odporúčaní môže spôsobiť nestabilnú prevádzku osvetľovacieho zariadenia, rýchle vyhorenie lámp a spôsobiť vážne zranenie s ohrozením života.