Πώς να συνδέσετε λαμπτήρες σε σειρά και παράλληλα
Καθημερινά χρησιμοποιούμε πηγές φωτός. Οι λαμπτήρες συνδέονται είτε σε σειρά είτε παράλληλα. Κάθε μέθοδος έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και είναι αποτελεσματική σε συγκεκριμένες καταστάσεις.
Μπορούν οι λαμπτήρες να συνδεθούν παράλληλα
Αυτός ο τύπος σύνδεσης είναι ο πιο αποδοτικός. Ο λαμπτήρας είναι συνδεδεμένος στη φάση και στο μηδέν. Όταν συνδέονται δύο ή περισσότεροι λαμπτήρες, τα καλώδια που παρέχουν τάση μπορούν να συστρέφονται μεταξύ τους.
Αλλά πιο συχνά όλα τα φορτία συνδέονται σε ένα κοινό καλώδιο. Η παράλληλη σύνδεση είναι είτε μια σύνδεση δέσμης είτε μια σύνδεση αλυσιδωτής αλυσίδας. Στην πρώτη περίπτωση, ένα ξεχωριστό καλώδιο διοχετεύεται σε κάθε λαμπτήρα. Στη δεύτερη, η φάση και το μηδέν τροφοδοτούνται στην πρώτη πηγή φωτός και οι υπόλοιπες τροφοδοτούνται μερικώς.
Όταν χρησιμοποιείτε φωτιστικά αλογόνου με μετασχηματιστή, να θυμάστε ότι συνδέονται στο δευτερεύον τύλιγμα του μετατροπέα με τη χρήση ακροδεκτών.
Με την παράλληλη σύνδεση, τα μειονεκτήματα του φωτιστικού μπορούν να εξομαλυνθούν κάπως και να μειωθεί το τρεμόπαιγμα των λαμπτήρων φθορισμού. Ένας πυκνωτής προστίθεται στο κύκλωμα για να μετατοπίσει τη φάση όλων των στοιχείων του κυκλώματος.
Κανόνες για τη σύνδεση λαμπτήρων
Πρέπει να τηρούνται κανόνες κατά τη σύνδεση λαμπτήρων. Εξετάστε σειριακές και παράλληλες συνδέσεις.
Σύνδεση σειράς
Μια σειριακή σύνδεση σημαίνει ότι η παροχή ρεύματος 220 V είναι συνδεδεμένη με τέτοιο τρόπο ώστε το ίδιο ρεύμα να διαρρέει όλα τα στοιχεία του κυκλώματος. Η κατανομή της πτώσης τάσης είναι ανάλογη της εσωτερικής αντίστασης των φορτίων. Η ισχύς κατανέμεται επίσης αναλογικά.
Όταν χρησιμοποιείτε σύνδεση σε σειρά με κοινό διακόπτη, τα φώτα δεν θα καίνε στην πλήρη χωρητικότητά τους. Εάν συνδεθούν λαμπτήρες διαφορετικής ισχύος, το φωτιστικό με την υψηλότερη αντίσταση θα έχει φωτεινότερο φως.
Μια τυπική αλυσιδωτή σύνδεση φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.
Παράλληλα .
Αυτό είναι διαφορετικό εάν η πλήρης τάση δικτύου εφαρμόζεται σε κάθε λαμπτήρα. Το ρεύμα ποικίλλει ανάλογα με την αντίσταση του φωτιστικού.
Οι αγωγοί συνδέονται με τις πρίζες των λαμπτήρων με τον ίδιο τρόπο, μερικές φορές σύμφωνα με την αρχή της μπάρας, όπου όλα τα φορτία συνδέονται σε ένα κοινό δίκτυο.
Σε ένα δίκτυο μπορούν να συνδεθούν όσοι λαμπτήρες θέλετε. Ο διακόπτης λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως σε μια σύνδεση σειράς.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της παράλληλης σύνδεσης
Πλεονεκτήματα:
- Εάν ένα στοιχείο αποτύχει, τα υπόλοιπα συνεχίζουν να λειτουργούν,
- Το κύκλωμα παρέχει το λαμπρότερο δυνατό φως, επειδή η πλήρης τάση παρέχεται σε κάθε φωτιστικό,
- Οποιοσδήποτε αριθμός καλωδίων μπορεί να εκτραπεί από έναν λαμπτήρα για τη σύνδεση πρόσθετων φορτίων (απαιτείται ένα μηδενικό και ένας συγκεκριμένος αριθμός φάσεων),
- Κατάλληλο για ηλεκτρικές συσκευές εξοικονόμησης ενέργειας.
Σχεδόν κανένα μειονέκτημα, εκτός από τον μεγάλο αριθμό αγωγών σε ένα διακλαδισμένο σύστημα με πολλούς λαμπτήρες.
Χρήση του
Στην καθημερινή ζωή, η παράλληλη σύνδεση είναι πολύ συνηθισμένη. Για παράδειγμα, τα φώτα του χριστουγεννιάτικου δέντρου όπου όλοι οι λαμπτήρες έχουν μέγιστη φωτεινότητα.
Συνδέοντας, μπορείτε να δημιουργήσετε εσωτερικό φωτισμό οποιουδήποτε μήκους. Η αντικατάσταση ενός καμένου στοιχείου είναι εύκολη. Δύο φωτιστικά 60W μπορούν να αντικατασταθούν με μία λάμπα 10W χωρίς να επηρεαστούν οι παράμετροι φωτισμού. Αυτή η ιδιότητα του κυκλώματος χρησιμοποιείται από έμπειρους ηλεκτρολόγους για την αναγνώριση φάσεων σε τριφασικά δίκτυα.
Οι λαμπτήρες αλογόνου και πυρακτώσεως όχι μόνο δίνουν έντονη λάμψη αλλά και θερμαίνουν το περιβάλλον. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται συχνά σε γκαράζ, υπόστεγα ή εργαστήρια για τη θέρμανση χώρων. Οι μονάδες συνδέονται στο δίκτυο τοποθετώντας τις σε ένα μεταλλικό μπλοκ. Η κατασκευή θερμαίνεται μέχρι τους 60 βαθμούς και διατηρεί μια άνετη θερμοκρασία δωματίου. Ωστόσο, η υψηλή ισχύς οδηγεί σε συχνή καύση των λαμπτήρων.
Βίντεο για το θέμα: ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ
Η παράλληλη σύνδεση χρησιμοποιείται στο φωτισμό ταινιών, στους πολυελαίους και στο φωτισμό δρόμων. Κάθε λυχνία μπορεί να ελέγχεται ξεχωριστά, γεγονός που αυξάνει την ευκολία της χρήσης ενός κοινού δικτύου. Απλά πρέπει να εγκαταστήσετε τον σωστό αριθμό διακοπτών στο σύστημα.
Σε σπίτια και διαμερίσματα, δεν είναι μόνο τα φώτα που συνδέονται παράλληλα στο δίκτυο, αλλά και άλλες συσκευές.
Για τα φωτιστικά LED, δεν είναι ασυνήθιστο να χρησιμοποιείται μια σύνδεση μικτού τρόπου λειτουργίας που βασίζεται σε μια αλυσίδα φορτίων σε σειρά, ακολουθούμενη από μια παράλληλη σύνδεση στην ίδια αλυσίδα.
Συμβουλές: Πώς να καταλάβετε αν πρέπει να συνδέσετε τους λαμπτήρες ή το φορτίο σε σειρά ή παράλληλα
Παράδειγμα υπολογισμού του τρόπου σύνδεσης λαμπτήρων διαφορετικής ισχύος
Μια βασική γνώση του νόμου του Ohm και άλλων απλών ηλεκτρικών νόμων αρκεί για να καταλάβετε τη διαφορά.
Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως με τάση 220 βολτ. Στα 50Hz είναι καθαρά μια ενεργός αντίσταση, οπότε είναι πιο βολικό να αντιμετωπιστεί στις αρχικές ερωτήσεις. Εάν μια λάμπα έχει ισχύ 100 Watt, τότε, όταν είναι συνδεδεμένη στην πρίζα, θα διαρρέεται από ρεύμα. I=P/U=100W/220V=0.5A (κατά προσέγγιση, αρκετά για συλλογισμό). Η πλήρης τάση δικτύου 220 volt θα πέσει πάνω του. Μπορείτε να υπολογίσετε την αντίσταση του νήματος: R=U/I=220 βολτ /0,5 αμπέρ =400 ωμ. (περίπου).
Εάν συνδέσετε παράλληλα με τον πρώτο λαμπτήρα έναν δεύτερο παρόμοιο λαμπτήρα, είναι προφανές ότι ολόκληρη η τάση του δικτύου θα εφαρμοστεί σε κάθε λαμπτήρα. Η κατανάλωση ρεύματος Ipcr θα χωριστεί σε δύο ρεύματα και μέσω κάθε λαμπτήρα θα περάσει I=U/R=220 volts/400 ohm=0,5 αμπέρ.. Το ρεύμα που θα καταναλωθεί θα είναι ίσο με το άθροισμα των δύο ρευμάτων (έτσι λέει ο πρώτος νόμος του Kirchhoff) και θα είναι 1 Α. Ως αποτέλεσμα, και οι δύο λαμπτήρες θα βρίσκονται σε πλήρη τάση δικτύου, θα διαρρέονται από το ονομαστικό ρεύμα και η συνολική φωτεινή ροή θα είναι διπλάσια από τη ροή του ενός φωτιστικού.
Εάν δύο πανομοιότυπα φωτιστικά σώματα συνδεθούν σε σειρά, η τάση δικτύου θα μοιραστεί μεταξύ τους και θα πέσουν περίπου 110 βολτ σε κάθε ένα από αυτά. Η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι Rcomm=400+400=800 ohmsκαι το ρεύμα που διαρρέει κάθε λαμπτήρα (σε σύνδεση σε σειρά είναι το ίδιο για κάθε στοιχείο) θα είναι I = U/Rcomm=220 volts/800 Ohm = 0,25 A.. Ως αποτέλεσμα:
- σε κάθε λαμπτήρα, πέφτει μόνο η μισή τάση του δικτύου,
- Μέσω κάθε λαμπτήρα ρέει ρεύμα μειωμένο κατά 2 φορές από το ονομαστικό ρεύμα.
Για να εκτιμήσουμε τη φωτεινή ροή των λαμπτήρων για την περίπτωση αυτή, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το νόμο Joule-Lenz. Οι λαμπτήρες πυράκτωσης λάμπουν λόγω της θέρμανσης του νήματος. Κατά τη διάρκεια του χρόνου t, το νήμα θα εκλύσει ένα ποσό θερμότητας Q=I2*R*t=U*I*t. Το ρεύμα θα μειωθεί στο μισό και η τάση ενός λαμπτήρα θα μειωθεί επίσης στο μισό. Αυτό σημαίνει ότι η φωτεινή ροή αναμένεται να μειωθεί κατά 2*2=4 φορές. Για δύο λαμπτήρες, η φωτεινή ροή θα μειωθεί στο μισό σε σχέση με έναν λαμπτήρα σε ονομαστική λειτουργία. Έτσι, όταν συνδέονται σε σειρά, δύο λαμπτήρες θα φωτίζουν περίπου δύο φορές πιο αμυδρά από έναν λαμπτήρα.
Το πρόβλημα θα μπορούσε να λυθεί με τη χρήση λαμπτήρων με τάση λειτουργίας που είναι η μισή από την τάση του δικτύου.. Εάν χρησιμοποιείτε δύο φωτεινές πηγές των εκατό βατ στα 127 βολτ, τα 220 βολτ θα μειωθούν στο μισό και κάθε λαμπτήρας θα λειτουργεί στην ονομαστική του ισχύ, διπλασιάζοντας τη φωτεινή ροή σε σύγκριση με έναν μόνο λαμπτήρα της ίδιας ισχύος. Όμως, αυτό δεν απαλλάσσει από το κύριο μειονέκτημα αυτού του συστήματος - εάν ένας λαμπτήρας αποτύχει, το κύκλωμα διακόπτεται και ο δεύτερος λαμπτήρας σταματά επίσης να λάμπει.
Όλα τα παραπάνω ισχύουν για λαμπτήρες της ίδιας ισχύος. Εάν η ισχύς των φωτιστικών σωμάτων διαφέρει σημαντικά, εμφανίζονται τα ακόλουθα αποτελέσματα στα κυκλώματα. Ας υποθέσουμε ότι ο ένας λαμπτήρας 220 volt έχει ισχύ 70 Watt, ενώ ο άλλος έχει ισχύ 140 Watt.
Τότε το ονομαστικό ρεύμα του πρώτου I1=P/U=70/220=0,3 αμπέρ (στρογγυλεμένο), το δεύτερο I2=140/220=0,7 Αμπέρ.. Αντίσταση του νήματος του λιγότερο ισχυρού φωτιστικού σώματος R1=U/I=220/0,3=700 ohm, το δεύτερο - R2=220/0,7=300 ohm.
Ο λαμπτήρας με μεγαλύτερη ισχύ αντιστοιχεί σε χαμηλότερη αντίσταση του νήματος.
Σε παράλληλη σύνδεση, η τάση και των δύο φωτιστικών σωμάτων θα είναι ίση και κάθε λαμπτήρας θα μεταφέρει διαφορετικό ρεύμα. Η συνολική κατανάλωση ρεύματος είναι το άθροισμα των δύο ρευμάτων Ipc=0,3+0,7=1 αμπέρ. Κάθε λαμπτήρας λειτουργεί σε ονομαστική λειτουργία και καταναλώνει το δικό του ρεύμα.
Σε σύνδεση σε σειρά το ρεύμα περιορίζεται από την αντίσταση Rcomm=300+700=1000 Ohm και θα είναι ίσες I=U/R=220/1000=0,2 A. Η τάση θα κατανέμεται ανάλογα με την αντίσταση του νήματος (ισχύς). Σε έναν λαμπτήρα 140 Watt θα είναι το 1/3 των 220 βολτ - περίπου 70 βολτ. Σε μια λάμπα χαμηλής ισχύος είναι τα 2/3 των 220 βολτ. Δηλαδή, περίπου 140 βολτ. Και οι δύο λαμπτήρες θα υποφωτίζονται λόγω της μειωμένης τάσης και ρεύματος, αλλά η λειτουργία θα φωτίζεται γι' αυτούς. Διαφέρει αν οι λαμπτήρες χρησιμοποιούνται στη μισή τάση του δικτύου. Σε μια λάμπα χαμηλότερης ισχύος, η τάση θα είναι υψηλότερη από την επιτρεπόμενη και η διαφορά θα είναι μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στην ισχύ. Μια τέτοια λάμπα θα αποτύχει σύντομα. Αυτό είναι άλλο ένα μειονέκτημα της σύνδεσης των λαμπτήρων σε σειρά. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιείται πολύ σπάνια στην πράξη. Εξαίρεση αποτελεί η σύνδεση σειράς λαμπτήρων φθορισμού. Θεωρείται ότι είναι πιο σταθερές.
Για να συνοψίσουμε τις διαφορές μεταξύ παράλληλης και σειριακής λειτουργίας:
- σε παράλληλη σύνδεση, η τάση σε όλους τους καταναλωτές είναι η ίδια, το ρεύμα κατανέμεται ανάλογα με την ισχύ των λαμπτήρων (αν η ισχύς είναι η ίδια, τα ρεύματα θα είναι ίσα), η συνολική κατανάλωση ρεύματος είναι ίση με το άθροισμα των ρευμάτων όλων των λαμπτήρων,
- Σε μια σύνδεση σε σειρά, το ρεύμα μέσω όλων των λαμπτήρων θα είναι το ίδιο, καθορίζεται από τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος (και θα είναι μικρότερο από το ρεύμα του λαμπτήρα με τη χαμηλότερη ισχύ), η τάση στους καταναλωτές θα κατανέμεται ανάλογα με την ισχύ των λαμπτήρων (αν είναι η ίδια, οι τάσεις θα είναι ίσες).
Με αυτές τις αρχές στο μυαλό, οποιοδήποτε κύκλωμα μπορεί να αναλυθεί.
Πώς να αποφύγετε τα λάθη
Είναι απαραίτητο να συνδέσετε τις συσκευές στο δίκτυο σύμφωνα με τους κανόνες της ηλεκτρολογίας. Οι λεπτομέρειες της καλωδίωσης δεν είναι προφανείς και μπορεί να μην γίνουν κατανοητές από όσους δεν είναι εξοικειωμένοι με το θέμα.
Είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη:
- Κάθε τύπος σύνδεσης έχει ιδιαιτερότητες που σχετίζονται με το νόμο του Ohm. Σε μια σύνδεση σειράς, το ρεύμα είναι ίσο σε όλα τα τμήματα του κυκλώματος, ενώ η τάση εξαρτάται από την αντίσταση. Σε μια παράλληλη σύνδεση, η τάση είναι η ίδια και το συνολικό ρεύμα είναι το άθροισμα των τιμών των επιμέρους τμημάτων.
- Κανένα κύκλωμα δεν πρέπει να υπερφορτώνεται, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ασταθή λειτουργία των συσκευών και σε βλάβη των αγωγών.
- Σε μια παράλληλη σύνδεση, η διατομή των αγωγών πρέπει να ταιριάζει με το φορτίο που εφαρμόζεται, διαφορετικά η υπερθέρμανση των αγωγών είναι αναπόφευκτη, οδηγώντας σε τήξη της περιέλιξης και βραχυκύκλωμα.
- Η φάση τροφοδοτείται στο διακόπτη, ο ουδέτερος πηγαίνει στο φωτιστικό. Η μη τήρηση του κανόνα μπορεί να προκαλέσει ηλεκτροπληξία κατά την αντικατάσταση της λάμπας, καθώς η συσκευή βρίσκεται υπό τάση ακόμη και όταν είναι απενεργοποιημένη.
- Το κύριο καλώδιο από το φωτιστικό συνδέεται σε έναν κοινό ακροδέκτη. Εάν είναι συνδεδεμένο σε μια πρίζα, μόνο ένα μέρος του κυκλώματος θα λειτουργεί.
- Είναι καλύτερο να σημειώσετε τα καλώδια εκ των προτέρων πριν από την εγκατάσταση του διακόπτη. Κατά την εγκατάσταση θα είναι απλό να συνδέσετε τους αγωγούς με το ίδιο όνομα.
Η μη τήρηση των συστάσεων μπορεί να οδηγήσει σε ασταθή λειτουργία του εξοπλισμού φωτισμού, ταχεία καύση του λαμπτήρα και σοβαρό τραυματισμό, με κίνδυνο θανάσιμου τραυματισμού.
