Comment connecter les ampoules en série et en parallèle ?
Nous utilisons tous les jours des sources de lumière. Les lampes sont connectées en série ou en parallèle. Chaque méthode a des caractéristiques particulières et est efficace dans des situations spécifiques.
Peut-on connecter les ampoules en parallèle ?
Ce type de connexion est le plus efficace. L'ampoule est connectée à la phase et au zéro. Lorsque deux ampoules ou plus sont connectées, les fils qui fournissent la tension peuvent être tordus ensemble.
Mais le plus souvent, toutes les charges sont connectées à un câble commun. La connexion parallèle est soit une connexion en faisceau, soit une connexion en guirlande. Dans le premier cas, un câble séparé est acheminé vers chaque lampe. Dans la seconde, la phase et le zéro sont alimentés par la première source lumineuse, et les autres sont alimentés partiellement.
Lorsque vous utilisez des luminaires halogènes avec un transformateur, n'oubliez pas qu'ils sont connectés à l'enroulement secondaire de l'onduleur à l'aide de borniers.
Le branchement en parallèle permet d'atténuer quelque peu les inconvénients du luminaire et de réduire le scintillement des lampes fluorescentes. Un condensateur est ajouté au circuit pour déphaser tous les éléments du circuit.
Règles de connexion des ampoules
Des règles doivent être respectées lors du branchement des ampoules. Considérez les connexions en série et en parallèle.
Connexion en série
Une connexion en série signifie que l'alimentation secteur de 220 V est connectée de manière à ce que le même courant circule dans tous les éléments du circuit. La distribution de la chute de tension est proportionnelle à la résistance interne des charges. Le pouvoir est également réparti de manière proportionnelle.
Lorsqu'on utilise une connexion en série avec un interrupteur commun, les lumières ne brûleront pas au maximum de leur capacité. Si des lampes de différentes puissances sont connectées, le luminaire dont la résistance est la plus élevée aura une lumière plus vive.
Une connexion typique en guirlande est illustrée dans le diagramme ci-dessous.
Parallèle .
C'est différent si la pleine tension du secteur est appliquée à chaque ampoule. Le courant varie en fonction de la résistance du luminaire.
Les conducteurs sont raccordés aux douilles des lampes de la même manière, parfois selon le principe du jeu de barres, où toutes les charges sont raccordées à un réseau commun.
Vous pouvez brancher autant d'ampoules que vous le souhaitez sur un seul réseau. L'interrupteur fonctionne de la même manière que dans une connexion en série.
Avantages et inconvénients de la connexion parallèle
Avantages :
- Si un élément tombe en panne, les autres continuent à fonctionner ;
- Le circuit donne la lumière la plus brillante possible car la pleine tension est fournie à chaque appareil ;
- Un nombre quelconque de fils peut être dévié d'une lampe pour connecter des charges supplémentaires (un zéro et un nombre spécifique de phases sont nécessaires) ;
- Convient aux appareils électriques économes en énergie.
Pratiquement aucun inconvénient, si ce n'est le grand nombre de conducteurs dans un système ramifié avec de nombreuses lampes.
Utilisation de
Dans la vie quotidienne, la connexion en parallèle est très courante. Par exemple, les lumières d'un arbre de Noël où toutes les ampoules ont une luminosité maximale.
En les reliant, vous pouvez créer un éclairage intérieur de n'importe quelle longueur. Remplacer un élément brûlé est facile. Il est possible de remplacer deux luminaires de 60W par une seule ampoule de 10W sans affecter les paramètres d'éclairage. Cette propriété du circuit est utilisée par les électriciens expérimentés pour l'identification des phases dans les réseaux triphasés.
Les ampoules halogènes et à incandescence ne donnent pas seulement une lueur vive, mais elles réchauffent aussi l'environnement. Pour cette raison, ils sont souvent utilisés dans les garages, les hangars ou les ateliers pour chauffer les pièces. Les appareils sont raccordés au réseau en les plaçant dans un bloc métallique. La construction chauffe jusqu'à 60 degrés et maintient une température ambiante confortable. Cependant, une puissance élevée entraîne un brûlage fréquent des lampes.
Vidéo sur le sujet : QU'EST-CE QUE LA CONNEXION LINEAIRE ET PARALLELEE ?
La connexion parallèle est utilisée dans les bandes lumineuses, les lustres et l'éclairage public. Chaque lampe peut être contrôlée séparément, ce qui accroît la commodité de l'utilisation d'un réseau partagé. Il suffit d'installer le bon nombre d'interrupteurs dans le système.
Dans les maisons et les appartements, ce ne sont pas seulement les lumières qui sont connectées en parallèle au réseau, mais aussi d'autres appareils.
Pour les luminaires à LED, il n'est pas rare d'utiliser une connexion en mode mixte basée sur une chaîne de charges en série suivie d'une connexion en parallèle à la même chaîne.
Conseils : Comment déterminer s'il faut connecter les lampes ou la charge en série ou en parallèle ?
Exemple de calcul pour connecter des lampes de différentes puissances
Une connaissance de base de la loi d'Ohm et d'autres lois électriques simples suffit pour faire la différence.
Supposons qu'il existe une ampoule à incandescence dont la tension est de 220 volts. À 50 Hz, il s'agit d'une résistance purement active, il est donc plus facile de la traiter dans les questions initiales. Si une lampe a une puissance de 100 watts, alors, lorsqu'elle est branchée, elle est traversée par un courant. I=P/U=100W/220V=0.5A (en gros, assez pour le raisonnement). La pleine tension du secteur de 220 volts lui tombera dessus. Vous pouvez calculer la résistance du filament : R=U/I=220 volts /0,5 ampères =400 ohms (approximativement).
Si vous connectez une deuxième ampoule similaire en parallèle avec la première, il est évident que la totalité de la tension du réseau sera appliquée à chaque ampoule. Le courant de consommation Ipcr se divisera en deux flux et passera par chaque ampoule I=U/R=220 volts/400 ohms=0,5 ampère.. Le courant consommé sera égal à la somme des deux courants (d'après la première loi de Kirchhoff) et sera de 1A. Par conséquent, les deux lampes seront à la pleine tension de ligne, le courant nominal circulera à travers elles et le flux lumineux total sera égal au double du flux d'un luminaire.
Si deux luminaires identiques sont connectés en série, la tension du secteur sera divisée entre eux et environ 110 volts tomberont sur chacun. La résistance totale du circuit serait Rcomm=400+400=800 ohmset le courant traversant chaque lampe (dans un montage en série, il est le même pour chaque élément) sera de I = U/Rcomm=220 volts/800 Ohm = 0,25 A.. En conséquence :
- à chaque ampoule, seule la moitié de la tension du réseau chute ;
- Chaque lampe est parcourue par un courant réduit d'un facteur 2 par rapport au courant nominal.
Pour estimer le flux lumineux des ampoules dans ce cas, nous pouvons utiliser la loi de Joule-Lenz. Les lampes à incandescence s'allument en chauffant le filament. Pendant le temps t, le filament va libérer une quantité de chaleur Q=I2*R*t=U*I*t. Le courant sera réduit de moitié et la tension d'une ampoule sera également réduite de moitié. Cela signifie que l'on peut s'attendre à ce que le flux lumineux diminue de 2*2=4 fois. Pour deux lampes, le flux lumineux sera réduit de moitié par rapport à une lampe en mode nominal. Cela signifie qu'en montage en série, deux ampoules brilleront environ deux fois moins qu'une seule ampoule.
Le problème pourrait être résolu en utilisant des lampes dont la tension de fonctionnement est égale à la moitié de la tension du réseau.. Si vous utilisez deux sources lumineuses de cent watts à 127 volts, les 220 volts seront divisés par deux et chaque lampe fonctionnera à sa puissance nominale, doublant ainsi le flux lumineux par rapport à une seule lampe de même puissance. Mais cela n'élimine pas le principal inconvénient de ce système : si l'une des lampes tombe en panne, le circuit est interrompu et la deuxième lampe ne brille plus non plus.
Tout ce qui précède s'applique à des lampes de même puissance. Si la puissance des luminaires diffère sensiblement, les effets suivants se produisent dans les circuits. Supposons qu'une lampe de 220 volts ait une puissance de 70 watts, l'autre de 140 watts.
Ensuite, le courant nominal du premier I1=P/U=70/220=0.3 ampères (arrondi), le second I2=140/220=0.7 Ampère.. Résistance du filament du luminaire le moins puissant R1=U/I=220/0,3=700 ohmle second - R2=220/0,7=300 ohm.
Une lampe de plus grande puissance correspond à une plus faible résistance du filament.
Dans le cas d'un branchement en parallèle, la tension des deux appareils est égale et chaque lampe transporte un courant différent. Le courant total consommé est la somme des deux courants Ipc=0,3+0,7=1 ampère. Chaque ampoule fonctionne en mode nominal et consomme son propre courant.
Dans une connexion en série, le courant sera limité par la résistance. Rcomm=300+700=1000 Ohm et sera égal I=U/R=220/1000=0,2 A. La tension sera distribuée proportionnellement à la résistance du filament (puissance). Sur une ampoule de 140 watts, la tension sera de 1/3 de 220 volts, soit environ 70 volts. Sur une ampoule de faible puissance, cela représente 2/3 de 220 volts. C'est-à-dire, environ 140 volts. Les deux lampes seront sous-éclairées en raison de la tension et du courant réduits, mais le mode sera allégé pour elles. Il en va autrement si les lampes sont utilisées à la moitié de la tension du réseau. Sur une ampoule de puissance inférieure, la tension sera supérieure à celle autorisée et la différence sera d'autant plus grande que la différence de puissance sera importante. Une telle lampe ne tardera pas à tomber en panne. C'est un autre inconvénient du montage en série des lampes. C'est pourquoi elle est très rarement utilisée dans la pratique. La connexion en série de lampes fluorescentes constitue une exception. On suppose qu'ils sont plus stables.
Pour résumer les différences entre le fonctionnement en parallèle et le fonctionnement en série :
- en montage en parallèle, la tension aux bornes de tous les consommateurs est la même, le courant est réparti proportionnellement à la puissance des lampes (si la puissance est la même, les courants seront égaux), le courant total consommé est égal à la somme des courants de toutes les lampes ;
- Dans un montage en série, le courant traversant toutes les lampes sera le même, il est déterminé par la résistance totale du circuit (et sera inférieur au courant de la lampe de plus faible puissance), la tension aux consommateurs sera répartie proportionnellement à la puissance des lampes (si elle est la même, les tensions seront égales).
Avec ces principes en tête, tout circuit peut être analysé.
Comment éviter les erreurs
Il est nécessaire de raccorder les appareils au réseau électrique conformément aux règles de l'électrotechnique. Les détails du câblage ne sont pas évidents et peuvent ne pas être compris par ceux qui ne sont pas familiers avec le sujet.
Il est important d'en tenir compte :
- Chaque type de connexion présente des particularités liées à la loi d'Ohm. Dans une connexion en série, le courant est égal sur toutes les sections du circuit, tandis que la tension dépend de la résistance. Dans une connexion en parallèle, la tension est la même et le courant total est la somme des valeurs des sections individuelles.
- Tout circuit ne doit pas être surchargé, car cela peut entraîner un fonctionnement instable des appareils et endommager les conducteurs.
- Dans une connexion parallèle, la section des conducteurs doit correspondre à la charge appliquée, sinon la surchauffe des conducteurs est inévitable, ce qui entraîne la fusion de l'enroulement et le court-circuit.
- La phase est alimentée par l'interrupteur, le neutre va à l'appareil d'éclairage. Le non-respect de cette règle peut entraîner un choc électrique lors du remplacement de la lampe, car l'appareil est sous tension même lorsqu'il est éteint.
- Le câble principal du luminaire est connecté à une borne commune. S'il est connecté à une prise, seule une partie du circuit fonctionnera.
- Il est préférable de marquer les fils à l'avance avant d'installer l'interrupteur. Lors de l'installation, il sera simple de connecter les conducteurs du même nom.
Le non-respect des recommandations peut entraîner un fonctionnement instable de l'équipement d'éclairage, une combustion rapide de l'ampoule et des blessures graves, voire mortelles.
