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如何串联和并联灯泡

发布时间:2021 年 3 月 6 日
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我们每天都使用光源。这些灯串联或并联。每种方法都有其特点,并且在特定情况下有效。

灯泡可以并联吗

这种类型的连接是最有效的。灯泡连接到相位和零。连接两个或多个灯泡时,提供电压的电线可以绞合。

但更常见的是,所有负载都连接到一根公共电缆上。并联是梁式或菊花链式。首先,一根单独的电缆连接到每个灯。在第二个中,相位和零被馈送到第一个光源,其他设备被部分馈送。

加载到网络的连接
将负载连接到网络。

当使用带变压器的卤素灯时,您必须记住它们使用接线端子连接到转换器的次级绕组。

并联可以在一定程度上消除照明设备的弊端,减少荧光灯的闪烁。将电容器添加到电路中以改变所有电路元件的相位。

连接灯泡的规则

连接灯泡时必须遵守规则。考虑串联和并联连接。

串行

串行连接涉及连接到 220 V 网络,以便相同的电流流过电路中的所有元件。电压降分布与负载的内阻成正比。权力也是按比例分配的。

与普通开关串联使用时,灯不会在全功率下燃烧。如果您连接不同瓦数的灯,电阻较高的灯具会发出更亮的光。

下图显示了标准串联连接图。

串联接线图
串联图。

平行 。

通过将每个灯泡与全线电压连接,这是不同的。电流将根据夹具的电阻而有所不同。

并联接线图
并联接线图。

当所有负载都连接到公共干线时,有时根据母线原理,导体以相同的方式馈送到灯座。

您可以将任意数量的灯泡连接到一条线路。开关的工作方式与串联连接相同。

并联的优缺点

优点:

  • 如果一个元素发生故障,其他元素继续工作;
  • 由于为每个灯具提供全电压,因此该电路可提供最亮的光;
  • 可以从一盏灯上取任意数量的电线来连接额外的负载(需要一个零和特定数量的相);
  • 适用于节能电器。
一盏灯到EB的接线图
节能灯与心电图的连接图。

实际上没有缺点,除了在带有许多灯的分支系统中的大量导体之外。

应用

在日常生活中,并联是很常见的。例如,圣诞树灯,所有灯泡都具有最大亮度。

通过连接它,您可以创建任何长度的室内照明。更换烧坏的元件很容易。两个 60 瓦的灯具可以更换为一个 10 瓦的灯泡,而不会影响照明参数。经验丰富的电工使用此电路特性来识别三相网络中的相位。

卤素灯泡和白炽灯泡不仅会发出明亮的光芒,还会使环境升温。出于这个原因,它们通常用于车库、机库或车间来加热房间。为此,他们通过将设备放置在金属块中来将设备连接到电源。该设计可加热至 60 度并保持舒适的室温。但是,大功率会导致灯经常烧坏。

有关该主题的视频:什么是线性和并联连接

并联用于条形照明、吊灯、路灯。每盏灯都可以单独控制,增加了使用公共网络的便利性。您只需要在系统中安装正确数量的交换机。

在家庭和公寓中,不仅灯光与网络并联连接,而且各种设备也连接在一起。

在创建带有 LED 元件的照明设备时,通常使用基于串联负载链的混合连接,然后是与同一链的并联连接。

Tips 看:如何理解——串联或并联连接灯具或负载

计算不同瓦数灯具连接的例子

要了解这些差异,了解欧姆定律和其他简单的电学定律就足够了。

假设有一个电压为 220 伏的白炽灯泡。在 50 Hz 时,它是一个纯有源电阻,因此在最初的问题中处理起来更方便。如果灯的功率为 100 瓦,那么当您将其插入时,就会有电流通过它 I=P/U=100 瓦/220 伏=0.5 A (大致足够推理)。完整的 220 伏电源电压将落在其上。您可以计算灯丝的电阻: R=U/I=220 伏特/0.5 安培 =400 欧姆 (大约)。

如果将第二个类似的灯泡与第一个并联,很明显所有线路电压都将施加到每个灯泡上。电流消耗 Ipcr 将分成两个流,通过每个灯泡将通过电流 I=U/R=220 伏特/400 欧姆=0.5 安培.消耗的电流将等于两个电流的总和(如基尔霍夫第一定律所说),为 1 A。因此,两个灯都处于全线电压下,额定电流将流过它们,总电流光通量将等于一盏灯通量的两倍。

如何串联和并联灯泡
等功率光源的并联和串联。

如果将两个相同的灯具串联起来,电源电压将在它们之间分压,每个上的电压约为 110 伏。电路的总电阻为 Rcomm=400+400=800 欧姆并且通过每个灯泡的电流(串联连接,每个元件都相同)将为 I 灯=U/Rob=220 伏特/800 欧姆 = 0.25 A.结果是:

  • 每个灯泡上只有一半的线路电压下降;
  • 流过每个灯泡的电流,从标称电流减少 2 倍。

为了估计这种情况下白炽灯的光通量,我们可以使用焦耳-楞次定律。白炽灯的发光是由于灯丝的加热。在时间 t 期间,灯丝将释放热量 Q=我2*R*t=U*I*t.电流将减半,一个灯泡的电压也减半。这意味着光通量可以预期减少 2*2=4次.对于两盏灯,相对于标称模式下的一盏灯,通量将减半。也就是说,当串联时,两个灯泡的亮度是一个的两倍。

该问题可以通过使用工作电压为市电电压一半的灯来解决.如果在 127 伏时应用两百瓦的光源,将 220 伏分成两半,并且每盏灯都将工作在标称模式下,与同功率的一盏灯相比,其光通量增加一倍。但这并没有消除该方案的主要缺点——如果一盏灯出现故障,则电路断开,第二盏灯也停止发光。

以上均适用于相同功率的灯具。如果灯具的瓦数明显不同,电路中会出现以下影响。假设一个 220 伏灯的功率为 70 瓦,另一个的功率为 140 瓦。

然后第一个的标称电流 I1=P/U=70/220=0.3 安培。 (四舍五入),第二个 I2=140/220=0.7 安培。.小功率灯具灯丝电阻 R1=U/I=220/0,3=700欧姆, 第二 - R2=220/0,7=300 欧姆.

具有较高功率的灯对应于较低的灯丝电阻。

如何串联和并联灯泡
不同功率光源的并联和串联。

并联时,两个器件的电压相等,流过每盏灯的电流不同。总电流消耗是两个电流 Iptr=0.3+0.7=1 amp 的总和。每个灯泡都在标称模式下工作并消耗自己的电流。

在串联连接中,电流将受到电阻的限制 Rcomm=300+700=1000 欧姆 并且将是平等的 I=U/R=220/1000=0,2 A.电压将与灯丝电阻(功率)成比例分布。在 140 瓦灯泡上,它将是 220 伏特的 1/3 - 大约 70 伏特。在低瓦特灯泡上,它是 220 伏特的 2/3。也就是说,大约 140 伏。由于电压和电流的降低,这两个灯都会低估,但模式对它们来说会很亮。如果灯在一半的线路电压下使用,情况就不同了。在较低瓦数的灯泡上,电压将高于允许的电压,并且瓦数差异越大,差异越大。这样的灯很快就会失效。这是串联灯的另一个缺点。因此,这种连接在实际中很少使用。荧光灯的串联是个例外。据信,通过该计划,他们可以更稳定地工作。

如何串联和并联灯泡
荧光光源串联。这里的启动器也是为 127 伏特设计的。

总结一下并联和串联的区别:

  • 并联时,所有用电器的电压相同,电流与灯的功率成比例分配(功率相同,电流相等),总电流消耗等于所有灯的电流;
  • 在串联连接中,通过所有灯的电流将相同,由电路的总电阻决定(并且将小于最低功率灯的电流),消费者处的电压将被分配与灯的功率成正比(如果相同,电压将相等)。

使用这些原理,您可以分析任何电路的操作。

如何避免错误

必须按照电气工程规则将电器连接到网络。联系的特殊性并不明显,远离主题的人可能无法理解。

重要的是要考虑:

  1. 每种类型的连接都有与欧姆定律相关的特性。在串联连接中,电路所有部分的电流相等,而电压取决于电阻。在并联时,电压相同,总电流是各个部分值的总和。
  2. 任何电路都不应过载,因为这会导致设备运行不稳定并损坏导体。
  3. 在并联连接中,导线的横截面必须与施加的负载相匹配,否则导体过热是不可避免的,从而导致绕组熔化和短路。
  4. 相位进入开关,零进入灯具。更换灯泡时忽略该规则可能会导致触电,因为即使设备关闭,它也是带电的。
  5. 灯具的主线连接到公共端子。如果它连接到插座,则只有部分电路会工作。
  6. 在安装开关之前,最好事先标记好电线。安装时,将同名的导体相互连接起来会很简单。

不遵守这些建议可能会导致照明设备运行不稳定、灯具快速烧坏并造成严重伤害并有死亡风险。

注释:
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