Jak zapojit žárovky sériově a paralelně
Každý den používáme světelné zdroje. Lampy ve zdrojích jsou zapojeny sériově nebo paralelně. Každá metoda má své vlastní charakteristiky a je účinná v konkrétních situacích.
Je možné zapojit žárovky paralelně
Tento typ připojení je nejúčinnější. Lampa je připojena k fázi a nule. Při připojení dvou nebo více lamp může dojít ke zkroucení vodičů napájení.
Ale častěji jsou všechny zátěže připojeny ke společnému kabelu. Paralelní připojení může být nosníkové nebo pahýlové. V první možnosti je ke každé lampě připojen samostatný kabel. Ve druhém jsou fáze a nula přiváděny do prvního světelného zdroje, zbytek zařízení je částečně napájen.
Při použití halogenových žárovek s transformátorem je třeba pamatovat na to, že jsou připojeny k sekundárnímu vinutí převodníku pomocí svorkovnic.
Paralelní připojení může poněkud vyhladit nedostatky osvětlovacích zařízení, snížit blikání zářivek. Do obvodu je přidán kondenzátor pro posunutí fáze všech prvků obvodu.
Pravidla pro připojení žárovek
Při připojování lamp musíte dodržovat pravidla. Zvažte sériové a paralelní připojení.
Sekvenční
Sériové připojení zahrnuje připojení k síti 220 V, takže stejný proud protéká všemi prvky v obvodu. V tomto případě je rozložení úbytků napětí úměrné vnitřním odporům zátěží. Výkon je také rozdělován proporcionálně.
Při použití sériového zapojení se společným vypínačem nebudou osvětlovače hořet v plné síle. Při připojení žárovek různých výkonů bude mít zařízení s vyšším odporem jasnější záři.
Schéma standardního sériového připojení je znázorněno na obrázku níže.
Paralelní
Vyznačuje se přívodem plného síťového napětí do každé lampy. Proud se bude lišit v závislosti na odporu zařízení.
Vodiče jsou přivedeny do objímek lamp stejným způsobem, někdy podle principu sběrnice, když jsou všechny zátěže připojeny ke společnému vedení.
K jednomu napájení můžete připojit tolik žárovek. Přepínač funguje stejně jako v sériovém zapojení.
Výhody a nevýhody paralelního připojení
Profesionálové:
- pokud jeden prvek selže, zbytek bude nadále fungovat;
- obvod poskytuje nejjasnější možné světlo, protože na každé zařízení je aplikováno plné napětí;
- z jedné lampy lze odebrat tolik vodičů, kolik chcete, pro připojení dalších zátěží (bude vyžadována jedna nula a určitý počet fází);
- vhodné pro energeticky úsporná elektrická zařízení.
Nevýhody prakticky neexistují, kromě velkého počtu vodičů v rozsáhlém systému s mnoha lampami.
aplikace
V každodenním životě je paralelní spojení velmi běžné. Například girlandy na vánoční stromeček, kde všechny žárovky mají maximální jas záře.
Spojením vytvoříte interiérové osvětlení libovolné délky. Výměna spáleného prvku je snadná. Dvě 60W svítidla lze zaměnit za jednu 10W žárovku, aniž by došlo ke snížení světelného výkonu. Tuto vlastnost obvodu používají zkušení elektrikáři k identifikaci fáze v třífázových sítích.
Halogenové žárovky a žárovky nejen jasně svítí, ale také ohřívají prostředí. Z tohoto důvodu se často používají v garážích, hangárech nebo dílnách k vytápění prostor. Chcete-li to provést, připojte zařízení k síti a umístěte je do kovového bloku. Design se zahřeje až na 60 stupňů a udržuje příjemnou teplotu v místnosti. Vysoký výkon však vede k častému vyhoření lamp.
Související video: CO JE SÉRIOVÉ A PARALELNÍ PŘIPOJENÍ
Paralelní zapojení se používá v pásových svítidlech, lustrech, pouličním osvětlení. Zároveň lze každou lampu ovládat samostatně, což zvyšuje komfort používání společné sítě. Do systému je nutné pouze namontovat požadovaný počet spínačů.
V domech a bytech jsou k síti paralelně připojena nejen osvětlovací zařízení, ale také různá zařízení.
Při vytváření svítidel s LED prvky se často používá smíšené zapojení založené na sériovém zátěžovém obvodu, po kterém následuje jeho paralelní zapojení se stejným řetězcem.
Doporučujeme vám podívat se: Jak pochopit, zda zapojit lampy nebo zátěže do série nebo paralelně
Příklad výpočtu zapojení svítilen různého výkonu
K pochopení rozdílů stačí znát Ohmův zákon a další jednoduché elektrické zákony.
Předpokládejme, že existuje žárovka pro napětí 220 voltů. Při frekvenci 50 Hz jde o čistě aktivní odpor, takže prvotní záležitosti je pohodlnější řešit s ním. Pokud má lampa výkon 100 wattů, po zapojení do sítě jí protéká proud I=P/U=100 wattů/220 voltů=0,5 A (přibližně stačí k uvažování). Sníží plné napětí sítě 220 voltů. Můžete vypočítat odpor závitu: R \u003d U / I \u003d 220 voltů / 0,5 ampéru \u003d 400 ohmů (přibližně).
Pokud připojíte druhou podobnou žárovku paralelně k první, pak je zřejmé, že na každou lampu bude přivedeno celé síťové napětí. Ikona spotřebovaného proudu se rozvětví na dva proudy a každou žárovkou bude protékat proud I=U/R=220 voltů/400 ohmů=0,5 ampéru. Odebíraný proud se bude rovnat součtu dvou proudů (jak říká první Kirchhoffův zákon) a bude 1 A. V důsledku toho budou obě lampy pod plným síťovým napětím, bude jimi protékat jmenovitý proud a celková svítivost tok se bude rovnat dvojnásobku toku jedné lampy.
Pokud jsou dvě stejné lampy zapojeny do série, rozdělí se mezi ně síťové napětí a na každou dopadne asi 110 voltů.Celkový odpor obvodu bude Rtot = 400 + 400 = 800 Ohm, a proud procházející každou lampou (při sériovém zapojení je pro každý prvek stejný). Žárovky \u003d U / Rtotal \u003d 220 voltů / 800 Ohmů \u003d 0,25 A. Výsledek je:
- na každé lampě klesne pouze polovina síťového napětí;
- Každou lampou protéká proud, snížený z nominální hodnoty 2krát.
Pro odhad světelného toku žárovek pro tento případ můžete použít Joule-Lenzův zákon. Žhavení žárovek se provádí zahříváním vlákna. Po dobu t bude nit uvolňovat množství tepla Q=I2*R*t=U*I*t. Proud se sníží na polovinu, napětí na jedné lampě se také sníží na polovinu. Můžeme tedy očekávat pokles světelného toku v 2*2=4krát. U dvou žárovek se tok sníží o polovinu oproti jedné žárovce ve jmenovitém režimu. To znamená, že při sériovém zapojení budou dvě žárovky svítit asi dvakrát slabší než jedna.
Problém lze vyřešit použitím lamp s provozním napětím dvakrát nižším, než je napětí sítě.. Pokud použijete dvě stowattové světelné zdroje pro napětí 127 voltů, pak se 220 voltů rozdělí na polovinu a každá lampa bude pracovat v nominálním režimu, světelný tok se zdvojnásobí ve srovnání s jednou lampou stejného výkonu. To se však nezbaví hlavní nevýhody takového schématu - pokud jedno osvětlovací zařízení selže, obvod se přeruší a druhá lampa také přestane svítit.
Vše výše uvedené platí pro lampy se stejným výkonem. Pokud je výkon svítidel znatelně odlišný, pak se v obvodech vyskytují následující efekty. Ať má jedna 220voltová lampa výkon 70 wattů, druhá 140.
Pak jmenovitý proud prvního I1=P/U=70/220=0,3 ampéru (zaokrouhleno), druhý - I2=140/220=0,7 amp. Odpor vlákna méně výkonné žárovky R1=U/I=220/0,3=700 ohmů, druhý - R2=220/0,7=300 ohmů.
Žárovka s větším výkonem odpovídá nižšímu odporu vlákna.
Při paralelním zapojení bude napětí na obou zařízeních stejné, každá lampa bude mít svůj vlastní proud. Celková spotřeba proudu se rovná součtu dvou proudů Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 ampér. Každá lampa pracuje v nominálním režimu a spotřebovává svůj vlastní proud.
Při sériovém zapojení bude proud omezen odporem Rtot=300+700=1000 Ohm a budou si rovni I=U/R=220/1000=0,2 A. Napětí bude rozloženo úměrně odporu závitu (výkonu). Na 140 wattové lampě to bude 1/3 z 220 voltů - přibližně 70 voltů. Na lampě s nízkým výkonem - 2/3 z 220 voltů. Tedy asi 140 voltů. Obě lampy budou svítit krátkou dobou kvůli poklesu napětí a proudu, ale režim pro ně bude světlo. Jiná věc je, pokud se lampy používají na poloviční síťové napětí. Na lampě s nižším výkonem bude napětí vyšší než přípustné a rozdíl bude tím větší, čím větší bude rozdíl ve výkonu. Taková lampa bude brzy mimo provoz. A to je další nevýhoda sekvenčního zařazování lamp. Proto se takové spojení v praxi používá jen zřídka. Výjimkou je sériové zapojení zářivek. Předpokládá se, že s tímto schématem fungují stabilněji.
Shrnutí rozdílů mezi paralelním připojením a sériovým připojením:
- při paralelním zapojení je napětí na všech spotřebičích stejné, proud je distribuován úměrně výkonu lamp (pokud je výkon stejný, pak budou proudy stejné), celková spotřeba proudu se rovná součet proudů všech lamp;
- při sériovém zapojení bude proud procházející všemi žárovkami stejný, je určen celkovým odporem obvodu (a bude menší než proud žárovky s nejnižším výkonem), napětí na spotřebičích bude rozděleno v poměru k výkonu lamp (pokud je stejný, budou se napětí rovnat).
Pomocí těchto principů můžete analyzovat činnost jakéhokoli obvodu.
Jak se vyvarovat chyb
Elektrické spotřebiče je nutné připojit k síti v souladu s pravidly elektrotechniky. Funkce připojení nejsou zřejmé a mohou být nesrozumitelné pro lidi daleko od tématu.
Je důležité zvážit:
- Každý typ připojení má vlastnosti spojené s Ohmovým zákonem. V sériovém zapojení je proud ve všech částech obvodu stejný, zatímco napětí závisí na odporu. V paralelním zapojení se napětí ukáže být stejné a celková síla proudu je součtem hodnot jednotlivých sekcí.
- Žádný obvod by neměl být přetěžován, může to vést k nestabilnímu provozu zařízení a poškození vodičů.
- Při paralelním zapojení musí průřez vodičů odpovídat působícímu zatížení, jinak je nevyhnutelné přehřátí vodičů s následným roztavením vinutí a zkratem.
- Fáze je dodávána do spínače, nula jde do osvětlovacího zařízení. Nedodržení tohoto pravidla může mít za následek úraz elektrickým proudem při výměně lampy, protože zařízení je pod napětím, i když je vypnuté.
- Hlavní vodič z lampy je připojen ke společnému kontaktu. Pokud je připojen ke kohoutku, bude fungovat pouze část okruhu.
- Před instalací spínače je lepší předem označit vodiče. Při instalaci bude snadné vzájemně propojit stejnojmenné vodiče.
Nedodržení doporučení může způsobit nestabilní provoz osvětlovacího zařízení, rychlé vyhoření žárovek a způsobit vážné zranění s ohrožením života.
