Схема последовательного соединения

Параллельное и последовательное соединение лампочек

У людей, чья работа связана с электрикой, люди такой профессии сталкиваются с различными электрическими соединениями:

• лампочек;
• проводов;
• электроустановочных изделий.

Каждый человек сам по себе индивидуален и делает все по своему, — также, это наблюдается и по части электрики. При работе, следует обращать свое внимание, как допустим соединен:

• выключатель света в схеме помещения;
• к какому проводу подключен выключатель света.

Если выключатель подключен к нейтральному проводу, то в процессе выполнения электрических соединений, — Вы можете попасть под напряжение. Речь у нас конечно же не об этом, а о параллельном и последовательном соединениях лампочек, приведенный пример, в какой-то мере также имеет отношение к этой теме.

Лампочки соединенные параллельно

Работать будем по схемам и по наработке своей практики, Вы уже научитесь сами представлять в уме электрические схемы:

• помещений;
• светильников всех типов;
• электроприборов.

Читаем схемы и даем характеристику каждой такой схеме:

Данная электрическая схема рис.1 может представлять из себя допустим схему подключения потолочной люстры. Две первичных обмотки двух понижающих трансформаторов подключены через выключатель света, — к внешнему источнику напряжения. Ко вторичным обмоткам трансформаторов подключена нагрузка, состоящая из шести ламп. Вторичные обмотки трансформаторов выдают на выходе 12 В, соответственно, питание таких ламп расчитано также на 12 вольт. Включение и отключение осуществляется для всех шести ламп. Все лампы подключены параллельно.

Смотрим следующую схему.

Две лампочки соединены в схеме параллельно, — через переменный резистор с плавной регулировкой тока и далее, через выключатель. Источником электрической энергии для данной схемы могут быть:

Две величины, по напряжению и силе тока, будут принимать свое значение в зависимости от положения скользящего контакта переменного резистора. В качестве измерительного прибора «Вольтметр», соединенного в схеме параллельно, для измерения напряжения можно воспользоваться измерительным прибором «Мультиметр» — с выставленной позицией измерения постоянного напряжения .

Электрическая схема рис.3 состоит из:

шести светодиодов VD1…VD6;

шести постоянных резисторов R1…R6;

Такая электрическая схема может к примеру соответствовать:

• схеме электрического светодиодного фонарика на аккумуляторах;
• схеме какого-либо новогоднего украшения .

Аноды диодов, в схеме соединяются с положительным потенциалом источника питания, катоды — с отрицательным. Соединение светодиодных лампочек в схеме — параллельное.

Далее, к примеру такая схема.

Схема из себя представляет разветвленную цепь с двумя узловыми точками, от которых отходят ответвления. Все три потребителя электрической энергии соединены в схеме — параллельно. Для подобной схемы вступает в силу первый закон Кирхгофа. где сумма токов приходящих к узловой точке, равна сумме токов, уходящих от узловой точки. Данная схема, — типична для той же самой люстры с подключением лампочек.

Лампочки соединенные последовательно

Последовательное соединение лампочек должно быть также всем нам хорошо известно потому, что почти каждый из нас сталкивался в своей жизни с неисправностями новогодних гирлянд.

По данным схемам в общем то все понятно. Из школьной учебной программы по физике известно, что количество лампочек состоящих в схеме, должно соответствовать их потребляемой нагрузке. То-есть, допустим если нужно подключить лампочки на 12 В к внешнему источнику переменного напряжения — 220В и чтобы узнать необходимое количество лампочек, нам нужно 22012, получаем число = 18,3. Принимаем наибольшее значение, в ответе получаем 19 лампочек.

В схеме рис.7 выписаны формулы, дающие следующее пояснение:

Протекающий ток в первом резисторе R1 и во втором резисторе R2 — одинаков;

Сумма напряжений для последовательно соединенных резисторов, равняется напряжению на зажимах источника энергии;

Сопротивление внешней цепи равно сумме двух сопротивлений на резисторах R1 и R2.

Из всего сказанного, можно добавить следующее:

При последовательном соединении лампочек в случае неисправности новогодней гирлянды, нам нужно проверять отдельные участки для каждой лампочки и определять — какая лампочка вышла из строя;

При параллельном соединении лампочек, не функционирование одной лампочки состоящей в схеме, не влечет за собой разрыв в общей схеме соединений лампочек;

Перегоревшая лампочка в новогодней гирлянде, влечет за собой дополнительную нагрузку увеличенное значение силы тока — для всех остальных ламп, состоящих в электрической схеме гирлянды для параллельного соединения.

На этом пока все, следите за рубрикой.

Параллельное подключение лампочек

Перед человеком, слабо разбирающимся в электричестве, возникают проблемы подключения нескольких лампочек. Когда проводка уже сделана, вся работа заключается в замене перегоревших ламп. Но бывают ситуации, когда нужно добавить еще одну или более лампочек к существующей системе. Здесь уже понадобятся элементарные знания электротехники и умение составить схему подключения.

Параллельное подключение светильников к проводам питания

В моду вошли точечные светильники, в результате количество источников света в домах и квартирах значительно увеличилось, а освещению стали уделять особое внимание. На фото выше изображены светильники для подвесного потолка с параллельным соединением. Через клеммные колодки лампы подключаются к фазному (L) и нулевому (N) проводам.

На первый взгляд здесь нет ничего сложного, но для длительной и надежной работы все должно быть сделано по правилам, которые нужно знать.

Схема подключений

Для создания подключений лампочек, прежде всего, надо изобразить упрощенную электрическую схему соединений и подключения к питанию. Она составляется по определенным правилам:

• проводники графически обозначаются прямыми неразрывными линиями;
• соединения обозначаются точками (если их больше двух), если точки нет, значит, провода пересекаются;
• электрическая арматура и проводка на плане изображаются по ГОСТ 21.614 и ГОСТ 21.608.

Параллельное и последовательное соединение

Для того чтобы зажечь самую простую лампу накаливания, нужно подключить ее контакты на фазу (L) и ноль (N). Два провода к ней подходят из распределительной коробки или из розетки. Параллельная схема предусматривает подключение нескольких лампочек на общие фазный и нулевой провода (рис. а ниже). Здесь параллельно подключены три лампы накаливания. Для удобства в схеме установлен выключатель. Принципиальная схема (рис. б) изображает соединения нагляднее.

Схема параллельного соединения лампочек

Достоинством параллельного соединения является возможность подключения потребителей электроэнергии к напряжению сети. К лампам на рис. выше можно добавить еще несколько, но ток при этом увеличится, а напряжение останется прежним.

Сила тока ( I) в питающих проводах равна сумме сил токов всех участков ( I₁. I₂. I₃), подключенных параллельно (рис. б выше):

Сопротивление (R) для трех нагрузок определяется из выражения:

Типы ламп и схемы подключения

Подключение ламп накаливания, приведенное выше, не представляет особой сложности. Но схема галогенных и люминесцентных ламп имеет некоторые отличия.

Галогенные

Питание пониженным напряжением повышает безопасность эксплуатации источников света. При этом яркость остается прежней. Галогенные лампы могут применяться с понижающими трансформаторами на 6, 12 и 24 В (рис. ниже).

Схема подключения галогенной лампы

Напряжение 220 В подается на малогабаритный электронный трансформатор, который можно встроить даже в корпус выключателя. Низковольтные галогенные лампы часто применяются в подвесных потолках. Их подключают параллельно и соединяют с трансформатором. На фото ниже представлена блок-схема с двумя трансформаторами. Напряжение 220 В подается на них через распределительную коробку. Нулевой провод обозначен синим цветом, а фазный – коричневым, со вставленным в разрыв выключателем.

Схема подключения галогенных ламп

Группы ламп соединены между собой параллельно в распределительной коробке, после которой производится разветвление питающих проводов на первичные обмотки трансформаторов.

Лампы подключаются ко вторичной обмотке 12 В параллельно между собой. Для их соединения применяются клеммные колодки (на схеме не показаны).

Выходной провод низкого напряжения не должен быть длиннее 2 метров. Иначе возрастают потери напряжения, и лампы будут светиться хуже. Будет лучше, если сделать расчет напряжения для всех ламп.

Пример расчета

Пример расчета напряжения на лампочках в зависимости от потерь в проводах следующий. При питающем напряжении V=12 В к трансформатору подключены параллельно 2 лампочки с сопротивлениями R1 = R2 = 36 Ом. Сопротивления подводящих проводов к ним равны r1 = r2 = r3 = r4 = 1,5 Ом. Требуется найти напряжение на каждой лампочке. Схема изображена на рис. ниже.

Потери в проводах питания лампочек

Напряжение на первой и второй лампочках составят:

V₁ = VR(2r + R)/(4r 2 +6rR + R 2 ) = 10,34 В,

V₂ = VR 2 /(4r 2 +6rR + R 2 ) = 9,54 В.

Из расчета видно, что даже небольшие сопротивления подводящих проводов приводят к существенному падению на них напряжения.

Общая нагрузка в схеме поддерживается на уровне 70-75% от максимальной, чтобы не перегревались трансформаторы.

Люминесцентные

Недостатком люминесцентных ламп является эффект мерцания, что ухудшает восприятие света глазами. Современные электронные ПРА (пускорегулирующие аппараты) решают эту проблему, но цена их выше. Для уменьшения пульсации при использовании электромагнитного балласта применяется двухламповая схема подключения, где на одной из ламп фаза сдвигается во времени. В результате суммарный световой поток выравнивается.

На рис. ниже изображена схема светильника с расщепленной фазой. Две лампы подключены к сети переменного напряжения параллельно. Обе они содержат индуктивные балласты (L₁ ) и (L₂ ). Но к лампе (2) подключен дополнительный балластный конденсатор (С_б ), благодаря которому создается сдвиг тока по фазе на 60 0 .

Схема двухлампового светильника

В результате снижается суммарная пульсация светового потока светильника. Кроме того, ток внешней цепи почти совпадает по фазе с напряжением питания за счет комбинации опережающей и отстающей схем, что позволяет увеличить коэффициент мощности.

Видео про подключения

Про особенности параллельного и последовательного подключения рассказывает видео ниже.

Таким образом, для того чтобы правильно подключить лампочки в доме или квартире, надо сделать следующее:

• начертить принципиальную электрическую схему системы освещения;
• выполнить расчет проводки;
• подобрать электрооборудование, арматуру и светильники;
• правильно выполнить монтаж лампочек.

Последовательное и параллельное соединение проводников

1. Последовательное соединение проводников
2. Параллельное соединение проводников
3. Законы последовательного и параллельного соединения проводников
4. Смешанное соединение проводников
5. Видео

Течение тока в электрической цепи осуществляется по проводникам, в направлении от источника к потребителям. В большинстве подобных схем используются медные провода и электрические приемники в заданном количестве, обладающие различным сопротивлением. В зависимости выполняемых задач, в электрических цепях используется последовательное и параллельное соединение проводников. В некоторых случаях могут быть применены оба типа соединений, тогда этот вариант будет называться смешанным. Каждая схема имеет свои особенности и отличия, поэтому их нужно обязательно заранее учитывать при проектировании цепей, ремонте и обслуживании электрооборудования.

Последовательное соединение проводников

В электротехнике большое значение имеет последовательное и параллельное соединение проводников в электрической цепи. Среди них часто используется схема последовательного соединения проводников предполагающая такое же соединение потребителей. В этом случае включение в цепь выполняется друг за другом в порядке очередности. То есть, начало одного потребителя соединяется с концом другого при помощи проводов, без каких-либо ответвлений.

Свойства такой электрической цепи можно рассмотреть на примере участков цепи с двумя нагрузками. Силу тока, напряжение и сопротивление на каждом из них следует обозначить соответственно, как I1, U1, R1 и I2, U2, R2. В результате, получились соотношения, выражающие зависимость между величинами следующим образом: I = I1 = I2, U = U1 + U2, R = R1 + R2. Полученные данные подтверждаются практическим путем с помощью проведения измерений амперметром и вольтметром соответствующих участков.

Таким образом, последовательное соединение проводников отличается следующими индивидуальными особенностями:

• Сила тока на всех участках цепи будет одинаковой.
• Общее напряжение цепи составляет сумму напряжений на каждом участке.
• Общее сопротивление включает в себя сопротивления каждого отдельного проводника.

Данные соотношения подходят для любого количества проводников, соединенных последовательно. Значение общего сопротивления всегда выше, чем сопротивление любого отдельно взятого проводника. Это связано с увеличением их общей длины при последовательном соединении, что приводит и к росту сопротивления.

Если соединить последовательно одинаковые элементы в количестве n, то получится R = n х R1, где R – общее сопротивление, R1 – сопротивление одного элемента, а n – количество элементов. Напряжение U, наоборот, делится на равные части, каждая из которых в n раз меньше общего значения. Например, если в сеть с напряжением 220 вольт последовательно включаются 10 ламп одинаковой мощности, то напряжение в любой из них составит: U1 = U/10 = 22 вольта.

Проводники, соединенные последовательно, имеют характерную отличительную особенность. Если во время работы отказал хотя-бы один из них, то течение тока прекращается во всей цепи. Наиболее ярким примером является елочная гирлянда. когда одна перегоревшая лампочка в последовательной цепи, приводит к выходу из строя всей системы. Для установления перегоревшей лампочки понадобится проверка всей гирлянды.

Параллельное соединение проводников

В электрических сетях проводники могут соединяться различными способами: последовательно, параллельно и комбинированно. Среди них параллельное соединение это такой вариант, когда проводники в начальных и конечных точках соединяются между собой. Таким образом, начала и концы нагрузок соединяются вместе, а сами нагрузки располагаются параллельно относительно друг друга. В электрической цепи могут содержаться два, три и более проводников, соединенных параллельно.

Если рассматривать последовательное и параллельное соединение, сила тока в последнем варианте может быть исследована с помощью следующей схемы. Берутся две лампы накаливания, обладающие одинаковым сопротивлением и соединенные параллельно. Для контроля к каждой лампочке подключается собственный амперметр. Кроме того, используется еще один амперметр, контролирующий общую силу тока в цепи. Проверочная схема дополняется источником питания и ключом.

После замыкания ключа нужно контролировать показания измерительных приборов. Амперметр на лампе № 1 покажет силу тока I1, а на лампе № 2 – силу тока I2. Общий амперметр показывает значение силы тока, равное сумме токов отдельно взятых, параллельно соединенных цепей: I = I1 + I2. В отличие от последовательного соединения, при перегорании одной из лампочек, другая будет нормально функционировать. Поэтому в домашних электрических сетях используется параллельное подключение приборов.

С помощью такой же схемы можно установить значение эквивалентного сопротивления. С этой целью в электрическую цепь добавляется вольтметр. Это позволяет измерить напряжение при параллельном соединении, сила тока при этом остается такой же. Здесь также имеются точки пересечения проводников, соединяющих обе лампы.

В результате измерений общее напряжение при параллельном соединении составит: U = U1 = U2. После этого можно рассчитать эквивалентное сопротивление, условно заменяющее все элементы, находящиеся в данной цепи. При параллельном соединении, в соответствии с законом Ома I = U/R, получается следующая формула: U/R = U1/R1 + U2/R2, в которой R является эквивалентным сопротивлением, R1 и R2 – сопротивления обеих лампочек, U = U1 = U2 – значение напряжения, показываемое вольтметром.

Следует учитывать и тот фактор, что токи в каждой цепи, в сумме составляют общую силу тока всей цепи. В окончательном виде формула, отражающая эквивалентное сопротивление будет выглядеть следующим образом: 1/R = 1/R1 + 1/R2. При увеличении количества элементов в таких цепях – увеличивается и число слагаемых в формуле. Различие в основных параметрах отличают друг от друга и источников тока, позволяя использовать их в различных электрических схемах.

Параллельное соединение проводников характеризуется достаточно малым значением эквивалентного сопротивления, поэтому сила тока будет сравнительно высокой. Данный фактор следует учитывать, когда в розетки включается большое количество электроприборов. В этом случае сила тока значительно возрастает, приводя к перегреву кабельных линий и последующим возгораниям.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Данные законы, касающиеся обоих видов соединений проводников, частично уже были рассмотрены ранее.

Для более четкого их понимания и восприятия в практической плоскости, последовательное и параллельное соединение проводников, формулы следует рассматривать в определенной последовательности:

• Последовательное соединение предполагает одинаковую силу тока в каждом проводнике: I = I1 = I2.
• Закон ома параллельное и последовательное соединение проводников объясняет в каждом случае по-своему. Например, при последовательном соединении, напряжения на всех проводниках будут равны между собой: U1 = IR1, U2 = IR2. Кроме того, при последовательном соединении напряжение составляет сумму напряжений каждого проводника: U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
• Полное сопротивление цепи при последовательном соединении состоит из суммы сопротивлений всех отдельно взятых проводников, независимо от их количества.
• При параллельном соединении напряжение всей цепи равно напряжению на каждом из проводников: U1 = U2 = U.
• Общая сила тока, измеренная во всей цепи, равна сумме токов, протекающих по всем проводникам, соединенных параллельно между собой: I = I1 + I2.

Для того чтобы более эффективно проектировать электрические сети, нужно хорошо знать последовательное и параллельное соединение проводников и его законы, находя им наиболее рациональное практическое применение.

Смешанное соединение проводников

В электрических сетях как правило используется последовательное параллельное и смешанное соединение проводников, предназначенное для конкретных условий эксплуатации. Однако чаще всего предпочтение отдается третьему варианту, представляющему собой совокупность комбинаций, состоящих из различных типов соединений.

В таких смешанных схемах активно применяется последовательное и параллельное соединение проводников, плюсы и минусы которых обязательно учитываются при проектировании электрических сетей. Эти соединения состоят не только из отдельно взятых резисторов, но и довольно сложных участков, включающих в себя множество элементов.

Смешанное соединение рассчитывается в соответствии с известными свойствами последовательного и параллельного соединения. Метод расчета заключается в разбивке схемы на более простые составные части, которые считаются отдельно, а потом суммируются друг с другом.

Источники: http://zapiski-elektrika.ru/elektrotexnika/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-lampochek.html, http://elquanta.ru/lampa/parallelnoe-podklyuchenie-lampochek.html, http://electric-220.ru/news/posledovatelnoe_i_parallelnoe_soedinenie_provodnikov/2017-04-05-1221