Параллельное подключение лампочек через выключатель

Преимущества и недостатки параллельного и последовательного соединения лампочек

Нет ничего проще для электрика, чем подключить светильник. Но если приходится собирать люстру или бра с несколькими плафонами, часто возникает вопрос: «Как лучше соединить?» Чтобы понять, чем отличается последовательное и параллельное соединение лампочек – вспомним курс физики за 8 класс. Давайте заранее договоримся, что будем рассматривать как пример освещение в сетях 220 V AC, эта информация справедлива и для других напряжений и токов.

Последовательное соединение

Через цепь из последовательно соединенных элементов протекает один и тот же ток. Напряжение на элементах, как и выделяемая мощность, – распределяется согласно собственным сопротивлениям. При этом ток равняется частному напряжения и сопротивления, т.е.:

Где Rобщ – сумма сопротивлений всех элементов последовательно соединенной цепи.

Чем больше сопротивление – тем меньше ток.

Подсоединение потребителей последовательно

Чтобы соединить два и больше источника света последовательно, нужно концы от патронов соединить между собой так, как изображено на картинке, т.е. у крайних патронов останется по одному свободному проводу, на которые мы и подаем фазу (P или L) с нулем (N), а средние патроны соединяются друг с другом одним проводом.

Через лампу 100 Вт, при напряжении 220 В, течет ток чуть меньше чем 0,5 А. Если соединить две по этой схеме, ток упадет в два раза. Лампы будут светить в половину накала. Потребляемая мощность не сложится, а уменьшиться до 55 (примерно) с обеих. И так далее: чем больше ламп, тем меньше ток и яркость каждой отдельной.

  • ресурс ламп накаливания возрастает;
  • если перегорает одна – не горят и остальные;
  • если использовать приборы разной мощности, те, что больше, – практически не будут светиться, те, что меньше, – будут светиться нормально;
  • все элементы должны быть одинаковой мощности;
  • нельзя в светильник с таким соединением включать энергосберегающие лампы (светодиодные и компактные люминесцентные лампы).

Такое соединение отлично подходит в ситуациях, когда нужно создать мягкий свет, например, для бра. Так соединяются светодиоды в гирляндах. Огромный минус – это то, что при сгорании одного звена не светят и другие.

Параллельное соединение

В цепях, соединенных параллельно, к каждому из элементов прикладывается полное напряжение источника питания. При этом ток, протекающий через каждую из ветвей, зависит только от ее сопротивления. Провода от каждого патрона соединены между собой обоими концами.

  • если одна лампа перегорит – остальные продолжат выполнять свои функции;
  • каждая из цепей светит в полный накал независимо от своей мощности, потому что к каждой приложено полное напряжение;
  • можно вывести из светильника три, четыре и больше проводов (ноль и нужное количество фаз к выключателю) и включать нужное количество ламп или группу;
  • работают энергосберегающие лампочки.

Чтобы включать свет по группам, соберите такую схему либо в корпусе светильника, либо в распределительной коробке.

Каждая из ламп включается своим выключателем, их в этом случае три, а включены две.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Для последовательного соединения важно учитывать, что ток через все лампы протекает один и тот же. Это значит, что чем больше элементов в цепи, тем меньше через нее протекает ампер. Напряжение на каждой лампе равняется произведению тока на ее сопротивление (закон Ома). Увеличивая количество элементов, вы будете понижать напряжение на каждом из них.

В параллельной цепи каждая ветвь берет на себя необходимое ей количество тока, а напряжение прикладывается то, которое выдает источник питания (напр. Бытовая электросеть)

Смешанное соединение

Другое название этой схемы последовательно-параллельная цепь. В ветвях параллельной цепи включено последовательно несколько потребителей, например, накаливания, галогенных или светодиодных. На LED-матрицах часто применяется такая схема. Этот способ дает некоторые преимущества:

  • подключение отдельных групп лампочек на люстре (например, 6-рожковой);
  • если сгорит лампа – не будет гореть только одна группа, из строя выйдет только одна последовательная цепь, остальные, параллельно стоящие, будут светить;
  • группируйте лампы последовательно одной мощности, а параллельные цепи – разной, если это нужно.

Недостатки те же, что присущи последовательным цепям.

Схемы подключения других типов ламп

Чтобы правильно подключить другие виды осветительных приборов, нужно сначала узнать их принцип работы и ознакомиться со схемой подключения. Каждый из типов ламп требует определенных условий для работы. Процесс накаливания спирали совсем не предназначен для излучения света. В области больших мощностей и площади их заметно потеснили газоразрядные приборы.

Люминесцентные лампы

Кроме ламп накаливания, часто применяются и галогенные, и люминесцентные трубчатые лампы (ЛЛ). Последние распространены в административных зданиях, боксах для покраски автомобилей, гаражах, производственных и торговых помещениях. Немного реже их применяют дома, например, на кухне для подсветки рабочей зоны.

ЛЛ нельзя подключить напрямую к сети 220 В, для розжига нужно высокое напряжение, поэтому используется специальная схема:

  • дроссель, стартер, конденсатор (не обязательно);
  • электронный балласт.

Первая схема применяется все реже, отличается меньшим КПД, гудением дросселя и мерцанием светового потока, который часто не заметен глазу. Подключение электронного балласта часто изображено на корпусе.

Подключается либо одна лампу, либо две последовательно, в зависимости от ситуации и того, что есть в наличии, также и с электронным балластом.

Конденсатор между фазой и нулем нужен для компенсации реактивной мощности дросселя и снижения сдвига фазы, цепь запустится и без него.

Обратите внимание на то, как подсоединяются лампы, в освещении люминесцентным светом нельзя пользоваться теми же правилами, что и при работе с лампами накаливания. Похожим образом обстоит дело и с ДРЛ и ДНАТ-лампами, но они редко встречаются в быту, чаще в промышленных цехах и уличных фонарях.

Галогенные источники света

Этот тип часто применяется в точечных светильниках на подвесных и натяжных потолках. Подходят для освещения мест с повышенной влажностью, поскольку выпускаются для работы в цепях с пониженным напряжением, например, 12 вольт.

Для питания используют сетевой трансформатор 50 Гц, но габариты велики и со временем он начинает гудеть. Лучше для этого подойдет электронный трансформатор, на него приходит 220 В с частотой 50 Гц, а уходит 12 В переменного тока с частотой в несколько десятков кГц. В остальном подключение аналогичное с лампами накаливания.

Заключение

Правильно собирайте схемы в светильниках. Не подключайте энергосберегающие лампы последовательно и придерживайтесь схемы включения люминесцентных и галогенных светильников. Энергосберегающие лампы «не любят» пониженное напряжение и быстро сгорят, а люминесцентный светильник может и вовсе не зажечься.

Для подключения освещения подойдут клеммные колодки или зажимы Wago, тем более, если проводка алюминиевая, а провода у светильника медные. Главное – соблюдайте правила безопасности при работе с электрическими приборами.

Как самому подключить две лампочки к одному выключателю

Перед подключением ламп к выключателю стоит посмотреть, как это сделать. Есть определенные правила, которые помогу в подсоединении. Нужно смотреть вид подключения, характеристику ламп и т.д. Все это поможет в установке и использовании ламп.

Последовательное и параллельное подключение двух и более источников света

Чтобы лампочка работала, нужно один ее контакт присоединить к фазе, а второй к нулю. Фаза – приходящий ток. Ноль – это, когда ток по проводнику возвращается к источнику. Существует два способа подключения: последовательное и параллельное.

В последовательном подключении ток будет зависеть от каждого источника света (от первого к следующему). Напряжение распределяется на количество ламп. Например, две лампы и напряжение 220W, значит, будет по 110W на каждую лампу. Важный момент: последовательное подключение для светильников с одинаковой мощностью.

Если взять лампы с разной мощностью 40 Bт и 120 Вт (разница в три раза), то лампа с меньшей выйдет из строя, так как по ней будет проходить 120 Вт. Исключение – лампы накаливания. На 220 W подключить две лампы на 60 W, то они будут гореть вполсилы, и лампы дольше прослужат.

Такая установка подойдет только на две лампы накаливания. Этот способ используют для помещений, где не нужно большой яркости.

Плюсы и минусы последовательного соединения:

  • Перегорание элемента, влияет на остальные (не работают).
  • Люминесцентные лампы меньше мигают.
  • У ламп должна быть одинаковая мощность, исключение — люминесцентные лампы.

Второй способ — параллельное подключение. Таким способом параллельно подключают два или более источника света. К фазе подсоединяются одни контакты, а другие к нулю.

Ток и яркость будет зависеть от мощности каждой лампы. Приходящий ток будет равен сумме ламп, поэтому диаметр сечение нужно делать согласно ему. Такой способ часто применяется, и он удобен, так как в будущем можно добавлять дополнительные светильники, не тревожа другие источники света.

Плюсы и минусы параллельного соединения:

  • Перегорание элемента не тревожит работу остальных.
  • Малое количество соединений.
  • Полная яркость ламп.
  • При перегорании лампы, все остальные работают.
  • Из-за большого количества деталей, по цене выходит дорого.
  • Сломался один элемент, увеличивается нагрузка на другие.
Читайте также  Как можно расположить лампочки на натяжном потолке?

Материалы и инструменты для подключения аппаратов

Для работы с лампочками нужен набор материалов и инструментов. Первым делом отключить электричество для безопасности.

Материалы для работы:

  • провода, такого же сечения и материала;
  • лампы (в квартире рекомендуют не более 1,5 киловатт);
  • розетка (с одним, двумя гнездами);
  • подрозетник (для внутренних розеток);
  • распределительная коробка (одна в комнату);
  • изолента;
  • гофра;

Выключателей существует множество разновидностей:

  • сенсорные;
  • с регулированием мощности;
  • импульсный прерыватель;
  • клавишные.

Понадобится посчитать сечение проводов в том случае, если проводка в доме делается в первый раз. Все зависит от мощности и напряжения ламп, которые к ней присоединены. С ними можно рассчитать ток, и по специальной таблице посмотреть сечение.

Для того чтобы посчитать ток, необходимо соизмерить сумму мощности и напряжения. Определить самых мощных потребителей и их суммы разделить на напряжение (220W). По ответу выбирается сечение.

Для безопасности работы необходимо выбрать инструменты:

  • кусачки отрезания провода;
  • индикаторная отвертка (показывает фазу и ноль провода);
  • нож;
  • плоскогубцы, с изолирующими ручками;
  • контакторы (вместо изоленты);
  • перфоратор (для стены).

Для работы подходит человек, который знает своё дело. Нужно уметь изолировать, скручивать провода и защищать от изоляции.

Какие могут быть проблемы

Проблемы возникают, когда лампочка не загорается. Возможно, при установке появилось повреждение или не добавили соответствующих деталей. Нужно индикатором проверить все токоведущие связи (ток идет или нет). Один из вариантов, что нуль сгорел, так как проводник перегружен.

Возможно, что связь лампочки и выключателя повреждена. Чтобы посмотреть исправность регулятора, нужно прикоснуться к каждому контакту с помощью тестера.

Если контакт не работает — выключатель сломался. Можно починить, но он недолго поработает.

Если же выключатель исправен, то нужно проверить другие контакты. Для безопасности помещения, важно найти и починить повреждения.

Схемы подключения двух лампочек

Существует подключения двух и более светильников:

  • к одноклавишному выключателю;
  • к двухклавишному выключателю;
  • к проходному переключателю.

Принципы установки схожи, но и есть свои особенности.

Одноклавишный выключатель

Для подключения двух и более ламп к выключателю, контакты присоединяем к фазе и нулю. Используем параллельное подключение. От распределительной коробки по порядку идет нулевая линия. Фазу соединяют ко вторым контактам. Важно хорошо закрепить провода клеммным колодком, с помощью винтов или пружиной (тип WAGO), где зажимается провод.

Нужно следить, чтобы в скрутке проводов медь и алюминий не оказались рядом — это нагреет и ослабит контакт.

Подключение двух и более светильник к одному выключателю. На каждом есть надпись максимальной нагрузки. Эту нагрузку и учитывают при расчете мощности.

Двухклавишный выключатель

Присоединение похоже на одноклавишное соединение. Перед началом работы важно найти контакты. Их схему можно посмотреть на обратной стороне выключателя. В двухклавишном приборе имеются: общий и два отдельных контакта. Провод фазы вводит из розетки или распределительной коробки. Два вывода регулируют светильники. При присоединении ввод находится внизу, выводы — вверху.

Таким же способом присоединяется выключатель с тремя клавишами. Только добавляется дополнительная клемма и еще дополнительный вывод.

Проходные переключатели

Чтобы подключить проходной переключатель:

  1. Для начала снимаем клавишу и рамку.
  2. Без рамки видим три клеммы.
  3. Выбираем общую клемму по схеме (сзади розетки). Если схема не понятна, тогда проверяем индикаторной отверткой или тестером.
  4. На общую клемму подключаем фазу с кабелем питания. На остальные — два оставшихся провода.
  5. Выключатель собираем и закрепляем в подрозетник.
  6. Со вторым выключателем делаем так же.

Итак, можно выбрать любой способ подключения, в зависимости от помещения и выбора светильников.

Видеоурок

Организация освещения с двумя лампочками и одним выключателем

Часто при электромонтаже освещения зданий необходимо сделать так, чтобы лампы одного из помещений включались с двух выключателей. Обычно так устроена разводка на лестничных маршах. Выключатели такого вида называются проходными и наиболее сложны в монтаже. Но в обычной квартире нужды в подобных схемах нет.

Наиболее используемым в жилых помещениях является вариант, при котором несколько ламп включаются одновременно с одного выключателя. Это может быть и точечная подсветка с тремя и более светильниками, а возможно и несколько светодиодных лент. И вот тут при отсутствии знаний такого монтажа возникают трудности, хотя особых сложностей в этом нет.

Необходимо рассмотреть несколько возможных схем подключения потребителей, чтобы понять суть такой работы. К тому же и двойные выключатели имеют свои особенности подключения.

  1. Обычный выключатель на одну лампу
  2. Подключение двух ламп на один выключатель
  3. Двухклавишный выключатель
  4. Раздельное освещение помещения
  5. Многорожковая люстра
  6. Подключение от розетки
  7. Подключение ламп с преобразователем
  8. Что же в итоге?

Обычный выключатель на одну лампу

Начинать следует с наиболее простого варианта, а потому имеет смысл начать с азов. При монтаже выключателя нужно помнить, что ставится он на разрыв фазного провода, следовательно, ноль будет идти напрямую на источник света. При установке выключателя на нулевой, контакты устройства могут быстро прогореть. Наверняка многие замечали, что при плохом контакте в розетке чаще всего подгорает ноль. Происходит это по причине большей нагрузки при прохождении тока именно на нулевом контакте.

Еще одна причина разрыва выключателем именно фазного провода – это возможность быстрого снятия напряжения с потребителя при возникновении внештатной ситуации, в то время как разрыв нуля не обеспечит обесточивания, а лишь разъединит цепь.

Главное правило – выполняются работы по монтажу электропроводки, выключателей и светильников строго при полностью снятом напряжении. При невозможности определения фазного провода по цвету допускается кратковременная подача электроэнергии с целью «прозвона». При этом необходимо предварительно убедиться в отсутствии замыканий оголенных проводов.

Подключение двух ламп на один выключатель

Как подключить две лампочки к одному выключателю, можно понять по той же схеме монтажа, различий практически нет. Нулевой провод идет напрямую от распределительной коробки последовательно через все источники света. Фазу, проходящую через выключатель, нужно подсоединить ко вторым контактам ламп. Такое подключение называется параллельным.

Обязательно следует следить за тем, чтобы соединительные контакты проводов были скреплены надежно. По возможности желательно использование клеммных колодок, где соединение происходит посредством винтов, либо колодок типа WAGO, где провод зажимается при помощи пружины.

Также нужно знать, что при скрутке проводов не допускается соединение меди с алюминием, т. к. это грозит окислением и в результате ослаблением и нагревом контакта.

Схема подключения двух и более ламп к обычному выключателю

Таким образом обеспечивается подключение двух и более источников света к одному выключателю. На каждом из них есть маркировка предела нагрузки. Ее следует учитывать при подсчете общей мощности подключаемых ламп (схема подключения двух и более ламп показана выше).

Двухклавишный выключатель

Применение двухклавишного выключателя возможно в помещениях с раздельным освещением при подключении многорожковой люстры или раздельного санузла, где между дверями в ванную и туалет он и располагается. Естественно, не имеет смысла установка двух обычных выключателей рядом, если есть возможность размещения более компактного устройства.

Раздельное освещение помещения

Такое освещение чаще всего применяется в офисных помещениях, где возле окна больше естественного света, но в то же время рабочий день зимой недолог. Схема подключения в этом случае не сложна, но требует определенных знаний.

Схема подключения двухклавишного выключателя

Выключатель устанавливается также в разрыв фазного провода. Такие устройства имеют один контакт для ввода и два контакта выхода напряжения. Фазы, прошедшие через выключатель, распределяются по светильникам в зависимости от проекта или пожеланий хозяина.

Ноль же идет общий на все световые приборы помещения. Тогда при включении одной из клавиш питание будет подаваться только на подключенные к этой фазе приборы, в то время как остальные работать не будут. По подобной схеме подключаются и приборы освещения раздельного санузла.

Многорожковая люстра

При подключении многорожковой люстры через двухклавишный выключатель необходимо наличие трехжильного провода. Одна из жил укорачивается с таким расчетом, чтобы ее можно было завести в распределительную коробку (обычно над выключателем), а две другие доставали до самого устройства включения.

Как и в предыдущем случае, на прерыватель подается фаза, а отходящие провода фиксируются в клеммниках выключателя. В комплектности самой люстры присутствует вывод из трех проводов, один из которых нулевой, а два других, фазных, подключены (на примере пятирожковой) к двум и трем источникам света соответственно. Прямой ноль из распределительной коробки идет на нулевой контакт, а выходящие из выключателя провода соединяются с фазными от люстры.

Схема подключения пятирожковой люстры

В итоге получается такое подключение, при котором, если действовать поочередно, нажатие одной из клавиш устройства обеспечивает включение лишь двух лампочек, а при нажатии другой включается три, ну а при необходимости более сильного освещения можно включить обе клавиши.

Таким образом, при помощи такого прерывателя производится три варианта интенсивности освещения, чем обеспечивается разнообразие подсветки.

Читайте также  Почему лампочку нельзя вынуть изо рта?

В продаже существуют и выключатели, у которых три клавиши. Схема их монтажа немного сложнее, но подобна приведенным выше. С их помощью можно реализовать больше вариантов освещения.

Подключение от розетки

Но бывают случаи, когда необходимо подключить дополнительный светильник с отдельным выключателем. Тогда возможен монтаж проводки от существующей розетки. Выбор способа ведения (наружный или внутренний) сейчас разбирать не имеет смысла, к данной теме это не относится. Логичнее рассмотреть варианты подключения. При установке одноклавишного выключателя никаких сложностей не возникает, нужен лишь двухжильный провод и непосредственно само устройство включения.

Если прерыватель напряжения устанавливается над розеткой, то из нее выводится нулевой и фазный провода. Фаза прерывается внутри выключателя, при этом ноль остается целым. Остальное световое оборудование, подключающееся к схеме, питается согласно вышеприведенным схемам.

Схема подключения от розетки

При подобном монтаже двухклавишного выключателя потребуется три жилы провода (на выходе – ноль, фаза, фаза), а если клавиши у прерывателя три, то нужно 4 жилы (ноль и 3 фазы).

Подключение ламп с преобразователем

В наши дни при освещении помещений точечными потребителями возможно их подключение как в сеть с напряжением 220 В, так и через преобразователь на 12 В. Такие устройства к тому же обеспечивают задержку включения на пару секунд, после чего плавно подают нагрузку на приборы.

Эта схема как нельзя лучше подойдет при условии, что в качестве потребителей установлены лампы накаливания или галогенные, т. к. удаление скачков напряжения способствует увеличению срока службы световых приборов.

В случае использования такого преобразователя выключатель монтируется в цепь до него, и на это есть причины.

Подключение лампы с преобразователем

Во-первых, пониженное напряжение имеет большую силу тока, в то время как прерыватели на подобное не рассчитаны. Проще говоря, контакты выключателя или отгорят, или «залипнут». А во вторых, как уже говорилось, у преобразователя есть задержка подачи напряжения, обеспечивающая плавный розжиг лампы. И если включить прерыватель в схему после него, то ни о каком плавном пуске говорить не приходится. Электричество будет поступать резким скачком сразу после нажатия клавиши. А значит и толку от преобразователя будет не больше, чем от обычного трансформатора.

При установке двухклавишного выключателя необходимо добавление второго преобразователя, который будет запитан от второй линии. При этом, как и в предыдущих схемах подключения, нулевой провод будет общим.

Также не стоит забывать, что все подобные приборы имеют свое ограничение мощности подключаемых потребителей и увлекаться с численностью светильников при подобном монтаже не стоит.

Что же в итоге?

Если обдуманно подойти к вопросу подключения, то каких-то особых сложностей такая работа не составит. Главное – не пренебрегать вопросами безопасности при проведении электромонтажных работ. Необходимо помнить, что все работы проводятся только при отключенном напряжении, ведь 220 вольт – опасный ток, удар которого может привести к летальному исходу или серьезным повреждениям организма.

Если же имеются хотя бы малейшие сомнения в том, что самостоятельный монтаж возможен, лучше обратиться за помощью к специалисту. Ведь при плохом качестве соединений возможно возгорание проводки и, как следствие, пожар в доме или квартире. А потому, как говорится, «семь раз отмерь – один раз отрежь».

Как последовательно и параллельно соединить лампочки

Каждый день мы пользуемся источниками освещения. Лампы в источниках соединяются последовательно или параллельно. Каждый способ имеет особенности и эффективен в конкретных ситуациях.

Можно ли параллельно соединить лампочки

Этот тип подключения наиболее эффективен. Лампа соединяется с фазой и нулем. При подключении двух и более ламп подающие напряжение провода могут скручиваться.

Но чаще к общему кабелю крепят все нагрузки. Параллельное соединение бывает лучевым или шлейфовым. В первом варианте к каждой лампе подводится отдельный кабель. Во втором фаза и ноль подаются на первый источник освещения, остальные приборы подпитываются частично.

При использовании галогенных светильников с трансформатором необходимо помнить, что их подключают на вторичную обмотку преобразователя с помощью клеммных колодок.

Параллельным подключением можно несколько сгладить недостатки осветительного оборудования, снизить мерцание люминесцентных ламп. В схему добавляется конденсатор для сдвига фазы всех элементов цепи.

Правила соединения лампочек

При подключении ламп необходимо соблюдать правила. Рассмотрим последовательные и параллельные соединения.

Последовательное

Последовательное соединение предполагает подключение к сети 220 В так, что через все элементы в цепи будет течь одинаковый ток. При этом распределение падений напряжения пропорционально внутренним сопротивлениям нагрузок. Мощность также распределяется пропорционально.

При использовании соединения последовательно с общим выключателем осветители будут гореть не в полную силу. При подключении ламп разных мощностей более яркое свечение будет у прибора с большим сопротивлением.

Схема стандартного последовательного подключения представлена на рисунке ниже.

Параллельное

Оно отличается подачей на каждую лампу полного сетевого напряжения. Ток будет различным, в зависимости от сопротивления прибора.

Проводники подводятся к патронам ламп одинаково, иногда по принципу шины, когда к общей магистрали подключаются все нагрузки.

К одному подводу можно подключить сколько угодно лампочек. Выключатель работает так же, как при последовательном подключении.

Плюсы и минусы параллельного соединения

  • если один элемент выйдет из строя, остальные продолжат работать;
  • цепь дает максимально яркий свет, поскольку к каждому прибору подводится полное напряжение;
  • от одной лампы можно отвести сколько угодно проводов для подключения дополнительных нагрузок (потребуется один ноль и конкретное количество фаз);
  • подходит для энергосберегающих электрических устройств.

Недостатков практически нет, если не считать большого количества проводников в разветвленной системе с множеством ламп.

Применение

В быту параллельное соединение встречается очень часто. Например елочные гирлянды, где все лампочки имеют максимальную яркость свечения.

Подключением можно создавать интерьерную подсветку любой длины. Замена сгоревшего элемента делается легко. Два прибора по 60 Вт можно поменять на одну лампу мощностью 10 Вт без ущерба для параметров освещенности. Это свойство цепи используется опытными электриками для выявления фазы в трехфазных сетях.

Галогенные лампы и приборы накаливания не только дают яркое свечение, но нагревают окружающую среду. По этой причине их часто используют в гаражах, ангарах или мастерских для отапливания помещений. Для этого подключают приборы к сети, размещая в металлическом блоке. Конструкция прогревается до 60 градусов и поддерживает комфортную температуру в помещении. Однако высокие мощности приводят к частому перегоранию ламп.

Видео по теме: ЧТО ТАКОЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Параллельное подключение применяется в ленточных подсветках, люстрах, уличном освещении. Каждой лампой при этом можно управлять отдельно, что повышает удобство использования общей сети. Надо лишь вмонтировать в систему нужное количество выключателей.

В домах и квартирах параллельно подключаются к сети не только приборы освещения, но и различная аппаратура.

При создании осветительных приборов со светодиодными элементами нередко используется смешанное подключение на основе последовательной цепи нагрузок с последующим параллельным соединением ее с такой же цепочкой.

Советуем посмотреть: Как понять — последовательно или параллельно соединить лампы или нагрузку

Пример расчета соединения ламп разной мощности

Чтобы разобраться в различиях, достаточно знания закона Ома и других простых электрических законов.

Пусть имеется лампочка накаливания на напряжение 220 вольт. На частоте 50 Гц она представляет собой чисто активное сопротивление, поэтому с ней удобнее разбираться в начальных вопросах. Если лампа имеет мощность 100 Ватт, то при включении в сеть через нее пойдет ток I=P/U=100 ватт/220 вольт=0,5 А (приблизительно, достаточно для рассуждений). На ней будет падать полное напряжение сети 220 вольт. Можно вычислить сопротивление нити: R=U/I=220 вольт /0,5 ампер =400 Ом (приблизительно).

Если подключить вторую аналогичную лампочку параллельно первой, то очевидно, что все сетевое напряжение будет приложено к каждой лампе. Потребляемый ток Iпотр разветвится на два потока и через каждую лампочку пойдет ток I=U/R=220 вольт/400 Ом=0,5 ампер. Потребляемый ток будет равен сумме двух токов (так гласит первый закон Кирхгофа) и составит 1 А. В итоге обе лампы будут находиться под полным сетевым напряжением, через них потечет номинальный ток, и общий световой поток будет равен удвоенному потоку одного светильника.

Если два одинаковых светильника соединить последовательно, то сетевое напряжение разделится между ними, и на каждой будет падать около 110 вольт. Общее сопротивление цепи станет равным Rобщ=400+400=800 Ом, и ток через каждую лампу (при последовательном соединении он одинаков для каждого элемента) составит Iлампы=U/Rобщ=220 вольт/800 Ом = 0,25 А. В итоге получается:

  • на каждой лампе падает только половина сетевого напряжения;
  • через каждую лампу течет ток, уменьшенный от номинального в 2 раза.

Чтобы оценить световой поток ламп накаливания для данного случая, можно воспользоваться законом Джоуля-Ленца. Свечение ламп накаливания осуществляется за счет нагрева нити. За период времени t нить выделит количество теплоты Q=I 2 *R*t=U*I*t. Ток уменьшится в два раза, напряжение на одной лампе тоже в два раза. Значит можно ожидать уменьшение светового потока в 2*2=4 раза. Для двух ламп поток уменьшится в два раза относительно одной лампы в номинальном режиме. То есть, при последовательном соединении две лампочки будут светить примерно в два раза тусклее, чем одна.

Читайте также  Как открутить лампочку если она прикипела?

Проблему можно решить применением ламп с рабочим напряжением в два раза ниже сетевого. Если применить два стоваттных источника света на напряжение 127 вольт, то 220 вольт разделятся пополам, и каждый светильник будет работать в номинальном режиме, световой поток по сравнению с одной лампой той же мощности удвоится. Но этим не избавиться от главного недостатка такой схемы – при выходе из строя одного осветительного прибора цепь разрывается, и вторая лампа также перестает светить.

Все вышесказанное касается ламп с одинаковой мощностью. Если мощность светильников заметно отличается, то в схемах возникают следующие эффекты. Пусть одна лампа на 220 вольт имеет мощность 70 ватт, другая 140.

Тогда номинальный ток первой I1=P/U=70/220=0,3 ампера (округленно), второй – I2=140/220=0,7 ампера. Сопротивление нити менее мощного светильника R1=U/I=220/0,3=700 ом, второй – R2=220/0,7=300 ом.

Лампе с большей мощностью соответствует меньшее сопротивление нити.

При параллельном соединении напряжение на обоих приборах будет равным, через каждую лампу пойдет свой ток. Общий ток потребления равен сумме двух токов Iпотр=0,3+0,7=1 ампер. Каждая лампа работает в номинальном режиме и потребляет свой ток.

При последовательном соединении ток будет ограничен сопротивлением Rобщ=300+700=1000 Ом и будет равен I=U/R=220/1000=0,2 А. Напряжение распределится пропорционально сопротивлению нити (мощности). На лампе в 140 ватт оно составит 1/3 от 220 вольт – приблизительно 70 вольт. На маломощной лампе — 2/3 от 220 вольт. То есть, около 140 вольт. Обе лампы будут светить с недокалом из-за снижения напряжения и тока, но режим для них будет облегченным. Другое дело, если используются лампы на половину сетевого напряжения. На лампе меньшей мощности напряжение будет выше допустимого, и разница будет тем больше, чем больше разница в мощностях. Такая лампа скоро выйдет из строя. И это еще один недостаток последовательного включения ламп. Поэтому такое подключение на практике используется крайне редко. Исключение – последовательное соединение люминесцентных ламп. Считается, что при такой схеме они работают более устойчиво.

Подытоживая отличия параллельного включения от последовательного:

  • при параллельном включении напряжение на всех потребителях одинаково, ток распределяется пропорционально мощности светильников (если мощность одинакова, то токи будут равными), общий ток потребления равен сумме токов всех ламп;
  • при последовательном соединении ток через все лампы будет одинаковый, он определяется общим сопротивлением цепи (и будет меньше тока самой маломощной лампы), напряжение на потребителях распределится пропорционально мощности ламп (если она одинакова, то напряжения будут равными).

Пользуясь этими принципами, можно проанализировать работу любой схемы.

Как избежать ошибок

Подключать электроприборы к сети необходимо с соблюдением правил электротехники. Особенности подключения не очевидны и могут быть непонятны далеким от тематики людям.

  1. Каждый тип подключения имеет особенности, связанные с законом Ома. В последовательном соединении ток равен на всех участках цепи, тогда как напряжение зависит от сопротивления. В параллельном соединении одинаковым оказывается напряжение, а общая сила тока складывается из величин отдельных участков.
  2. Любую цепь не стоит перегружать, это может привести к нестабильной работе приборов и повреждению проводников.
  3. В параллельном соединении сечение проводов должно соответствовать подаваемой нагрузке, иначе неизбежен перегрев проводников с последующим расплавлением обмотки и коротким замыканием.
  4. В выключатель подводится фаза, ноль уходит на осветительный прибор. Пренебрежение правилом может привести к поражению током при замене лампы, поскольку даже в выключенном состоянии устройство находится под напряжением.
  5. Основной провод от светильника подсоединяется к общему контакту. Если его подключить к отводу, будет работать только часть цепи.
  6. Перед установкой выключателя лучше заранее промаркировать провода. При монтаже будет просто соединить между собой одноименные проводники.

Отказ от рекомендаций может стать причиной нестабильной работы осветительного оборудования, быстрого перегорания ламп и повлечь серьезные травмы с риском для жизни.

Схема параллельного подключения лампочек в цепи

Начинающим электрикам довольно часто приходится сталкиваться с особенностями подключения того или иного электрооборудования. Ярким примером может считаться схема параллельного подключения ламп, как один из наиболее распространенных вариантов. Именно его используют профессионалы в быту при монтаже освещения, последовательная схема применяется сравнительно редко. Поэтому с целью недопущения ошибок во время параллельного подключения стоит рассмотреть вопрос более детально.

Что такое параллельное подключение?

Под параллельным подключением в электротехнике следует понимать такой способ соединения электрических приборов, при котором каждый из них имеет аналогичное соединение полюсов по отношению к источнику питания или в электрической цепи.

Для этого рассмотрим пример параллельного включения лампочек накаливания:

Рис. 1. Параллельное подключение ламп к источнику

Как видите, здесь каждая лампа от Л1 до Л4 соединяется одним контактом к фазному выводу, а вторым, к нулевому. Или в таком же порядке для цепи постоянного тока – один контакт лампы к плюсу, а второй к минусу. Таким образом, получается, что все выводы фазы одинаковые и соединены в одну точку, также в одну точку подключены и нулевые выводы. С технической стороны параллельное подключение может производиться любым количеством ламп от двух и более.

Особенностью этого соединения является подача напряжения от источника E в месте включения контакта от каждой лампы. Соответственно, каждая из ламп получает номинал питания, к примеру, 220 вольт сети придется на пару контактов. Следует отметить, что кроме ламп Ильича параллельное подключение подходит и для любых других типов осветительного оборудования (светодиодных лампочек, люминесцентных, галогенных и т.д.).

Помимо вышеприведенного примера можно встретить и другие способы параллельного подсоединения:

Рис. 2. Варианты смешанного параллельного подключения

Как видите на рисунке выше лампочки Л1 – Л3 на первой схеме имеют параллельное включение по отношению друг к другу. Однако по отношению к резистору R1 и диоду VD1 подключение всей группы будет последовательным. На второй схеме лампы Л1 – Л2 и Л3 – Л4 подключены последовательно по отношению друг к другу, но попарно Л1 – Л2 с парой Л3 – Л4 подключены параллельно. На практике важно учитывать не только особенности конфигурации цепи, но и физические параметры.

Физические параметры

Важным этапом при подключении галогенных, светодиодных или люминесцентных светильников являются физические данные. Основным параметром для всех ламп можно считать омическое сопротивление, на основании которого и рассчитывается потребляемая мощность.

Для примера рассмотрим вариант подключения приборов освещения, как классической резистивной нагрузки:

Рис. 3. Параллельное включение резистивной нагрузки

Так те же нити накаливания представляют собой чисто резистивную нагрузку, поэтому мы их будем рассчитывать, как сумму резисторов R1 – R3. Для параллельных схем включения вычисление суммарного сопротивления всех устройств производится исходя из соотношения:

После преобразования выражение получит вид:

Аналогичным образом вычисление производится для включения люминесцентных и светодиодных светильников. Заметьте, что при расчетах в идеальных условиях сопротивлением соединительных проводов пренебрегают. Такой прием актуален и для большинства осветительных приборов, так как величина получается несоизмеримо меньше. Однако в случае расчета слаботочных ламп или светодиодов сопротивлением проводов не всегда можно пренебречь, поэтому они также участвуют в расчетах.

Преимущества и недостатки

В домашних и производственных целях параллельное подключение широко используется для решения различных задач. При выборе такого способа важно учитывать все за и против, поэтому дальше мы рассмотрим преимущества и недостатки для освещения люминесцентными, накаливания, светодиодными или другими типами ламп.

К преимуществам схемы следует отнести:

  • на каждую лампу подается строго установленная величина напряжения, не зависимо от их сопротивления;
  • каждая лампа работает на полную мощность, выдавая заявленные номинальные параметры;
  • в случае перегорания одной из ламп в цепи остальные продолжат выполнять свои непосредственные функции без каких-либо изменений в штатном режиме.

Недостатки такого способа подключения в большей части связаны с экономическими аспектами или аварийными режимами работы:

  • требуется больший расход соединительных проводников при подключении на большие расстояния;
  • при повышении напряжения более номинального лампочка светится гораздо сильнее, из-за чего галогенные светильники и лампы Ильича будут чаще выходить со строя;
  • начинающие электрики или неискушенные в электротехнике могут запутаться на этапе подключения точечных или других светильников.

Практическое применение

Все соединения в электрических схемах подразделяются на последовательные и параллельные. На практике параллельная схема применяется для любого освещения у вас дома:

  • точечных светильников;
  • ламп в люстре;
  • модулей в светодиодной ленте и т.д.

Не зависимо от конкретного вида подключения и применяемого оборудования, схема будет идентична. В некоторых ситуациях, чтобы подключить точечных светильник применяется блок питания или электронный трансформатор, в других монтаж люминесцентных ламп производится напрямую от сети, что показано на рисунке ниже:

Рис. 4. Подключение светильников по комнатам

Видео по теме