Последовательное и параллельное соединение лампочек — схемы применения в быту.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта . Сегодня мы рассмотрим практичные схемы последовательного и параллельного соединения ламп накаливания.

В статье схемы подключения трех и более ламп я рассказывал про параллельное соединение, а вот про последовательное упустил. В этой статье мы рассмотрим оба вида соединений используемых в быту.

Пойдем от простого к сложному. Обыкновенная лампа на принципиальных схемах обозначается таким образом:

Следующий момент Вы должны понять

и
запомнить
:

Соединительные провода на схемах показываются линиями

. Места соединения трех и более проводов показываются
точками
, а если провода пересекаются без соединения, то в месте их пересечения точка не ставится.

На рисунке ниже показано, когда провода просто пересекаются

, то есть проходят рядом и не касаются друг друга, и когда провода уже
соединены между собой
— об этом говорит
точка
, стоящая в пересечении.

А теперь рассмотрим виды соединений:

Последовательная схема подключения

В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания.

Имеем:

• две лампы вкрученные в патроны

• два провода питания выходящие из патронов

Что нужно, чтобы подключить их последовательно? Ничего сложного здесь нет.

Просто берете любой конец провода от каждой лампы и скручивает их между собой.

На два оставшихся конца вам необходимо подать напряжение 220 Вольт (фазу и ноль).

Как будет работать такая схема? При подаче фазы на провод, она пройдя через нить накала одной лампы, через скрутку попадает на вторую лампочку. И далее встречается с нулем.

Почему такое простое соединение практически не применяется в квартирах и домах? Объясняется это тем, что лампы в этом случае будут гореть менее чем в полнакала.

При этом напряжение будет распределяться на них равномерно. К примеру, если это обычные лампочки по 100 Ватт с рабочим напряжением 220 Вольт, то на каждую из них будет приходиться плюс-минус 110 Вольт.

1 of 2

Соответственно и светить они будут менее чем в половину от своей изначальной мощности.

Грубо говоря, если вы подключите параллельно две лампы по 100Вт каждая, то в итоге получите светильник мощностью в 200Вт. А если эту же схему собрать последовательно, то общая мощность светильника будет гораздо меньше, чем мощность всего одной лампочки.

Вот результат измерения силы тока такой сборки при фактическом питающем напряжении 240В.

Исходя из формулы расчета получаем, что две лампочки светят с мощностью равной всего: P=I*U=69.6Вт

При этом, падение яркости будет равномерным только при условии, что лампочки у вас одинаковой мощности.

Если они отличаются, допустим одна из них 60Вт, а другая 40Вт, то и напряжение на них будет распределяться уже по другому.

1 of 2

Что это дает нам в практическом смысле при реализации данных схем?

Подготовка к работе

Определиться с выбором вида розетки

Существует огромное разнообразие электрических розеток, отличающихся по назначению, по типу конструкции, по способу установки и по наличию дополнительных функций. В данном случае мы будем рассматривать розетки, используемые в России и рассчитанные на напряжение 220 В.

В зависимости от вида отличается и способ монтажа розеток.

Розетка советского образца, без заземления. Данный вид розетки предназначен для электроприборов, корпус которых не требуется заземлять. Основной их недостаток, помимо отсутствия возможности заземления, в том, что вилки современных электроприборов просто не входят в разъемы розеток из-за разницы в диаметрах и наличия боковых выступов. Поэтому в данную розетку можно подключать только электроприборы старого образца или малой мощности с соответствующим типом вилки. «Евророзетка» с заземлением. Подходят для всех современных электроприборов

Основные преимущества: плотный контакт, имеется дополнительный контакт для подключения заземляющего провода, что очень важно для исключения риска поражения электрическим током для таких электроприборов, как, например, стиральная машина, холодильник, электроплита, бойлер для воды. Розетка для электрической плиты

Как следует из названия, данный тип розеток устанавливается для подключения электрической плиты

Это силовая розетка, способная выдержать подключенную мощность до 7 кВт и более. Внутренняя розетка. Устанавливается в специальную коробку, установленную в углублении в стене. Применяется при скрытой электропроводке. Наружная (накладная) розетка. Применяется в основном в помещениях с наружной электропроводкой.

Выбор схемы подключения

В случае, если речь идет не о замене старой розетки, а об установке новой, предстоит выбрать оптимальную схему подключения.

Существуют следующие схемы:

• Параллельное подключение. При такой схеме к каждой розетке идет отдельный провод от распределительной коробки. Применяется для подключения электроприборов с высокой мощностью.
• Последовательное подключение. Все розетки подключены друг за другом к одному проводу. Предпочтительно при подключении к данным розеткам маломощных приборов.
• Смешанное подключение при использовании обеих схем одновременно (некоторые розетки подключены последовательно, некоторые — параллельно).

Схема последовательного соединения розеток

Отключение электричества

Перед началом любых электромонтажных работ, в том числе монтажа розетки, необходимо отключить подачу электроэнергии путем выкручивания пробок/отключения автоматов и убедиться при помощи индикаторной отвертки в отсутствии напряжении.

Какая лампочка будет светить ярче и почему

Лучше и ярче будет гореть лампа, у которой нить накала имеет большее сопротивление.

Возьмите к примеру лампочки, кардинально отличающиеся по мощности — 25Вт и 200Вт и соедините последовательно.

Какая из них будет светиться почти в полный накал? Та, что имеет P=25Вт.

Удельное сопротивление ее вольфрамовой нити значительно больше чем у двухсотки, а следовательно падение напряжения на ней сравнимо с напряжением в сети. При последовательном соединении ток будет одинаков в любом участке цепи.

При этом величина силы тока, способная разжечь 25-ти ваттку, никак не способна «поджечь» двухсотку. Грубо говоря, источник света с лампой 200Вт и более, будет восприниматься относительно 25Вт как обычный участок провода, через который течет ток.

Можно увеличить количество ламп и добавить в схему еще одну. Делается это опять все просто.

Два конца питающего провода третьей лампы, скручиваете с любыми концами от первых двух. А на оставшиеся опять подаете 220В.

1 of 2

Как будет светиться в этом случае данная гирлянда? Падение напряжения будет еще больше, а значит лампочки загорятся не то что в полсилы, а вообще будут еле-еле гореть.

Устройство плавного включения (УПВЛ) для ламп накаливания в 220в и 12в

На сегодняшний день производится большое количество различных моделей УПВЛ, которые отличаются между собой по функциям, стоимости и качеству. Устройство, которое продаётся в специализированных магазинах, подключается последовательно к источнику света на 220 В. Схему и внешний вид устройства мы можем увидеть на фотографии внизу.

Схема устройства плавного включения для ламп на 220 В

Если же мощность питания ламп 12 или 24 В, то прибор необходимо подключать перед понижающим трансформатором также последовательно к начальной первичной обмотке.

Прибор должен соответствовать нагрузке, которая будет подключаться с определённым запасом. Для этого надо подсчитать число светильников и их общую мощность.

Так как устройство имеет небольшие размеры, то УПВЛ можно разместить под люстрой, в подрозетнике или в коробке соединения.

Недостатки схемы

Помимо существенного падения напряжения, вторым отрицательным моментом такой схемы, является ее ненадежность.

Если у вас сгорит всего одна из лампочек в этой цепочке, то сразу же потухнут и все остальные.

Еще нужно сделать замечание, что такая последовательная схема будет хорошо работать на обычных лампах накаливания. На некоторых других видах, в том числе светодиодных, никакого эффекта можете и не дождаться.

У них в конструкции может быть заложена электронная схема, которой нужно питание порядка 220В. Безусловно, они могут работать и от пониженных значений в 150-160В, но 90В и менее, для них уже будет недостаточно.

Особенности монтажа

Чтобы правильно подключить точечные светильники надо не только грамотно выбрать схему. Надо соблюсти определенную последовательность действий, которая зависит от типа потолка.

Надо всего лишь подключить несколько точечных светильников — и вы имеете красивый интерьер

В натяжные потолки

Точечные светильники обычно устанавливают с подвесными или натяжными потолками. Если потолки натяжные, все провода укладывают заранее. Их крепят к потолку, не подключая к питанию, размещают и закрепляют на подвесах светильники, затем подключают к ним провода и проверяют работу.

Подготовлено к установке натяжных потолков

Перед монтажом натяжных потолков питание отключают, вынимают лампы и снимают части, которые могут пострадать от температуры. После установки натяжных потолков в материале прорезают отверстия (светильники видны или их можно нащупать), устанавливают уплотнительные кольца, после чего собирают светильники.

В потолки из гипсокартона

Если потолок сделан из гипсокатрона, можно действовать по той же схеме, но монтировать светильники надо после того, как потолок будет зашпаклеван. То есть, развести проводку, оставить свободно свисающие концы проводки. Чтобы не возникли проблемы с определением мест расположения осветительных приборов, необходимо нарисовать подробный план с указанием точных расстояний от стен и друг от друга. По этому плану делают разметку и дрелью с коронкой соответствующего размера вырезают отверстия. Так как небольшие подвижки — в несколько сантиметров — могут быть, нарезая кабель оставляйте запас в 15-20 см. Этого будет вполне достаточно (но не забудьте, что провода крепятся к основному потолку и они должны на 7-10 см выходить за уровень гипсокартона. Если концы окажутся слишком длинными, их всегда можно укоротить, а вот нарастить — большая проблема.

Если необходима установка преобразователя

Есть второй способ подключить точечные светильники на гипсокартонный потолок. Он используется если источников света немного — четыре-шесть штук. Весь монтаж точечных светильников вместе с проводкой делают после того как завершили работу с потолком. До начала монтажа за уровень потолка заводят кабель/кабели от распределительной коробки. После окончания работ по шпаклевке и шлифовке делают разметку, сверлят отверстия. Через них прокидывают кабель, выводя концы наружу. После монтируют сами светильники.

Все несложно, но этот способ нельзя назвать правильным: кабели просто лежат на гипсокартоне, что точно не соответствует противопожарным нормам. На это еще можно закрыть глаза, если перекрытие бетонное, кабель взят негорючий, сечение провода не маленькое, соединение проводов сделано правильно.

Последовательность работ в фото формате

Если же перекрытия деревянные, по ПУЭ требуется прокладка в негорючих цельнометаллических лотках (кабель каналах) или металлических трубах. Смонтировать такую проводку можно только до начала работ с потолком. Нарушать правила монтажа очень нежелательно — дерево, электричество, выделение тепла при работе… не самое безопасное сочетание.

Ошибки при сборке схемы и подключении выключателя

Кстати, некоторые электрики при монтаже освещения в квартире могут совершить случайную ошибку, которая как раз таки связана с последовательным подключением источников освещения.

В результате, у вас будет наблюдаться следующий эффект. При включении выключателя света будет загораться одна лампочка в комнате, а при его выключении — другая.

1 of 2

При этом невозможно будет добиться того, чтобы потухли обе сразу. Как такое возможно?

Ошибка кроется в том, что электрик просто перепутал место присоединения одного из проводов выключателя и воткнул его в разрыв между двух ламп разной мощности. Вот наглядная схема такой неправильной сборки.

Как видно из нее, при включении напряжения, через контакты одноклавишника на второй источник освещения подается напряжение 220V, и он как положено загорается.

При этом первый источник остается без питания, т.к. с обоих сторон к нему подведена «одноименка».

А когда вы разрываете цепь, здесь уже образуется та самая последовательная схема и лампа меньшей мощности будет светиться.

В то время как большей, практически потухнет. Все как и было описано выше.

Гипсокартонные потолки

Схема подключения светильников в подвесном потолке выглядит аналогичным образом, однако монтаж начинается только после нанесения слоя шпатлевки. Вначале на бумаге рисуют план расположения светильников с точным расстоянием от стен и друг от друга. Далее делают разводку электрических проводов, фиксируя их на основном потолке, и оставляют свободно свисающие концы. Причем лучше всего оставлять концы с небольшим запасом, примерно 15-20 см.

В целом провод должен свисать ниже гипсокартонной конструкции примерно на 10 см. Дело в том, что короткий провод при непредвиденной ситуации нарастить очень сложно, а вот длину всегда можно уменьшить. В соответствии с рисунком делают метки на потолке и вырезают отверстия с помощью дрели с установленной коронкой, соответствующей размеру отверстия под точечный светильник. В полученные отверстия устанавливают светильники, подсоединяют провода и проверяют работу освещения.

Существует еще одна схема подключения точечных потолочных светильников на гипсокартонной конструкции. К его использованию обращаются в том случае, когда количество источников света не превышает 6 единиц.

Процесс подключения выполняется по следующей схеме:

• От распределительной коробки к месту расположения светильников протягивают электрические провода.
• Далее выполняют монтаж гипсокартонной конструкции и черновые отделочные работы, в частности шпаклевание и шлифовку.
• В потолке вырезают отверстия, в которые при дальнейших установочных работах вставляют точечные приборы освещения.
• Выводят концы прокинутого кабеля наружу и подсоединяют приборы освещения.

Такой способ позволяет легко и быстро найти решение вопроса, как подключить точечный светильник. Однако он не совсем соответствует пожарным нормам и требованиям, так как в этом случае провода оказываются просто лежащими на гипсокартонном потолке. Решить проблему помогает использование негорючего кабеля с большим сечением провода при условии правильного монтажа и наличии бетонного базового перекрытия.

Можно воспользоваться таким способом при подключении на потолке светильников точечного типа при деревянном базовом потолочном перекрытии. Однако здесь обязательна укладка в металлические трубы или негорючие цельнометаллические кабель-каналы

Монтажные работы по укладке электрических проводов важно выполнить перед непосредственной установкой гипсокартонного листа. Отклоняться от перечисленных правил не стоит, так как сочетание дерева, электричества и работы приборов освещения, сопровождающаяся выделением тепла, можно назвать достаточно опасным

Применение в быту

Где же можно в быту, применить такую казалось бы не практичную схему?

Самое широко известное использование подобных конструкций — это елочные новогодние гирлянды.

Также можно сделать последовательную подсветку в длинном проходном коридоре и без особых затрат получить освещение в стиле лофт.

Постоянно горят лампочки в подъезде или дома из-за большого напряжения? Самый дешевый выход — включить последовательно еще одну.

Вместо одной 60Вт, включаете две сотки и пользуетесь ими практически «вечно». Из-за пониженного напряжения в 110В, вероятность выхода их из строя снижается в сотни раз.

Еще одно оригинальное применение, которым я все таки не рекомендую пользоваться, но отдельные электрики в безвыходных ситуациях к нему прибегают. Это так называемая фазировка трехфазных цепей.

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:

1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

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.

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания

Допустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 — фА ввод№2).

А при разных (фА ввод№1 — фВ ввод№2) — они загорятся.

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Но самое лучшее и практичное применение — это использовать данную схему вовсе не для освещения, а для обогрева. То есть, ваши источники света в первую очередь будут работать не как светильники, а как обогреватели.

Как сделать такую простую и незамысловатую инфракрасную печку, читайте в статье по ссылке ниже.

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Плюсы и минусы параллельного соединения

Плюсы:

• 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.

Схема подключения энергосберегающей лампы к ЭПРА.

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

Онлайн калькулятор для расчета резистора

Нюансы формирования скрутки

Варианты соединения проводов способом скрутки

Делая конфигурацию из пары проводков, их оголенные окончания укладываются крест-накрест. Точка пересечения при этом должна располагаться возле места, где начинается изоляция. После этого концы сжимают пальцами и скручивают. В конце сжимают плоскогубцами.

Если число соединяемых проводов больше двух, с ними работают по такому же принципу. Если конфигурация получилась длинной, ее можно сложить вдвое и поджать инструментом, чтобы на обработку ушло меньше изоляционной ленты. Последнюю начинают класть от нижней кромки изоляции и спускаются вниз. Дойдя до концов голых хвостов, делают 2 добавочных оборота «про запас», загибают ее на скрутку для ее защиты и мотают второй ряд снизу вверх. Несколько оборотов обязательно должны покрывать заводскую изоляцию.

Основные теоретические вопросы

Вольт-амперная характеристика (сокр. ВАХ) – это график отображающий зависимость величины тока протекающего через любой прибор от напряжения, приложенного к нему. Простая и очень ёмкая характеристика для анализа нелинейных компонентов. С её помощью можно выбрать режимы работы, и определить характеристики источника питания для прибора.

Взгляните на пример линейной и нелинейной ВАХ.

График под номером 1 на рисунке отображает линейную зависимость тока от напряжения, такую имеют все приборы резистивного характера, например:

• Лампа накаливания;
• обогреватель;
• резистор (сопротивление);

График номер 2 – это ВАХ характерная для p-n переходов диодов, транзисторов и диодов.