Содержание

Последовательное и параллельное соединение определение.  Параллельное соединение

Светодиоды (они же led) на протяжении многих лет активно применяются как в производстве телевизоров, так и в качестве основного освещения дома или квартиры, однако вопрос о том, как правильно выполнить подключение светодиодов актуален и по сей день.

ВАЖНО!!! Опытный электрик слил в сеть секрет, как платить за электроэнергию вдвое меньше, легальный способ…

На сегодняшний день их существует огромное количество, различной мощности (сверхяркие ), работающих от постоянного напряжения, которые можно подключать тремя способами:

  1. Параллельно.
  2. Последовательно.
  3. Комбинированно.

Также существуют специально разработанные схемы, позволяющие подключить светодиод к стационарной бытовой сети 220В. Давайте рассмотрим более детально все варианты подключения led, их преимущества и недостатки, а также как это выполнить своими руками.

Основные принципы подключения

Как было сказано ранее, конструкция светоизлучающего диода подразумевает их подключение исключительно к источнику постоянного тока.

Однако, поскольку рабочая часть светодиода – это полупроводниковый кристалл кремния, то очень важно соблюдать полярность, в противном случае светодиод не будет излучать световой поток.

Каждый светодиод имеет техническую документацию, в которой содержатся инструкции и указания по правильному подключению. Если документации нет, можно посмотреть . Маркировка поможет узнать производителя, а зная производителя, Вы сможете найти нужный даташит, в котором и содержится информация по подключению. Вот, такой не хитрый совет.

Как определить полярность?

Для решения вопроса существует всего 3 способа:

С полярностью разобрались, теперь нам нужно определиться с тем, как подключить LED к сети. Для тех, кто не понял, читайте подробную и интересную статью . В ней мы собрали все возможные способы проверки, и даже при помощи батарейки.

Способы подключения

Условно, подключение происходит по 2 способам:

  1. К стационарной сети промышленной частоты (50Гц) напряжением 220В;
  2. К сети с безопасным напряжением величиной 12В.

Если необходимо подключить несколько led к одному источнику питания, тогда нужно выбрать последовательное или параллельное подключение.

Рассмотрим каждый из вышеприведенных примеров по отдельности.

Подключение светодиодов к напряжению 220В

Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:

в которой 0,75 – коэффициент надежности led, U пит – это напряжения источника питания, U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток, I – номинальный ток, проходящий через него, и R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока. После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.

Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:

Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.

После определения номинала и мощности сопротивления можно собрать схему для подключения одного светодиода к 220В. Для ее надежной работы необходимо ставить дополнительный диод, который будет защищать светоизлучающий диод от пробоя, при возникновении амплитудного напряжения на выводах светодиода в 315В (220*√2).

Схема практически не применяется, поскольку в ней возникают очень большие потери из-за выделения тепла в сопротивлении. Рассмотрим более эффективную схему подключения к 220 В:

На схеме, как видим, установлен обратный диод VD1, пропускающий обе полуволны на конденсатор C1 емкостью 220 нФ, на котором происходит падение напряжение до необходимого номинала.

Сопротивление R1 номиналом 240 кОм, разряжает конденсатор при выключенной сети, а во время работы схемы не играет никакой роли.

Но это упрощенная модель для подключения LED, в большинстве светодиодных ламп уже встроенный драйвер (схема), который преобразует переменное напряжение 220В в постоянное с величиной 5-24В для их надежной работы. Схему драйвера Вы можете видеть на следующем фото:


Подключение светодиодов к сети 12В

12 вольт – это безопасное напряжение, которое применяется в особо опасных помещениях. Именно к таким и относятся ванные комнаты, бани, смотровые ямы, подземные сооружения и другие помещения.

Для подключения к источнику постоянного напряжения номиналом 12В, аналогично, подключению к сетям 220В необходимо гасящее сопротивление. В противном случае, если подключить его напрямую к источнику, из-за большего проходящего тока светодиод мгновенно сгорит.

Номинал этого сопротивления и его мощность рассчитываются по тем же формулам:

В отличии от цепей 220В, для подключения одного светодиода к сети 12В нам потребуется сопротивление со следующими характеристиками:

  • R = 1,3 кОм;
  • P = 0,125Вт.

Еще одним достоинством напряжения 12В, является то, что в большинстве случаев оно уже выпрямленное (постоянное), что значительно упрощает схему подключения. Рекомендуется дополнительно монтировать стабилизатор напряжения типа КРЭН или аналога.


Как мы уже знаем, светоизлучающий диод можно подключить как к цепям 12В, так и к цепям 220В, однако существует и несколько вариаций их соединения между собой:

  • Последовательное.
  • Параллельное.

Последовательное подключение

При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:


В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.

Падение напряжения – это уровень напряжения, которое светоизлучающий диод преобразует в световую энергию (свечение).

Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.

После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему параллельного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).

Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.

Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.

Недостатки последовательного подключения
  1. При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема;
  2. Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.

Параллельное подключение

В данной ситуации все происходит наоборот. На каждом светодиоде уровень напряжения одинаковый, а сила тока состоит из суммы токов, проходящих через них.


Следуя из вышесказанного делаем вывод, если у нас есть источник в 12В и 10 светодиодов, блок питания должен выдерживать нагрузку в 0,2А (10*0,002).

Исходя из вышеупомянутых расчетов — для параллельного подключения потребуется токоограничивающий резистор с номиналом 2,4 Ом (12*0,2).

Это глубокое заблуждение!!! Почему? Ответ Вы найдете ниже

Характеристики каждого светодиода даже одной серии и партии всегда разные. Если другими словами: чтобы засветился один, необходимо пропустить через него ток с номиналом 20 мА, а для другого этот номинал может составлять уже 25 мА.

Таким образом, если в схеме установить только одно сопротивление, номинал которого был рассчитан ранее, через светодиоды будет проходить разный ток, что вызовет перегрев и выход из строя светодиодов, рассчитанных на номинал в 18мА, а более мощные будут светить всего на 70% от номинала.

Исходя из вышесказанного, стоит понимать, что при параллельном подключении, необходимо устанавливать отдельное сопротивление для каждого.


Недостатки параллельного подключения:
  1. Большое количество элементов;
  2. При выходе одного диода из строя увеличивается нагрузка на остальные.

Смешанное подключение

Подобный способ подключения является самым оптимальным. По такому принципу собраны все светодиодные ленты. Он подразумевает комбинацию параллельного и последовательного подключения. Как он выполняется можно увидеть на фото:


Схема подразумевает включение параллельно не отдельных светодиодов, а последовательных цепочек из них. В результате этого даже при выходе из строя одной или нескольких цепочек, светодиодная гирлянда или лента будут по-прежнему одинаково светить.

Мы рассмотрели основные способы подключения простых светодиодов. Теперь разберем методы соединения мощных светодиодов, и с какими проблемами можно столкнуться при неправильном подключении.

Как подключить мощный светодиод?

Для работоспособности мощных светоизлучающих диодов, так же, как и простых нам потребуется источник питания. Однако в отличии от предыдущего варианта, он должен быть на порядок мощней.

Чтобы засветить мощный светодиод номиналом 1W, источник питания должен выдерживать не менее 350 мА нагрузки. Если номинал 5W, то источник питания постоянного тока должен выдержать нагрузку тока не менее 1,4А.

Для корректной работы мощного светодиода обязательно необходимо использовать интегральный стабилизатор напряжения типа LM, который защищает его от скачков напряжения.


Если необходимо подключить не один, а несколько мощных LED, рекомендуем ознакомиться с правилами последовательного и параллельного подключения, которые были описаны выше.

Ошибки при подключении

Видео

Ошибки подключения могут повлечь за собой неприятные последствия, от банальной поломки светодиодов, до нанесения себе повреждений. Поэтому, настоятельно рекомендуем посмотреть видео, где разбирают часто встречающиеся ошибки.

Заключение

Прочитав статью можно сделать вывод, что все светодиоды, вне зависимости от рабочего напряжения, всегда подключаются параллельно или последовательно — школьный курс физики. Еще стоит помнить, что никакой светодиод не подключается напрямую в сеть 220В, всегда нужно использовать защитные элементы в схеме подключения. Тип применяемых защитных элементов зависит от вида подключаемого светоизлучающего диода.

Когда проводка в квартире или доме уже присутствует и нет надобности подключать дополнительные источники света, то вопрос – как подключить лампу, не является актуальным. Но как же выполнить эту работу когда появляется такая необходимость. Тут без элементарных знаний электротехники и умения составить принципиальную, казалось бы, элементарную схему уже не обойтись.

Все источники света люминесцентные (экономки), светодиодные светильники могут быть подключены, как в принципе и все имеющиеся в электрической цепи сопротивления, параллельно, последовательно, смешанно. Смешанное соединение не используется для подключения ламп, так как в нём просто нет необходимости. А вот на параллельном и последовательном подключении стоит остановить своё внимание поподробнее.

Последовательное и параллельное подключение двух и более источников света

Для того чтобы подключить самую простую лампочку накаливания, как в принципе и любую другую, нужно подключить её один контакт к фазе, а другой к нулю, самому распространённому в бытовых условиях стран СНГ переменному напряжению 220 вольт.

Параллельное подключение устройств освещения подразумевает под собой подключение двух и более источников светового потока в параллель, то есть одни контакты ламп подключаются только к фазе, а все другие только к нулю, как показано на рисунке 1.

Через каждую лампочку пройдёт ток, который будет зависеть от её мощности, так же как и яркость светового потока, излучаемого ими, будет тоже зависеть от мощности каждой лампы. Естественно, что ток I будет равен сумме всех трёх токов, поэтому диаметр сечения основных проводников следует выбирать согласно ему. Это подключение считается самым распространённым и приемлемым, так как к нему можно будет, при необходимости в будущем, добавлять источники света и они не будут влиять на уже установленные.

При последовательном соединении, изображённом на рисунке, ток, протекающий по одной лампочке, будет зависеть от мощности, каждого источника света, а напряжение на них будет разделено на количество ламп и при данном входящем напряжении 220 вольт, будет равняется 110 вольт на каждом источнике света.

Такое подключение нужно обязательно выполнять со светильниками, которые имеют равную мощность. Рассмотреть это можно на примере двух ламп накаливания. Так как если подключить одну лампу 20 Ватт, а другую, например, на 200 Ватт, то лампа с меньшей мощностью тут же выйдет из строя, так как по ней пройдёт ток такой же, как и во второй лампе мощностью 200 Ватт, а это в 10 раз больше её номинала. Такое подключение может быть использовано для увеличения срока службы ламп накаливания, например, в подъездах и на лестничных клетках. Подключив две лампы на 220 вольт и мощностью, например, по 60 Ватт, они будут гореть вполсилы и прослужат очень долго. Нужно учесть, что это возможно только при подключении ламп накаливания. Последовательное подключение двух и более светодиодных ламп (светильников) и экономичных ламп нецелесообразно, так как они и так обладают довольно большим сроком службы.

Подключение лампы на один выключатель или на несколько

Как подключить лампу через выключатель? Главным нюансом при подключении является то, что нулевой провод питания непосредственно подключается к сети 220 вольт, а через выключатель разрывается фаза. Это делается для того чтобы можно было смело решать проблемами с патроном осветительного прибора, отключив лишь выключатель. Если подключение двух выключателей выполнить последовательно, то только при нажатии обеих клавиш лампа загорится. Такие виды подключения выключателей освещения очень редко используются, только при определённых индивидуальных условиях.

Интереснее является подключение так называемого проходного выключателя.

Суть такой схемы подключения одной лампы заключается в том, что включение и отключение лампы может быть произведено как от первого, так и от второго выключателя, вне зависимости в каком положении каждый из них. Например, это удобно, допустим, в длинном коридоре при входе в него человек нажимает на клавишу выключателя 2, и спокойно идёт по освещённому помещению, дойдя до конца коридора, не нужно возвращаться для выключения света, а можно лёгким нажатием выключателя 1, установленного в конце коридора, произвести отключение данного источника света. При таком подключении фаза тоже проходит через выключатели.

Усовершенствование освещения путём установки датчика движения

Главная функция установки датчика движения и подключения его к системе освещения, это автоматическое включение освещения без нажатия на клавишу выключателя освещения. То есть человек зашел помещение или в зону срабатывания датчика и свет включился, после ухода свет самостоятельно (автоматически) выключился. При выборе датчика движения необходимо в первую очередь учесть максимальную мощность ламп освещения.

Схема подключения датчика движения тоже не вызывает особых сложностей. Её можно устанавливать как с выключателем, так и без него. Просто при включении контакта выключателя датчик движения выводится из сети освещения, и осветительный прибор включается напрямую без датчика.

В любом случае работая с напряжением обязательно выполнять требования техники безопасности, а в частности:

  • проверять наличие и отсутствие напряжения на токоведущих элементах, к которым человек дотрагивается при монтаже;
  • автоматы питания освещения должны быть под замком;
  • работы производить исправным инструментом.

Видео о подключении ламп

Нет опасности появления на клеммах аккумулятора разных напряжений. Напряжения на всех параллельно соединенных аккумуляторах одинаковы в силу самого характера соединения. Значит параллельно соединенные аккумуляторы не могут “разбежаться” – они будут разряжаться или заряжаться синхронно.

С ледовательно, потенциальную опасность представляет начало разряда или , соединенных параллельно. Но в начале разряда или зарядки, как мы уже выяснили, могут без вреда для себя разряжаться или заряжаться токами, которые превышают установленные производителем ограничения. Поэтому можно было бы сказать, что параллельное соединение разнородных аккумуляторов не представляет опасности. Но мы будем осторожнее, и скажем, что такой опасности почти нет – но при параллельном соединении разной емкости или изготовленных по разным технологиям нужно избегать ситуаций, когда зарядный или разрядный ток в несколько раз превышает установленное производителем предельное значение зарядного или разрядного тока одного аккумулятора.

Д ля проведения 3-го занятия потребуются:
1.Устройство собранное в течении 2-го занятия.
2.Электрический патрон, подобный использованному ранее.
3.Отрезок кабеля ВВГ 2*1.5, длинною около 0,5 метра.
4.Электрическая лампочка.
Подсоединяем патрон к кабелю, вворачиваем лампочку – получаем в результате то же изделие, что и в конце 1-го занятия, за исключением отсутствующей эл. вилки.

Берем устройство, собранное в течении 2-го занятия – аккуратно срезаем изоляцию на участке около 1см. провода, идущего на эл. патрон. Снимаем крышку с выключателя, что бы получить доступ к его электрическим клеммам.



Присоединяем второй патрон с лампочкой номер 2, как показано на рисунке ниже.



Таким образом, один конец оказывается присоединен с помощью скрутки к проводу идущему напрямую к лампочке номер 1. Второй конец присоединяется к клемме выключателя вместе с другим проводом идущим на электрическую лампочку номер 1. Изолируем место скрутки проводов, с помощью изоленты, закрываем крышку-корпус выключателя. Втыкаем эл. вилку в розетку, нажимаем выключатель – обе лампочки горят. Такое соединение называется параллельным.


Эл. схема параллельного подключения выглядит вот так.


Особенностью такого соединения, является возможность, задействовать одновременно несколько потребителей электроэнергии, рассчитаных на одно и то же напряжение. Эл. лампочек может быть не две, как в нашем примере, а гораздо больше.

На яркость свечения отдельно взятой лампы, увеличение их количества (до определенного предела) практически не влияет, напряжение эл. сети уменьшается незначительно. Но потребление электроэнергии в сети возрастает с каждым, дополнительно подключенным приемником электроэнергии – растет сила тока, начинают греться провода. Что бы предотвратить возгорание изоляции, при превышении эл. током определенного порога, срабатывает автоматический выключатель, и все гаснет.

В нашем быту, как правило, мы постоянно сталкиваемся именно с таким подключением эл. устройств. Различные электроприборы, группы точечных, и других светильников – все это примеры параллельного соединения.
Можно сказать, что все электроприемники, например, в отдельно взятой квартире так или иначе, в итоге оказываются подключенными параллельно, к жилам вводного питающего кабеля.

В случае, если Вас, заинтересовала эта тема, с теоретической точки зрения, дополнительную интересующую информацию, легко почерпнуть в любом учебнике по электротехнике. Параллельное и последовательное соединение, подробно описано там с позиции законов Кирхгофа и Ома, со всеми формулами и выкладками. Несколько упрощенный вариант этой темы вы можете посмотреть

Необязательное лирическое дополнение.

В моем детстве (конец 70-х), огромной популярностью пользовались, самодельные цветомузыкальные установки. Радиолюбители собирали свои электронные схемы, как правило, используя в выходных каскадах тиристоры ку202н. Это позволяло, применять в качестве источника света, самые обычные лампочки 220-240 вольт. Их покрывали разноцветными лаками, устанавливали в рассеивающие экраны, автомобильные фары – очень ярко и очень красиво. К тому времени, у меня не было, ни достаточных познаний в радиоэлектронике, ни тиристоров, ни магнитофона. Была ламповая радиола Кантата-203, большое количество лампочек от карманного фонаря(2,5 вольт) и огромное желание что-нибудь сделать.

Опытным путем было определено – маленькая лампочка подсоединенная к выходу динамика начинала моргать в такт музыке, чем громче, тем ярче. Лампочка маленькая – света, соответственно, тоже мало. Что же делать? Тут и пришло на помощь параллельное соединение. Паять к тому времени, я уже немного умел (научили на уроках “труда”),взял два достаточно длинных проводка, да и припаял с десяток лампочек. Один проводок к цокольным контактам, второй к боковым. Подключил к “Кантате”, влупил громкость на полную – красота! Половину лампочек покрасил зелеными чернилами, половину красными. Прилепил это все пластилином к большой стекляшке от старой люстры, найденной на помойке – настоящая получилась вещь!

Большее количество лампочек добавлять не стал (а хотелось!) – яркость начинала падать, звук в динамиках – хрипеть. Даже у Советских ламповых радиол, запас мощности был ограничен. Соединял я в дальнейшем параллельно и динамики, радиола выдержала, но кассетный магнитофон “Электроника” моего друга, таких издевательств не вынес – сдох. Но точечные светильники и силовая сеть 220 вольт, это совсем другое дело. Можно брать их хоть четыре(светильников), хоть шесть – да и подключать, к двум проводам, торчащим из потолка (где был старый светильник), самое главное делать это очень надежно.


Использование каких – либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

Лампы накаливания – это весьма распространенный источник света. В люстрах и других светильниках, так же как в подвесных и натяжных потолках, их может быть три, пять, а то и несколько десятков. Каждый такой источник света – это один из элементов электрической цепи, которые, как нам известно еще из школьной программы, могут по-разному соединяться как между собой, так и с другими элементами на схемах. Далее напомним нашим читателям:

  • на каких схемах лампы соединены параллельно;
  • на каких – последовательно;
  • и в чем суть различных соединений ламп.

Увидев, как соединены между собой лампы на схемах, наши читатели впоследствии смогут сделать оптимальный выбор осветительной системы.

Электрическая цепь с последовательным соединением

Элементы электрических цепей могут соединяться либо последовательно, либо параллельно. Точно так же делается последовательное подключение и параллельное подключение ламп. Это совершенно разные соединения, которые приводят к различным результатам их работы. Чтобы наглядно понять детали этих соединений, рассмотрим пример с лампами накаливания. Берем две лампочки, два патрона и присоединяем к их клеммам провода.

Чтобы хорошо различать проводники при соединении, выбираем для них красный и черный цвета. Для ламп накаливания, которые по сути являются резисторами, эти провода будут как бы равноправными. Перемена их местами никак не будет сказываться на работе лампы.

Сделаем последовательное соединение лампочек:

  • укладываем их на стол с расправленными проводами, с концами, зачищенными от изоляции;
  • выбираем произвольно по одному проводу в каждой лампе. Для наглядности выберем оба черных провода;
  • скручиваем концы двух выбранных проводов.


Если свободные концы двух красных проводов присоединить к источнику питания, через лампочки потечет электрический ток. В каждой лампе он будет одинаковым. Причем независимо от того, какие у этой лампы характеристики. Для того чтобы определить мощность лампы накаливания, потребуется узнать как величину тока, так и величину напряжения. В результате последовательного соединения каждая лампа оказывает влияние на работу остальных лампочек.

На лампе, как и на любом резисторе в электрической цепи, получается падение напряжения. Его величина определяется по закону Ома для участка цепи как произведение величин тока и напряжения. При накале спирали, который соответствует правильному режиму работы лампочки, ее сопротивление таково, что выделяемая энергия, включая свет, обеспечивает ее оптимальную яркость и продолжительность работы. Поэтому каждая лампочка может эффективно работать только при определенном напряжении. А ему будет соответствовать сопротивление горячей светящейся спирали.

Чем слабее, тем ярче

При последовательном соединении двух лампочек напряжения на них будут одинаковыми только при одинаковых сопротивлениях их спиралей. А это получится лишь при их одинаковой конструкции. По этой причине перед тем как подключить последовательно соединенные лампы к источнику питания, необходимо обязательно знать их рабочие напряжения (или токи) и мощность. Если этих характеристик нет, правильно оценить на глаз яркость, оптимальную для лампочки, сложно.

Можно, конечно же, подключить каждую лампочку к регулятору напряжения (ЛАТРу или диммеру). Плавно изменяя и при этом измеряя величину напряжения на лампе, получаем более или менее яркое ее свечение. Но лампочка при такой оценке может работать неправильно и, что наиболее опасно, давать слишком много света. Это сократит срок ее службы. Поэтому сделанные замеры тока или напряжения для расчетов параметров других присоединяемых лампочек получатся не такими, какими они должны быть на самом деле.

  • При последовательном соединении лампочек необходимо пользоваться только заводскими данными мощности и напряжения для них.

Особую бдительность надо соблюдать тогда, когда напряжение источника питания заметно больше рабочего напряжения каждой из ламп последовательного соединения. При неоптимально подобранных параметрах некоторые из них могут перегореть по причине неправильного распределения напряжения между ними. В этом легко убедиться, если вкрутить в уже подготовленные нами патроны лампочки разной мощности, но для напряжения 220 В. Что из этого получилось, видно на изображении, которое приведено ниже.

Используя соединительную колодку и проводной выключатель, выполняем монтаж проводов испытуемых лампочек. Подключаем вилку к розетке и включаем выключатель. Мы видим разную яркость источников света. Менее мощная лампочка 40 Вт из-за большего сопротивления работает при более высоком напряжении. Поэтому она светит заметно ярче 60-ваттной. Теперь должно быть понятно, что лампочки остаются работоспособными по причине их более высокого рабочего напряжения. Оно существенно больше падения напряжения питания на каждой из них.



Перед последовательным соединением

Если бы лампочки 40 Вт и 60 Вт были, к примеру, подключены на напряжение 127 В, одна из них непременно сгорела бы. Рекомендуется сделать расчет суммы падений напряжения на каждой лампе перед тем как соединить их последовательно. При этом результат меньше напряжения питания соединенных ламп должен быть получен на основании заводских данных.

  • Самым большим неудобством при последовательном соединении большого числа лампочек является перегорание одной из них. После этого перестает работать вся цепочка из ламп. Приходится брать тестер и проверять каждую.

Последовательное соединение других типов ламп также возможно. Однако давать общие рекомендации по этому поводу сложно. Дело в том, что все прочие электрические источники света, а это различные газоразрядные и светодиодные лампы, являются нелинейными элементами, к которым неприменим закон Ома для участка цепи. К тому же их надо подключать через балласты различной конструкции.

Современные электронные балласты работают совершенно иначе, чем традиционные индуктивные. Определить все необходимые параметры расчетным путем не получится. По этой причине для газоразрядных и светодиодных источников света более подходящей будет схема параллельного соединения.


Лучше соединять параллельно

Когда существует параллельное соединение ламп, напряжение источника питания всегда оказывается на клеммах каждой из них. Между ними могут быть только проводники электрического тока. Их сопротивлением пренебрегают по причине крайне малой величины. Схема параллельного подключения исключает взаимное электрическое влияние между источниками света. Каждый из них светит в полную силу, если подключается к выходу источника питания с напряжением, соответствующим их номинальному значению.

  • Последовательно соединять лампы накаливания и светодиоды рекомендуется только при необходимости подсоединить самый простой и дешевый источник питания для низковольтных источников света – электрическую сеть на 220 вольт. С источниками света, подключенными по такой схеме, сталкивались все. Это елочная гирлянда.
  • Соединение ламп накаливания, а также подключение светильников рекомендуется в основном делать параллельно. Эта схема подключения не оставит совсем без света при перегорании даже нескольких лампочек.

собрать самому

читать далее…подключение проходных выключателей (для увеличения фото – кликнуть по ним)

Подключение одноклавишного проходного выключателя

По внешнему виду (см. фото слева) одноклавишный проходной выключатель как бы и не отличается от привычного нам простого. Хотя, если присмотреться, то на его клавише есть обозначение из 2-х треугольников, показывающих нам, что он как бы включает и выключает в обоих положениях. Но это обозначение имеется не на всех моделях. Если мы посмотрим на обратную сторону такого проходного выключателя, то увидим, что из шести обозначенных на его корпусе контактов под номерами №1,2,3,4,5,6 мы можем использовать только три под номерами №2,3,6. Остальные имеют пустые места под отвертку. Имеются эти контакты только в корпусе 2-х клавишного проходного выключателя и предназначаются для подключения второй группы ламп. Каждый из одноклавишных проходных выключателей имеет по одному центральному переключающемуся контакту. Его функционирование продемонстрировано на рис.4 в разделе “Выключатели”. В данном случае это контакт под №2. На обратной стороне выключателя нанесено функциональное обозначение каждого из имеющихся контактов и, как вы видите на фото справа, контакт №2 именно в центре и обозначен между двумя остальными. Контакты №3 и №6 служат для согласования коммутаций между самими выключателями. Это хорошо показано на рис.5 в разделе “Выключатели”. Назначение оставшихся контактов №2 аналогично простому выключателю – один из них (можно использовать любой) предназначен для подключения фазы, второй будет служить выходом на лампу.
На данном слева фото в качестве примера показано подключение одной лампы с двумя проходными выключателями. При увеличении хорошо видно, что один из центральных контактов №2 выведен для подключения к фазе. Выход со второго выведен на лампу. А контакты №№3,6 просто соединяют два выключателя. При монтаже проводки их можно даже и не заводить в распределительную коробку. Единственное с чем не следует запутаться, так это то, что нумерация контактов вверху и внизу выключателя идет справа налево. Хотя в разных моделях выключателей она может и различаться. Мы взяли фирмы Lezard. Поэтому надо ориентироваться не только по нанесенному функционалу контактов на оборотной стороне, но и по их фактической нумерации. А на фото справа мы продемонстрировали внешний вид проходных выключателей с параллельно соединенными двумя лампами.
На этом фото слева мы развернули предыдущую верхнюю правую фотографию монтажной стороной подключений к себе. А вот на фотографии справа показан тот факт, что нет разницы, какой именно центральный контакт из двух проходных выключателей использовать для подключения к фазе, а какой для выхода на лампу. Этот способ использования может пригодиться для удобства монтажа при подключении вашей осветительной точки. Например, при удаленном разнесении выключателей и светильника фазу можно взять с одной нужной вам распредкоробки, а ноль для ламп взять с другой. Но желательно, конечно же, чтобы подключение для них было в пределах одной питающей осветительной линии. Т.е. та же аналогия с простым выключателем, когда один контакт идет на фазу, а второй на лампу. А вот остальные два контакта за номерами №№3,6 остаются в любом случае на своих местах, связывая коммутационные переключения между двумя выключателями.

Подключение 2-х клавишного проходного выключателя

Управление освещением с помощью 2-х клавишного проходного выключателя ничем особенным от управления одноклавишным не отличается, за тем исключением, что управлять можно не одной группой потребителей (в нашем случае не одной группой ламп), а двумя группами. Конструктивно каждый 2-х клавишный проходной выключатель представляет из себя два одноклавишных, собранных в одном корпусе. Ознакомительный теоритический материал по одноклавишному проходному выключателю есть в разделе “Выключатели”. И если в одноклавишном для коммутации между самими выключателями использовалась линия из двух проводов, то здесь коммутация между выключателями будет состоять из 4-х проводов, т.е. из 2-х линий по два провода. Мы для демонстрации подключения данного проходного выключателя взяли выключатели фирмы Lezard. Внешний вид такого выключателя на фото слева. А на фото справа можно увидеть обратную сторону 2-х клавишного проходного выключателя со стороны монтажных подключений. Всего выводов для внешних подключений – шесть. Четыре – для коммутации между самими выключателями и два – для подключения к сети. Из последних двух один вывод подключается к нулю, второй является выходом на лампу (или несколько параллельно включенных ламп) – прям, как в обычном одноклавишном выключателе. Нижний ряд контактов пронумерован слева направо как №№1, 2, 3. Верхний ряд также пронумерован слева направо как №№4, 5, 6. А черным цветом нанесено обозначение функционального назначения самих контактов. И заметьте – справа налево. И при подключении надо в этом не запутаться. Центральными контактами в таком выключателе у нас будут контакты №2 и №5. Они “уйдут” на подключение к нулю и на выход на лампу (или лампы). Контакты №№1, 3, 4, 6 будут служить для коммутационного соединения между самими выключателями.
Сделаем управление тремя лампами (разделив их на две группы) с помощью наших двух 2-х клавишных проходных выключателей. Разделение 3-х ламп на две группы вы видите на фото. Для начала соединим две лампы параллельно. Параллельное соединение мы рассматривали в самом начале. Это у нас будет группа №2. Частично, если можно так сказать, включим в эту группу третью лампу, но одним проводом, а именно белым. Желтый фазный конец оставим отдельным. Одиночная лампа будет у нас группой №1. Таким образом, при управлении у нас получится, что все три лампы соединены между собою своими нулевыми выводами (а ноль нужен всем) и на них должен быть подан ноль. В случае с люстрой – это ноль подается из потолка, и идет он напрямую с распределительной коробки или с нулевой шины квартирного электрощитка, если у вас таковой установлен. На два желтых фазных провода, либо на один либо на другой либа на оба вместе, будет подаваться фаза для включения выбранной группы ламп с помощью клавиш выключателя.
Теперь о самих соединениях.
Для начала соберем управление одной лампой (группа №1). Таким способом, как мы собрали, управление лампой будет осуществляться правыми клавишами любого из выключателей. Мы таким образом соединили между собою выводы выключателя: вывод №1 первого выключателя с выводом №1 второго. А также выводы №4 обоих из них между собою. Эта линия из двух проводов будет обеспечивать коммутацию правых клавиш выключателей между собою. Кто еще не понял, могут посмотреть рис.4 и рис.5 в разделе “Выключатели”. Оба контакта №5 с двух выключателей будут выходными. Один из них (любой) должен быть подключен к фазе, как и положено любому выключателю, а второй – это выход на лампу. Таким образом, на данный момент наша сборка будет в роли пока что одиночного проходного выключателя. Далее необходимо опять-таки скоммутировать между собою две незадействованные клавиши с обоих устройств, подать на них фазу и сделать выход на группу №2.
Для этого необходимо соединить оставшиеся выводы. Выводы №3 каждого из них соединяем между собою. Выводы №6 от каждого также соединяем между собою. Выводы №2 каждого из них являются переключающими, т.е. центральными. На один из них (любой) должна быть подана фаза, другой служит выходом на группу №2. На этот другой мы и “посадим” две параллельно соединенные между собою лампы, образующие группу №2. Белые провода от патронов ламп служат для подключения к нулевому проводнику. Если это будет управление люстрой, то они объединяются в самом светильнике.
Если вы обратили внимание на левое фото, то центральные выводы (желтые провода) №2 и №5 правого выключателя скручены вместе и предназначены для подключения фазы. И, если суммарная мощность ваших ламп соответствует мощности (току) контактов выключателя, то между этими выводами можно установить перемычку, а выход сделать не двумя, а одним проводом с любого вывода.

Как собрать и подключить совмещенный блок выключателей с розеткой

Внешний вид такого блока на фото слева. Есть с одноклавишным, 2-х клавишным или трехклавишным выключателем. Мы взяли вариант посложнее – с 3-х клавишным. Собственно, особенных различий от подключения просто 3-х клавишного выключателя и нет, за исключением розетки, но мы все равно этот вариант рассмотрим. В первую очередь необходимо этот блок разобрать. Помимо самореза или болта в центре розетки его верхняя часть еще прижата тремя клавишами. Поэтому необходимо сначала (в большинстве моделей) снять среднюю. Если увеличить правое фото видно, что две остальные не снимутся, пока не освободить их центральную выступающую часть от прижатия средней клавишей. Разобрав таким образом блок, мы увидим его коробку с монтированными в ней внутренними элементами розетки и выключателей. То, что мы увидим, показано на фото ниже.
При сборке на заводе-производителе уже предусмотрена перемычка от одного из контактов розетки к центральному контакту трехклавишного блока выключателей. От центрального контакта блока выключателей эту перемычку можно “посадить” и на другой контакт розетки. Главное то, что при дальнейшем правильном подключении на перемычку должна будет быть подана фаза. На другой контакт розетки, соответствено, должен будет быть подан ноль. Это хорошо продемонстрировано на правом фото. как мы и договаривались в начале темы, цветной желтый – это фаза, а за ноль у нас принят белый провод. Хотя согласно “Правил устройства электроустановок” ноль обозначают голубым цветом. Это к сведению. А для понимания нашей конструкции это роли не играет. Далее видно, что к выходу каждой из клавиш подключается своя желаемая лампа, а вторые выводы от каждой из ламп объединяются и на них должен быть подан ноль. Все просто.
Стоит отметить еще тот факт, когда бывает, что на розетку протянута своя фаза, а на выключатель своя. Тогда, соответственно, будет на один фазный провод больше. Этот момент может понадобиться либо при новой проводке, например, при разделении на отдельную осветительную и розеточную группу, либо при замене блока при ремонте – иногда и так ранее делали. Перемычка в этом случается не устанавливается. Также мы для простоты не указали в блоке использование заземляющего провода для заземляющего контакта, но с этим можно разобраться самостоятельно. Как правило, заземляющий проводник является следствием предварительного деления общего проводника PEN на проводник PE и проводник N. С этим можно ознакомиться в разделе “Системы заземления” и посмотреть на схемах в разделе “Примеры схем электроснабжения квартир”.

Как соединить розетки шлейфом

Здесь мы посмотрим, что такое соединение розеток шлейфом. Как видно из представленного фото, ничего такого сложного соединение розеток шлейфом не представляет. Просто-напросто каждая следующая розетка берет свое питание с предыдущей. Т.е. в рассматриваемом случае третья розетка запитана от второй, а вторая розетка от первой. Конечно, надо отметить, что по современным требованиям каждая розетка должна быть отдельно подключена в распределетельной коробке либо электрощитке. Дело в том, что современные электроприборы (утюг, стиральная и посудомоечная машина, СВЧ-печь и т.д.) имеют большое потребление тока. А при данном подключении токи от всех задействованных розеток суммируются (складываются) и идут по единственному питающему проводу. К тому же, нетрудно догадаться, что при нарушении контакта, например, второй розетки – третья тоже будет “барахлить”. А если контакт нарушится в первой – самой “главной” розетке, то вообще – ненадежно работать будут все три. Это может привести и к отключению какого-либо включенного прибора и к искрению контактов в розетке или розетках. А могут быть последствия и похуже.
Однако, если ремонт уже сделан, а нужно аккуратно добавить две-три розетки для маломощных потребителей (телевизор, ноутбук, лампа и т.д.), то допустимо и так поступить с добавлением розеток. Только необходимо обеспечить на всех соединениях надежный крепкий контакт. Но все же лучше все планировать заранее и монтировать отдельное подключение для каждой из устанавливаемых розеток.

Последовательное и параллельное соединение сопротивлений

Чтобы убедиться в том, что с увеличением ток в цепи уменьшается, можно проделать простой опыт: в карманном фонаре включить вместо одной лампочки Л1 две – Л1 и Л2, соединенные последовательно, то есть соединенные так, что электроны, двигаясь по цепи, проходят последовательно сначала одну, а затем и вторую лампочку (рис. 11).

Общее сопротивление при последовательном соединении равно сумме отдельных сопротивлений (листы 28, 30).

где R1 – сопротивление первой лампочки, R2 – сопротивление второй, а Rобщ – их общее сопротивление. Формула эта не требует особых пояснений: включить две лампочки последовательно равносильно тому, что включить одну, у которой нить вдвое длиннее. Если каждая из двух лампочек имеет нить с сопротивлением 75 ом, то их общее сопротивление равно 150 ом.

Подключив обе лампочки к батарейке, вы убедитесь, что ни одна из них не светится полным светом. Объясняется это тем, что с увеличением сопротивления цепи ток в ней уменьшился и энергии электронов уже не хватает, чтобы полностью накалить нить. Однако мы соединяли две лампочки не для того, чтобы доказывать эту и без того очевидную истину. Собранная цепь должна помочь нам познакомиться с таким важным понятием, как напряжение. Прежде чем начинать это знакомство, нам нужно рассмотреть еще один вопрос – о направлении тока в цепи.

Разбирая процессы в сложных электротехнических и радиоаппаратах, очень удобно следить за прохождением тока, пользуясь принципиальной схемой. При этом часто бывает необходимо знать, какой конец того или иного элемента (например, лампочки или мотора) соединен с «плюсом» источника тока, а какой – с «минусом». В случае простых цепей для решения этого вопроса достаточно взглянуть на схему – и сразу видно, где «плюс», где «минус». В сложных цепях очень часто подобный вопрос приходится решать косвенным путем, исходя из того, в какую сторону двигаются заряды.

Так, например, если известно, что через лампочку электроны двигаются сверху вниз (по схеме), то можно сразу же сделать вывод, что нижний (по схеме) провод, идущий от лампочки, подключен к «плюсу», а верхний – к «минусу». Вывод этот основан на том, что электроны всегда двигаются от «минуса» к «плюсу». К такому же выводу мы пришли бы, если было бы известно, что по лампочке снизу вверх двигаются положительные заряды, так как направление их движения – от «плюса» к «минусу».

Для того чтобы не создавать лишнюю путаницу, особенно при рассмотрении больших схем, оказывается удобным ввести понятие об условном направлении тока и учитывать при этом движение одних каких-нибудь зарядов. Исторически получилось так, что за основное направление принято направление движения положительных зарядов. Потому при рассмотрении схем мы условно считаем, что ток во всех цепях представляет собой упорядоченное движение только положительных зарядов, направляющихся от «плюса» к «минусу», то есть от места, где их слишком много, к месту, где положительных зарядов не хватает (рис. 12, 13).

Такая условность немного несправедлива, так как в большинстве случаев ток образуется электронами. Но от этой несправедливости никто не пострадает. Электроны будут по-прежнему двигаться своим путем, а все вопросы будут решаться с помощью условного тока, точно так же как они решались бы с учетом истинного направления движения электронов. Не все ли равно, как считать: что электроны в какой-нибудь цепи двигаются справа налево или что условный ток (то есть положительные заряды) двигается в этой цепи слева направо? Ведь и в том и в другом случае справа будет «минус», а слева «плюс»! А если при разборе какой-нибудь схемы в соответствии с правилом: ток течет от «плюса» к «минусу», вас начнут смущать двигающиеся в обратном направлении электроны, то условно замените их положительными зарядами – и все ваши сомнения моментально рассеются.

Расчет напряжения при последовательном соединении. Соединение резисторов

Одним из китов, на котором держатся многие понятия в электронике, является понятие последовательного и параллельного подключения проводников. Знать основные отличия указанных типов подключения просто необходимо. Без этого нельзя понять и прочитать ни одной схемы.

Основные принципы

Электрический ток движется по проводнику от источника к потребителю (нагрузке). Чаще всего в качестве проводника выбирается медный кабель. Связано это с требованием, которое предъявляется к проводнику: он должен легко высвобождать электроны.

Независимо от способа подключения, электрический ток двигается от плюса к минусу. Именно в этом направлении убывает потенциал. При этом стоит помнить, что провод, по котору идет ток, также обладает сопротивлением. Но его значение очень мало. Именно поэтому им пренебрегают. Сопротивление проводника принимают равным нулю. В том случае, если проводник обладает сопротивлением, его принято называть резистором.

Параллельное подключение

В данном случае элементы, входящие в цепь, объединены между собой двумя узлами. С другими узлами у них связей нет. Участки цепи с таким подключением принято называть ветвями. Схема параллельного подключения представлена на рисунке ниже.

Если говорить более понятным языком, то в данном случае все проводники одним концом соединены в одном узле, а вторым – во втором. Это приводит к тому, что электрический ток разделяется на все элементы. Благодаря этому увеличивается проводимость всей цепи.

При подключении проводников в цепь данным способом напряжение каждого из них будет одинаково. А вот сила тока всей цепи будет определяться как сумма токов, протекающих по всем элементам. С учетом закона Ома путем нехитрых математических расчетов получается интересная закономерность: величина, обратная общему сопротивлению всей цепи, определяется как сумма величин, обратных сопротивлениям каждого отдельного элемента. При этом учитываются только элементы, подключенные параллельно.

Последовательное подключение

В данном случае все элементы цепи соединены таким образом, что они не образуют ни одного узла. При данном способе подключения имеется один существенный недостаток. Он заключается в том, что при выходе из строя одного из проводников все последующие элементы работать не смогут. Ярким примером такой ситуации является обычная гирлянда. Если в ней перегорает одна из лампочек, то вся гирлянда перестает работать.

Последовательное подключение элементов отличается тем, что сила тока во всех проводниках равна. Что касается напряжения цепи, то оно равно сумме напряжения отдельных элементов.

В данной схеме проводники включаются в цепь поочередно. А это значит, что сопротивление всей цепи будет складываться из отдельных сопротивлений, характерных для каждого элемента. То есть общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех проводников. Эту же зависимость можно вывести и математическим способом, используя закон Ома.

Смешанные схемы

Бывают ситуации, когда на одной схеме можно увидеть одновременно последовательное и параллельное подключение элементов. В таком случае говорят о смешанном соединении. Расчет подобных схем проводится отдельно для каждой из группы проводников.

Так, чтобы определить общее сопротивление, необходимо сложить сопротивление элементов, подключенных параллельно, и сопротивление элементов с последовательным подключением. При этом последовательное подключение является доминантным. То есть его рассчитывают в первую очередь. И только после этого определяют сопротивление элементов с параллельным подключением.

Подключение светодиодов

Зная основы двух типов подключения элементов в цепи, можно понять принцип создания схем различных электроприборов. Рассмотрим пример. во многом зависит от напряжения источника тока.

При небольшом напряжении сети (до 5 В) светодиоды подключают последовательно. Снизить уровень электромагнитных помех в данном случае поможет конденсатор проходного типа и линейные резисторы. Проводимость светодиодов увеличивают за счет использования системных модуляторов.

При напряжении сети 12 В может использоваться и последовательное, и параллельное подключение сети. В случае последовательного подключения используют импульсные блоки питания. Если собирается цепь из трех светодиодов, то можно обойтись без усилителя. Но если цепь будет включать большее количество элементов, то усилитель необходим.

Во втором случае, то есть при параллельном подключении, необходимо использование двух открытых резисторов и усилителя (с пропускной способностью выше 3 А). Причем первый резистор устанавливается перед усилителем, а второй – после.

При высоком напряжении сети (220 В) прибегают к последовательному подключению. При этом дополнительно используют операционные усилители и понижающие блоки питания.

Обычно все затрудняются ответить. А вот загадка эта в применении к электричеству решается вполне определенно.

Электричество начинается с закона Ома.

А уж если рассматривать дилемму в контексте параллельного или последовательного соединений – считая одно соединение курицей, а другое – яйцом, то сомнений вообще нет никаких.

Потому что закон Ома – это и есть самая первоначальная электрическая цепь. И она может быть только последовательной.

Да, придумали гальванический элемент и не знали, что с ним делать, поэтому сразу придумали еще лампочку. И вот что из этого получилось. Здесь напряжение в 1,5 В немедленно потекло в качестве тока, чтобы неукоснительно выполнять закон Ома, через лампочку к задней стенке того же элемента питания. А уж внутри самой батарейки под действием волшебницы-химии заряды снова оказались в первоначальной точке своего похода. И поэтому там, где напряжение было 1,5 вольта, оно таким и остается. То есть, напряжение постоянно одно, а заряды непрерывно движутся и последовательно проходят лампочку и гальванический элемент.

И это обычно рисуют на схеме вот так:

По закону Ома I=U/R

Тогда сопротивление лампочки (с тем током и напряжением, которые я написал) получится

R = 1/U , где R = 1 Ом

А мощность будет выделяться P = I * U , то есть P=2,25 Вm

В последовательной цепи, особенно на таком простом и несомненном примере, видно, что ток, который бежит по ней от начала до конца, – все время один и тот же. А если мы теперь возьмем две лампочки и сделаем так, чтобы ток пробегал сначала по одной, а потом по другой, то будет опять то же самое – ток будет и в той лампочке, и в другой снова одинаковым. Хотя другим по величине. Ток теперь испытывает сопротивление двух лампочек, но у каждой из них сопротивление как было, так и осталось, ведь оно определяется исключительно физическими свойствами самой лампочки. Новый ток вычисляем опять по закону Ома.

Он получится равным I=U/R+R,то есть 0,75А, ровно половина того тока, который был сначала.

В этом случае току приходится преодолевать уже два сопротивления, он становится меньше. Что и видно по свечению лампочек – они теперь горят вполнакала. А общее сопротивление цепочки из двух лампочек будет равно сумме их сопротивлений. Зная арифметику, можно в отдельном случае воспользоваться и действием умножения: если последовательно соединены N одинаковых лампочек, то общее их сопротивление будет равно N, умноженное на R, где R – сопротивление одной лампочки. Логика безупречная.

А мы продолжим наши опыты. Теперь сделаем нечто подобное, что мы провернули с лампочками, но только на левой стороне цепи: добавим еще один гальванический элемент, точно такой, как первый. Как видим, теперь у нас в два раза увеличилось общее напряжение, а ток стал снова 1,5 А, о чем и сигнализируют лампочки, загоревшись снова в полную силу.

Делаем вывод:

  • При последовательном соединении электрической цепи сопротивления и напряжения ее элементов суммируются, а ток на всех элементах остается неизменным.

Легко проверить, что это утверждение справедливо как для активных компонентов (гальванических элементов), так и для пассивных (лампочек, резисторов).

То есть это значит, что напряжение, измеренное на одном резисторе (оно называется падением напряжения), можно смело суммировать с напряжением, измеренным на другом резисторе, и в сумме получатся те же 3 В. А на каждом из сопротивлений оно окажется равным половине – то есть 1,5 В. И это справедливо. Два гальванических элемента вырабатывают свои напряжения, а две лампочки их потребляют. Потому что в источнике напряжения энергия химических процессов превращается в электроэнергию, принявшую вид напряжения, а в лампочках та же самая энергия из электрической превращается в тепловую и световую.

Вернемся к первой схеме, подключим в ней еще одну лампочку, но иначе.

Теперь напряжение в точках, соединяющих две ветки, то же, что и на гальваническом элементе – 1,5 В. Но так как сопротивление у обеих лампочек тоже такое, как и было, то и ток через каждую из них пойдет 1,5 А – ток «полного накала».

Гальванический элемент теперь питает их током одновременно, следовательно, из него вытекают сразу оба эти тока. То есть общий ток из источника напряжения будет равен 1,5 А + 1,5 А = 3,0 А.

В чем же отличие этой схемы от схемы, когда те же самые лампочки были включены последовательно? Только в накале лампочек, то есть только в токе.

Тогда ток был 0,75 А, а теперь он стал сразу 3 А.

Получается, если сравнить с первоначальной схемой, то при последовательном соединении лампочек (схема 2) току сопротивления оказывалось больше (отчего он уменьшался, и лампочки теряли светимость), а параллельное подключение оказывает МЕНЬШЕ сопротивления, хотя сопротивление лампочек осталось неизменным. В чем тут дело?

А дело в том, что мы забываем одну интересную истину, что всякая палка о двух концах.

Когда мы говорим, что резистор сопротивляется току, то как бы забываем, что он ток все-таки проводит. И теперь, когда подключили лампочки параллельно, увеличилось суммарное для них свойство проводить ток, а не сопротивляться ему. Ну и, соответственно, некую величину G , по аналогии с сопротивлением R и следовало бы назвать проводимостью. И должна она в параллельном соединении проводников суммироваться.

Ну и вот она

Закон Ома тогда будет выглядеть

I = U * G &

И в случае параллельного соединения ток I будет равен U*(G+G) = 2*U*G, что мы как раз и наблюдаем.

Замена элементов цепи общим эквивалентным элементом

Инженерам часто приходится узнавать токи и напряжения во всех частях схем. А реальные электрические схемы бывают достаточно сложными и разветвленными и могут содержать множество элементов, активно потребляющих электроэнергию и соединенных друг с другом в совершенно разных сочетаниях. Это называется расчет электрических схем. Он делается при проектировании энергоснабжения домов, квартир, организаций. При этом очень важно, какие токи и напряжения будут действовать в электрической цепи, хотя бы для того, чтобы выбрать подходящие им сечения проводов, нагрузки на всю сеть или ее части, и так далее. А уж насколько сложны бывают электронные схемы, содержащие тысячи, а то и миллионы элементов, думаю, понятно всякому.

Самое первое что, напрашивается – это воспользоваться знанием того, как ведут себя токи напряжения в таких простейших соединениях сети, как последовательное и параллельное. Делают так: вместо найденного в сети последовательного соединения двух или более активных устройств-потребителей (как наши лампочки) нарисовать один, но чтобы его сопротивление было таким же, как у обоих. Тогда картина токов и напряжений в остальной части схемы не изменится. Аналогично и с параллельным соединением: вместо них нарисовать такой элемент, ПРОВОДИМОСТЬ которого была бы такой же, как у обоих.

Теперь если схему перерисовать, заменив последовательные и параллельные соединения одним элементом, то получим схему, которая называется «схемой эквивалентного замещения».

Такую процедуру можно продолжать до тех пор, пока у нас не останется наипростейшая – которой мы в самом начале иллюстрировали закон Ома. Только вместо лампочки будет стоять одно сопротивление, которое и называют эквивалентным сопротивлением нагрузки.

Это первая задача. Она дает нам возможность по закону Ома рассчитать общий ток во всей сети, или общий ток нагрузки.

Вот это и есть полный расчет электрической сети.

Примеры

Пусть цепь содержит 9 активных сопротивлений. Это могут быть лампочки или что-то другое.

На ее входные клеммы подано напряжение в 60 В.

Значения сопротивлений для всех элементов следующие:

Найти все неизвестные токи и напряжения.

Надо пойти по пути поиска параллельных и последовательных участков сети, рассчитывать эквивалентные им сопротивления и постепенно упрощать схему. Видим, что R 3 , R 9 и R 6 соединены последовательно. Тогда им эквивалентное сопротивление R э 3, 6, 9 будет равно их сумме R э 3, 6, 9 = 1 + 4 + 1 Ом = 6 Ом.

Теперь заменяем параллельный кусочек из сопротивлений R 8 и R э 3, 6, 9, получая R э 8, 3, 6, 9 . Только при параллельном соединении проводников, складывать придется проводимости.

Проводимость измеряется в единицах, называемых сименсами, обратных омам.

Если перевернуть дробь, получим сопротивление R э 8, 3, 6, 9 = 2 Ом

Совершенно так же, как в первом случае, объединяем сопротивления R 2 , R э 8, 3, 6, 9 и R 5, включенные последовательно, получая R э 2, 8, 3, 6, 9, 5 = 1 + 2 + 1 = 4 Ом.

Осталось два шага: получить сопротивление, эквивалентное двум резисторам параллельного соединения проводников R 7 и R э 2, 8, 3, 6, 9, 5.

Оно равно R э 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 = 1/(1/4+1/4)=1/(2/4)=4/2 = 2 Ом

На последнем шаге просуммируем все последовательно включенные сопротивления R 1 , R э 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 и R 4 и получим сопротивление, эквивалентное сопротивлению всей цепи R э и равное сумме этих трех сопротивлений

R э = R 1 + R э 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 + R4 = 1 + 2 + 1 = 4 Ом

Ну и вспомним, в честь кого назвали единицу сопротивлений, написанную нами в последней из этих формул, и вычислим по его закону общий ток во всей цепи I

Теперь, двигаясь в обратном направлении, в сторону все большего усложнения сети, можно получать по закону Ома токи и напряжения во всех цепочках нашей достаточно простой схемы.

Так обычно и рассчитывают схемы электроснабжения квартир, которые состоят из параллельных и последовательных участков. Что, как правило, не годится в электронике, потому что там многое по-другому устроено, и все гораздо замысловатее. И вот такую, например, схему, когда не поймешь, параллельное это соединение проводников или последовательное, рассчитывают по законам Кирхгофа.

Содержание:

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 , 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 . 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.
  • 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.

Содержание:

В электрических цепях используются различные типы соединений. Основными являются последовательные, параллельные и смешанные схемы подключений. В первом случае используется несколько сопротивлений, соединенных в единую цепочку друг за другом. То есть, начало одного резистора соединяется с концом второго, а начало второго – с концом третьего и так далее, до любого количества сопротивлений. Сила тока при последовательном соединении будет одинаковой во всех точках и на всех участках. Для определения и сравнения других параметров электрической цепи, следует рассматривать и остальные виды соединений, обладающие собственными свойствами и характеристиками.

Последовательное и параллельное соединение сопротивлений

Любая нагрузка обладает сопротивлением, препятствующим свободному течению электрического тока. Его путь проходит от источника тока, через проводники к нагрузке. Для нормального прохождения тока, проводник должен обладать хорошей проводимостью и легко отдавать электроны. Это положение пригодится далее при рассмотрении вопроса, что такое последовательное соединение.

В большинстве электрических цепей применяются медные проводники. Каждая цепь содержит приемники энергии – нагрузки, обладающие различными сопротивлениями. Параметры соединения лучше всего рассматривать на примере внешней цепи источника тока, состоящей из трех резисторов R1, R2, R3. Последовательное соединение предполагает поочередное включение этих элементов в замкнутую цепь. То есть начало R1 соединяется с концом R2, а начало R2 – с концом R3 и так далее. В такой цепочке может быть любое количество резисторов. Эти символы используют в расчетах .

На всех участках будет одинаковой: I = I1 = I2 = I3, а общее сопротивление цепи составит сумму сопротивлений всех нагрузок: R = R1 + R2 + R3. Остается лишь определить, каким будет при последовательном соединении. В соответствии с законом Ома, напряжение представляет собой силу тока и сопротивления: U = IR. Отсюда следует, что напряжение на источнике тока будет равно сумме напряжений на каждой нагрузке, поскольку ток везде одинаковый: U = U1 + U2 + U3.

При постоянном значении напряжения, ток при последовательном соединении будет находиться в зависимости от сопротивления цепи. Поэтому при изменении сопротивления хотя-бы на одной из нагрузок, произойдет изменение сопротивления во всей цепи. Кроме того, изменятся ток и напряжение на каждой нагрузке. Основным недостатком последовательного соединения считается прекращение работы всех элементов цепи, при выходе из строя даже одного из них.

Совершенно другие характеристики тока, напряжения и сопротивления получаются при использовании параллельного соединения. В этом случае начала и концы нагрузок соединяются в двух общих точках. Происходит своеобразное разветвление тока, что приводит к снижению общего сопротивления и росту общей проводимости электрической цепи.

Для того чтобы отобразить эти свойства, вновь понадобится закон Ома. В данном случае сила тока при параллельном соединении и его формула будет выглядеть так: I = U/R. Таким образом, при параллельном соединении n-го количества одинаковых резисторов, общее сопротивление цепи будет в n раз меньше любого из них: Rобщ = R/n. Это указывает на обратно пропорциональное распределение токов в нагрузках по отношению к сопротивлениям этих нагрузок. То есть, при увеличении параллельно включенных сопротивлений, сила тока в них будет пропорционально уменьшаться. В виде формул все характеристики отображаются следующим образом: сила тока – I = I1 + I2 + I3, напряжение – U = U1 = U2 = U3, сопротивление – 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.

При неизменном значении напряжения между элементами, токи в этих резисторах не имеют зависимости друг от друга. Если один или несколько резисторов будут выключены из цепи, это никак не повлияет на работу других устройств, остающихся включенными. Данный фактор является основным преимуществом параллельного соединения электроприборов.

В схемах обычно не используется только последовательное соединение и параллельное соединение сопротивлений, они применяются в комбинированном виде, известном как . Для вычисления характеристик таких цепей применяются формулы обоих вариантов. Все расчеты разбиваются на несколько этапов, когда вначале определяются параметры отдельных участков, после чего они складываются и получается общий результат.

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Основным законом, применяемым при расчетах различных видов соединений, является закон Ома. Его основным положением является наличие на участке цепи силы тока, прямо пропорциональной напряжению и обратно пропорциональной сопротивлению на данном участке. В виде формулы этот закон выглядит так: I = U/R. Он служит основой для проведения расчетов электрических цепей, соединяемых последовательно или параллельно. Порядок вычислений и зависимость всех параметров от закона Ома наглядно показаны на рисунке. Отсюда выводится и формула последовательного соединения.

Более сложные вычисления с участием других величин требуют применения . Его основное положение заключается в том, что несколько последовательно соединенных источников тока, будут обладать электродвижущей силой (ЭДС), составляющей алгебраическую сумму ЭДС каждого из них. Общее сопротивление этих батарей будет состоять из суммы сопротивлений каждой батареи. Если выполняется параллельное подключение n-го количества источников с равными ЭДС и внутренними сопротивлениями, то общая сумма ЭДС будет равно ЭДС на любом из источников. Значение внутреннего сопротивления составит rв = r/n. Эти положения актуальны не только для источников тока, но и для проводников, в том числе и формулы параллельное соединение проводников.

В том случае, когда ЭДС источников будет иметь разное значение, для расчетов силы тока на различных участках цепи применяются дополнительные правила Кирхгофа.

Практически каждому, кто занимался электрикой, приходилось решать вопрос параллельного и последовательного соединения элементов схемы. Некоторые решают проблемы параллельного и последовательного соединения проводников методом «тыка», для многих «несгораемая» гирлянда является необъяснимой, но привычной аксиомой. Тем не менее, все эти и многие другие подобные вопросы легко решаются методом, предложенным еще в самом начале XIX века немецким физиком Георгом Омом. Законы, открытые им, действуют и поныне, а понять их сможет практически каждый.

Основные электрические величины цепи

Для того чтобы выяснить, как то или иное соединение проводников повлияет на характеристики схемы, необходимо определиться с величинами, которые характеризуют любую электрическую цепь. Вот основные из них:

Взаимная зависимость электрических величин

Теперь необходимо определиться , как все вышеперечисленные величины зависят одна от другой. Правила зависимости несложны и сводятся к двум основным формулам:


Здесь I – ток в цепи в амперах, U – напряжение, подводимое к цепи в вольтах, R – сопротивление цепи в омах, P – электрическая мощность цепи в ваттах.

Предположим, перед нами простейшая электрическая цепь, состоящая из источника питания с напряжением U и проводника с сопротивлением R (нагрузки).

Поскольку цепь замкнута, через нее течет ток I. Какой величины он будет? Исходя из вышеприведенной формулы 1, для его вычисления нам нужно знать напряжение, развиваемое источником питания, и сопротивление нагрузки. Если мы возьмем, к примеру, паяльник с сопротивлением спирали 100 Ом и подключим его к осветительной розетке с напряжением 220 В, то ток через паяльник будет составлять:

220 / 100 = 2,2 А.

Какова мощность этого паяльника ? Воспользуемся формулой 2:

2,2 * 220 = 484 Вт.

Хороший получился паяльник, мощный, скорее всего, двуручный. Точно так же, оперируя этими двумя формулами и преобразуя их, можно узнать ток через мощность и напряжение, напряжение через ток и сопротивление и т. д. Сколько, к примеру, потребляет лампочка мощностью 60 Вт в вашей настольной лампе:

60 / 220 = 0,27 А или 270 мА.

Сопротивление спирали лампы в рабочем режиме:

220 / 0,27 = 815 Ом.

Схемы с несколькими проводниками

Все рассмотренные выше случаи являются простыми – один источник, одна нагрузка. Но на практике нагрузок может быть несколько, и соединены они бывают тоже по-разному. Существует три типа соединения нагрузки:

  1. Параллельное.
  2. Последовательное.
  3. Смешанное.

Параллельное соединение проводников

В люстре 3 лампы, каждая по 60 Вт. Сколько потребляет люстра? Верно, 180 Вт. Быстренько подсчитываем сначала ток через люстру:

180 / 220 = 0,818 А.

А затем и ее сопротивление:

220 / 0,818 = 269 Ом.

Перед этим мы вычисляли сопротивление одной лампы (815 Ом) и ток через нее (270 мА). Сопротивление же люстры оказалось втрое ниже, а ток – втрое выше. А теперь пора взглянуть на схему трехрожкового светильника.

Все лампы в нем соединены параллельно и подключены к сети. Получается, при параллельном соединении трех ламп общее сопротивление нагрузки уменьшилось втрое? В нашем случае – да, но он частный – все лампы имеют одинаковые сопротивление и мощность. Если каждая из нагрузок будет иметь свое сопротивление, то для подсчета общего значения простого деления на количество нагрузок мало. Но и тут есть выход из положения – достаточно воспользоваться вот этой формулой:

1/Rобщ. = 1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn.

Для удобства использования формулу можно легко преобразовать:

Rобщ. = (R1*R2*… Rn) / (R1+R2+ … Rn).

Здесь Rобщ . – общее сопротивление цепи при параллельном включении нагрузки. R1 … Rn – сопротивления каждой нагрузки.

Почему увеличился ток, когда вы включили параллельно три лампы вместо одной, понять несложно – ведь он зависит от напряжения (оно осталось неизменным), деленного на сопротивление (оно уменьшилось). Очевидно, что и мощность при параллельном соединении увеличится пропорционально увеличению тока.

Последовательное соединение

Теперь настала пора выяснить, как изменятся параметры цепи, если проводники (в нашем случае лампы) соединить последовательно.

Расчет сопротивления при последовательном соединении проводников исключительно прост:

Rобщ. = R1 + R2.

Те же три шестидесятиваттные лампы, соединенные последовательно, составят уже 2445 Ом (см. расчеты выше). Какими будут последствия увеличения сопротивления цепи? Согласно формулам 1 и 2 становится вполне понятно, что мощность и сила тока при последовательном соединении проводников упадет. Но почему теперь все лампы горят тускло? Это одно из самых интересных свойств последовательного подключения проводников, которое очень широко используется. Взглянем на гирлянду из трех знакомых нам, но последовательно соединенных ламп.

Общее напряжение, приложенное ко всей цепи, так и осталось 220 В. Но оно поделилось между каждой из ламп пропорционально их сопротивлению! Поскольку лампы у нас одинаковой мощности и сопротивления, то напряжение поделилось поровну: U1 = U2 = U3 = U/3. То есть на каждую из ламп подается теперь втрое меньшее напряжение, вот почему они светятся так тускло. Возьмете больше ламп – яркость их упадет еще больше. Как рассчитать падение напряжения на каждой из ламп, если все они имеют различные сопротивления? Для этого достаточно четырех формул, приведенных выше. Алгоритм расчета будет следующим:

  1. Измеряете сопротивление каждой из ламп.
  2. Рассчитываете общее сопротивление цепи.
  3. По общим напряжению и сопротивлению рассчитываете ток в цепи.
  4. По общему току и сопротивлению ламп вычисляете падение напряжения на каждой из них.

Хотите закрепить полученные знания ? Решите простую задачу, не заглядывая в ответ в конце:

В вашем распоряжении есть 15 однотипных миниатюрных лампочек, рассчитанных на напряжение 13,5 В. Можно ли из них сделать елочную гирлянду, подключаемую к обычной розетке, и если можно, то как?

Смешанное соединение

С параллельным и последовательным соединением проводников вы, конечно, без труда разобрались. Но как быть, если перед вами оказалась примерно такая схема?

Смешанное соединение проводников

Как определить общее сопротивление цепи? Для этого вам понадобится разбить схему на несколько участков. Вышеприведенная конструкция достаточно проста и участков будет два – R1 и R2,R3. Сначала вы рассчитываете общее сопротивление параллельно соединенных элементов R2,R3 и находите Rобщ.23. Затем вычисляете общее сопротивление всей цепи, состоящей из R1 и Rобщ.23, соединенных последовательно:

  • Rобщ.23 = (R2*R3) / (R2+R3).
  • Rцепи = R1 + Rобщ.23.

Задача решена, все очень просто. А теперь вопрос несколько сложнее.

Сложное смешанное соединение сопротивлений

Как быть тут? Точно так же, просто нужно проявить некоторую фантазию. Резисторы R2, R4, R5 соединены последовательно. Рассчитываем их общее сопротивление:

Rобщ.245 = R2+R4+R5.

Теперь параллельно к Rобщ.245 подключаем R3:

Rобщ.2345 = (R3* Rобщ.245) / (R3+ Rобщ. 245).

Rцепи = R1+ Rобщ.2345+R6.

Вот и все!

Ответ на задачу о елочной гирлянде

Лампы имеют рабочее напряжение всего 13.5 В, а в розетке 220 В, поэтому их нужно включать последовательно.

Поскольку лампы однотипные, напряжение сети разделится между ними поровну и на каждой лампочке окажется 220 / 15 = 14,6 В. Лампы рассчитаны на напряжение 13,5 В, поэтому такая гирлянда хоть и заработает, но очень быстро перегорит. Чтобы реализовать задумку, вам понадобится минимум 220 / 13,5 = 17, а лучше 18-19 лампочек.

Что такое последовательное и параллельное соединение – [Краткое руководство]

Последовательное соединение — это соединение компонентов по одному пути. Параллельное соединение — это когда компоненты соединяются несколькими путями.

Существует три вида соединений электрической цепи или электронной схемы: последовательное соединение, параллельное соединение и последовательно-параллельное соединение (комбинированная цепь).

Чаще всего встречаются два самых простых: последовательное соединение, параллельное соединение.

Если мы возьмем, например, светодиодные фонари, они могут быть подключены в параллельном или последовательном соединении.

Последовательное соединение

Светодиоды, соединенные последовательно, соединены по одному токопроводящему пути, поэтому через все компоненты протекает одинаковый ток, но напряжение на каждом из светодиодов теряется.

В последовательной цепи сумма напряжений, используемых каждым уникальным сопротивлением, эквивалентна напряжению источника.

Для светодиодного освещения требуется последовательное соединение, если вы используете источник питания с регулируемым током.Например, 350 мА, 500 мА, 700 мА и 1050 мА.

 

Параллельное соединение

При использовании параллельного соединения напряжение делится, и на каждый светодиод подается одинаковое количество напряжения.

Если вы используете цепь только со светодиодами, соединенными последовательно, это последовательное соединение, а если вы соединяете их параллельно, это называется параллельной схемой.

Параллельное соединение требуется для светодиодного освещения, если вы используете питание от напряжения.Например, 12В, 24В, 110В и 220В

 

Комбинированная цепь

Комбинированная схема использует комбинацию параллельных и последовательных соединений в одной цепи.

Два светильника соединены последовательным соединением, а два других или соединены параллельным соединением.

Последовательно-параллельные

 

 

Какое соединение использовать, зависит от того, какой источник питания вы используете.

Во избежание поломки светодиодов необходимо использовать правильный тип подключения.

 

Давайте рассмотрим пример, чтобы было проще.

Рассмотрим цепь, состоящую из четырех светодиодных лампочек и 12-вольтовой батареи. Если провод проходит от батареи к одной лампочке, к следующей лампочке, к следующей лампочке, к следующей лампочке, а затем обратно к батарее в виде одной непрерывной петли, говорят, что лампочки соединены последовательно. Пример ниже.

Последовательное соединение

 

Но если каждая светодиодная лампочка подключена к аккумулятору отдельным контуром, говорят, что лампочки соединены параллельно.

Параллельное соединение

 

Что произойдет, если один светодиод выйдет из строя при параллельном или последовательном соединении?

 

При параллельном соединении остальные светодиоды продолжают работать даже при перегорании одного из светодиодов, – Цепь остается целой.

 

При последовательном соединении ток не может продолжаться, и светодиоды выключаются.

 

Таким образом, всякий раз, когда хотя бы один светодиод выходит из строя, цепь прерывается. Сломанный светодиод больше не может проводить ток, поэтому все светодиоды в цепи выходят из строя.

Одна из замечательных особенностей современных светодиодов заключается в том, что некоторые из них имеют умную конструкцию и защищены от этой проблемы, они имеют встроенный мост, который позволяет току течь к другим светодиодам, если один из них выходит из строя, поэтому ваши светильники выиграли не гаснет полностью, если один из светодиодов выходит из строя.

Последовательные и параллельные схемы – Последовательные и параллельные схемы – National 4 Physics Revision

Мы можем изготовить схемы двух типов: серия и параллель .

Компоненты цепи соединены проводами.

0.0.0.1:0.1.0.$0.$1.$2″> Если нет ответвлений , то это цепь серии .

Если есть ответвления, то это параллельная цепь.

Схемы сериала

В телесериале вы получаете несколько эпизодов, один за другим. Последовательная схема аналогична. Вы получаете несколько компонентов один за другим.

Если вы будете следовать схеме от одной стороны ячейки к другой, вы должны пройти через все различные компоненты, один за другим, без каких-либо ответвлений.

Цепь с батареей и двумя лампами, соединенными последовательно

1.0.$0.$2.$5″> Если вы подключите больше ламп в последовательную цепь, лампы будут тусклее, чем раньше.

В последовательной цепи, если лампа разбивается или отсоединяется компонент, цепь размыкается и все компоненты перестают работать. Цепи серии

полезны, если вы хотите получить предупреждение о выходе из строя одного из компонентов цепи. Они также используют меньше проводки, чем параллельные схемы.

Параллельные цепи

В параллельных цепях разные компоненты соединяются на разных ответвлениях провода.Если вы будете следовать схеме от одной стороны ячейки к другой, вы сможете пройти через все различные компоненты только в том случае, если будете следовать всем ветвям .

Цепь с аккумулятором и двумя параллельно включенными лампами.

В параллельной цепи при поломке лампы или отсоединении компонента от одного параллельного провода компоненты на разных ответвлениях продолжают работать . И, в отличие от последовательной схемы, лампы остаются яркими, если вы подключаете больше ламп параллельно.

Параллельные цепи полезны, если вы хотите, чтобы компоненты продолжали работать, даже если один компонент вышел из строя.Вот почему наши дома соединены параллельными цепями.

Энергия при последовательном и параллельном соединении

Электрическая цепь

Электричество и магнетизм

Энергия при последовательном и параллельном соединении

Рассказ о физике за 14-16

Как энергия перемещается в цепях с различными соединениями

Две лампы, соединенные параллельно, каждая из которых светится так же ярко, как и одна, соединенная сама по себе. К настоящему моменту вы можете ожидать этого, потому что лампы часто используются в качестве неофициальных амперметров в классах, а разность потенциалов у обеих ламп одинакова. Таким образом, в цепи с параллельными соединениями перемещается в два раза больше энергии, чем в простой цепи с одной лампой. Следствием этого является то, что химический запас энергии, связанный с батареей, истощается в два раза больше после того, как цепи работают в течение одинакового периода времени.

Две лампы, соединенные последовательно, значительно меньше разряжают батарею, так как ток в цепи меньше, чем в цепи только с одной лампой и батареей, а разность потенциалов одинакова для обеих цепей.Две лампы излучают меньше энергии по сравнению с одной лампой.

Сила пути и время определяют энергию, перемещаемую в хранилище

Те же закономерности рассеяния энергии применимы и к резисторам, только они не светятся (по крайней мере, видимо, но могут излучать на частотах ниже тех, которые мы можем видеть, возможно, в инфракрасном диапазоне). Резисторы перемещают часть энергии в хранилище тепла, используя путь нагревания излучением, и, как правило, гораздо больше энергии, используя путь нагревания частицами.

Чтобы точно рассчитать, сколько энергии перемещается в течение 1 секунды в каждой лампе во всех ситуациях, вам необходимо определить, сколько электрической работы происходит: мощность в электрическом пути. Это центральная часть эпизода 02.

Что такое «последовательные» и «параллельные» цепи? | Последовательные и параллельные цепи

Цепи, состоящие всего из одной батареи и одного сопротивления нагрузки, очень просты для анализа, но не часто встречаются в практических приложениях.Обычно мы находим схемы, в которых более двух компонентов соединены вместе.

Последовательные и параллельные цепи

Существует два основных способа подключения более двух компонентов схемы: последовательно и параллельно .

Схема конфигурации серии

Во-первых, пример последовательной цепи:

Здесь у нас есть три резистора (обозначенные R 1 , R 2 и R 3 ), соединенные длинной цепочкой от одного вывода батареи к другому.(Следует отметить, что нижняя маркировка — эти маленькие цифры справа внизу от буквы «R» — не связаны с номиналами резисторов в омах. Они служат только для идентификации одного резистора от другого.)

Определяющей характеристикой последовательной цепи является то, что существует только один путь для протекания тока. В этой цепи ток течет по часовой стрелке, от точки 1 к точке 2, к точке 3, к точке 4 и обратно к точке 1.

Конфигурация параллельной цепи

Теперь давайте посмотрим на другой тип схемы, параллельную конфигурацию:

Опять же, у нас есть три резистора, но на этот раз они образуют более одного непрерывного пути для протекания тока.Есть один путь от 1 к 2, от 7 к 8 и обратно к 1. Есть еще от 1 до 2, затем от 3 до 6, затем от 7 до 8 и снова до 1. А затем есть третий путь от 1 к 2, к 3, к 4, к 5, к 6, к 7, к 8 и снова к 1. Каждый отдельный путь (через R 1 , R 2 и R 3 ) называется ветвью .

Определяющей характеристикой параллельной цепи является то, что все компоненты соединены между одним и тем же набором электрически общих точек. Глядя на принципиальную схему, мы видим, что точки 1, 2, 3 и 4 электрически общие.То же самое и с точками 8, 7, 6 и 5. Обратите внимание, что все резисторы, а также батарея подключены между этими двумя наборами точек.

И, конечно же, сложность не ограничивается простыми рядами и параллельными! У нас также могут быть схемы, которые представляют собой комбинацию последовательных и параллельных.

Цепь последовательно-параллельной конфигурации

В этой цепи у нас есть два контура для протекания тока: один от 1 к 2 к 5 к 6 и снова к 1, а другой от 1 к 2 к 3 к 4 к 5 к 6 и снова к 1 . Обратите внимание, как оба текущих пути проходят через R 1 (из точки 1 в точку 2). В этой конфигурации мы бы сказали, что R 2 и R 3 параллельны друг другу, а R 1 последовательно соединены с параллельной комбинацией R 2 и R 3 .

Это всего лишь превью того, что будет дальше. Не волнуйтесь! Мы подробно рассмотрим все эти конфигурации цепей, по очереди! Вы можете сразу перейти к следующим страницам, посвященным последовательным и параллельным схемам, или к разделу Что такое последовательно-параллельная схема? в главе 7.

Основы последовательного и параллельного соединения

Что такое последовательное соединение?

Основная идея «последовательного» соединения заключается в том, что компоненты соединяются встык в линию, образуя единственный путь, по которому может течь ток:

Что такое параллельное соединение?

С другой стороны, основная идея «параллельного» соединения заключается в том, что все компоненты подключаются через выводы друг друга. В чисто параллельной цепи никогда не бывает более двух наборов электрически общих точек, независимо от того, сколько компонентов соединено.Есть много путей для протекания тока, но только одно напряжение на всех компонентах:

Конфигурации последовательного и параллельного резисторов

имеют очень разные электрические свойства. Мы рассмотрим свойства каждой конфигурации в следующих разделах.

ОБЗОР:

  • В последовательной цепи все компоненты соединены встык, образуя единый путь для протекания тока.
  • В параллельной цепи все компоненты соединены друг с другом, образуя ровно два набора электрически общих точек.
  • «Ветвь» в параллельной цепи — это путь прохождения электрического тока, образованный одним из компонентов нагрузки (например, резистором).

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Цепи серии

– недостатки, яркость и последовательно-параллельные комбинации

Введение

Если две лампочки соединены последовательно, вам нужно пройти через обе, чтобы добраться от одной клеммы аккумулятора до другой. Другими словами, существует только один проводящий путь.

Простое задание, демонстрирующее преимущества параллельных цепей перед последовательными.

В этом уроке мы увидим, какие проблемы возникают с последовательными цепями. Мы узнаем о токе, напряжении и сопротивлении, а также рассмотрим особый тип последовательной цепи, называемый делителем потенциала.

Проблема с последовательными цепями

Анимации, объясняющие, почему лампы в последовательном соединении тусклее из-за изменений в , токе , токе , так и в напряжении .

Если две лампы соединены последовательно, возникают две проблемы

  1. Обе лампы тусклее, чем были бы по отдельности
  2. Нельзя выключить одну лампочку, не выключив обе

Почему лампы накаливания тусклее

Лампы тусклые по двум причинам:

  1. Ток, проходящий через них, меньше, потому что две последовательно соединенные лампочки имеют большее сопротивление, чем одна лампочка.
  2. Каждый заряд отдает только часть своей энергии в каждой лампочке, т.е.е. р.д. поперек каждой лампочки меньше

Если лампочки одинаковые, то каждая зарядка будет отдавать половину своей энергии. Помните, что нет «первой» лампочки. Заряды уже есть и текут везде одновременно. Ток одинаков во всей последовательной цепи.

Представьте себе, что велосипедное колесо заторможено по всему периметру. Вы бы не сказали, что какой-то из тормозов был первым.

Яркость зависит от мощности. Мощность зависит как от напряжения, так и от тока.С двумя последовательно соединенными лампочками вы вдвое уменьшаете напряжение и примерно вдвое уменьшаете ток, поэтому мощность, рассеиваемая в каждой лампочке, и, следовательно, яркость составляют примерно четверть того, что было бы, если бы лампочка была подключена одна.

Откуда заряды «знают», что нужно сохранить немного энергии для второй лампочки?

Суть в том, что ток должен быть одинаковым везде в цепи. Вы не знаете, каким на самом деле будет этот ток, если не рассчитаете его, но вы знаете, что он не может быть разным в каждой лампочке.

Чтобы ток был одинаковым, вам нужно большое напряжение на большом сопротивлении и маленькое напряжение на малом сопротивлении. Эти два напряжения должны суммироваться с напряжением батареи.

Когда вы подключаете цепь, электронам требуется несколько миллионных долей секунды, чтобы перейти в стабильный ток. В течение этой крошечной доли секунды ток может быть разным в разных частях цепи.

Анимации, объясняющие, как заряды в последовательной цепи «знают» о «второй лампочке».

Но это приводит к некоторому скоплению, так как большие течения догоняют малые течения. Когда электроны группируются, они сильнее отталкиваются друг от друга, и это снова приводит к выравниванию тока. Таким образом, ток быстро стабилизируется до стабильного значения с правильным распределением напряжения. Помните, что хотя этот процесс установления очень быстр, скорость дрейфа электронов очень мала.

Если вы посмотрите на этот процесс более подробно, то увидите, что распределение электронов на самом деле происходит на поверхности проводов.

Лампы с высоким сопротивлением светят ярче при последовательном включении

Если две последовательно соединенные лампочки не идентичны, то одна лампочка будет ярче другой. Яркость зависит как от тока, так и от напряжения.

Помните, что ток через оба должен быть одинаковым, потому что ток везде одинаков в последовательной цепи. Это означает, что напряжение на лампах должно быть разным, чтобы их яркость была разной.

Анимации, объясняющие, что происходит, когда две разные лампочки соединяются последовательно.

Самая яркая лампочка будет иметь самый большой p.d. через него. Если лампочке нужен большой p.d. для данного тока он должен иметь большое сопротивление. Таким образом, последовательно соединенные лампы с высоким сопротивлением ярче, потому что у них больше p.d. через них.

В параллельных цепях лампы с низким сопротивлением ярче, потому что через них проходит больший ток при одинаковом p. d.

Игра Верные или ложные утверждения о последовательных и параллельных цепях. Вы должны нацелить заявление на тележку для покупок или мусорное ведро.

Переменные резисторы, включенные последовательно, изменяют как напряжение, так и ток

Вы можете использовать переменный резистор, например реостат, для изменения яркости лампочки, подключив его последовательно. Когда резистор имеет высокое сопротивление, лампочка тусклая. При низком сопротивлении лампочка горит ярко.

Упражнение, показывающее, как переменный резистор, включенный последовательно с лампочкой, может изменить ее яркость.

По мере увеличения сопротивления переменного резистора общее сопротивление цепи увеличивается и, следовательно, ток уменьшается.Но есть и другой эффект: на переменный резистор приходится все большая и большая доля напряжения батареи, поэтому на лампочку приходится все меньшая и меньшая доля.

Таким образом, лампочка тускнеет по двум причинам. Ток через него уменьшается И p. d. поперек он также снижается.

Анимации, объясняющие, как переменный резистор изменяет яркость лампы с точки зрения напряжения и тока.

Вы обнаружите, что плавно регулировать яркость лампы с помощью последовательного переменного резистора очень сложно.Единственный способ сделать это — подключить цепь как делитель потенциала.

Резистор п.д. плюс лампочка п.д. соответствует напряжению батареи

Когда напряжение на резисторе велико, напряжение на лампочке мало. Эти два напряжения всегда складываются с напряжением батареи (если не учитывать внутреннее сопротивление).

Графика, иллюстрирующая закон Кирхгофа о напряжении.

Это просто пример закона напряжения. Вы должны быть осторожны при применении закона напряжения, когда смотрите на схемы, которые объединяют последовательные и параллельные части.

Определение эффективного сопротивления последовательных цепей

Найти эффективное сопротивление последовательно соединенных резисторов очень просто: просто сложите сопротивления отдельных резисторов. Вы можете довольно легко показать, почему это так.

Анимации показывают, как вывести формулу эффективного сопротивления резисторов, соединенных последовательно.

Последовательное добавление резисторов всегда увеличивает эффективное сопротивление. Очень большое сопротивление последовательно с очень маленьким сопротивлением фактически равносильно большому сопротивлению.

Расчет напряжения и тока для последовательно соединенных резисторов

Есть несколько способов решить эту проблему. Довольно надежный способ —

.
  1. Расчет общего сопротивления, R эффективное
  2. Используйте V = IR эффективное для всей цепи для расчета тока, который везде одинаков
  3. Используйте V = IR для каждого резистора, чтобы рассчитать напряжение на каждом резисторе
Анимации показывают, как рассчитать напряжение и ток для последовательных цепей.

В качестве проверки убедитесь, что сумма напряжений на каждом резисторе равна напряжению батареи.

Вы также можете использовать коэффициенты для непосредственного определения напряжения.

Разделители потенциалов

Мы видели, что последовательное подключение переменного резистора к лампочке может изменить ее яркость, но с этим подходом возникают проблемы.

Лучшим способом управления яркостью лампочки является использование переменного резистора в качестве делителя напряжения.

Делители потенциала часто используются с логическими элементами и усилителями.

Моделирование, которое позволит вам изучить, как можно использовать делитель потенциала с логическим вентилем и светозависимым резистором для управления ночником.

Назад к краткому описанию электричества

Серия

и параллельная серия

Серия и параллельная

Существует множество схем для переключения между последовательной и параллельной работой. Но выбор а конкретная схема переключения зависит от того, какие устройства коммутируются и от различных ограничения, налагаемые каждым типом устройства.

Вот список различных типов устройств, которые обычно переключаются, и ограничения каждого типа. накладывает на дизайн:

  • Лампы накаливания или галогенные лампы низкого напряжения
  • Сопротивления или импедансы
  • Лампы накаливания или галогенные лампы сетевого напряжения
  • Батареи
  • Гитарные звукосниматели
  • Цепи динамиков

Таким образом, любая коммутационная схема этого типа должна быть рассчитана на фактическое использование по назначению.

Расчеты для последовательных и параллельных цепей

Формулы для расчета параметров последовательных и параллельных цепей можно нашел здесь:

Расчет параметров последовательной и параллельной цепи

Сравнение различных схем последовательного и параллельного включения

На следующей странице сравниваются различные схемы последовательного/параллельного переключения:

Сравнение последовательных/параллельных цепей

Последовательно-параллельное переключение во всех комбинациях


не может быть полярно-безопасным или нейтральным

На следующей странице показано доказательство:

Доказательство того, что переключение всех комбинаций не может быть безопасным с точки зрения полярности или нейтрально-сейф

Дополнительная отметка у каждой лампы (в виде короткой дуги) на этих схемах указывает на опережение который должен быть подключен к винтовому корпусу лампы (изображение справа):

  • В простых схемах меняется полярность лампы, и выбранный провод подключен к нейтрали, когда лампы включены параллельно.
  • В цепях линейного напряжения с защитой от полярности и нейтрали отмеченный конец лампы всегда поддерживается при более низком напряжении к нейтрали, чем другой вывод лампы, независимо от того, как переключатели установлены.

На диаграммах, предлагаемых в качестве доказательства, дополнительные метки не используются, чтобы показать, что полярность безопасна и нейтрально-безопасные невозможны.

Проектирование последовательно-параллельных коммутационных цепей

На следующей странице показаны принципы проектирования:

Проектирование последовательно-параллельного включения

Простые схемы низковольтных лампочек

Описанные здесь схемы являются простыми схемами, которые можно использовать для низковольтных цепей.Они также использовались для цепей фотозаливающего освещения до того, как стало известно о необходимости иметь винтовой кожух лампы с питанием от сети на нейтральной стороне (в целях безопасности, если лампа удаленный). Требование к поляризованным вилкам с винтовой оболочкой, подключенной к нейтрали лезвие делает эти схемы (кроме SEPAR 204) сегодня несовместимыми с линейным напряжением. схемы.

Используемые здесь номера цепей SEPAR в течение многих лет использовались автором страницы для каталогизации. различные схемы.

Вот ограничения, накладываемые на конструкцию нагрузками накаливания:

  1. Источник питания никогда не должен замыкаться накоротко при любой комбинации положений переключателя.
  2. При использовании винтовых розеток напряжение не должно быть достаточно высоким, чтобы представлять опасность для людей. при случайном контакте.
  3. Необходимо использовать некороткодействующие выключатели.

Допускаются следующие варианты при использовании низковольтных ламп в последовательно-параллельном соединении коммутационные цепи.

  • Изменение полярности питания лампы при смене переключателей.
  • Одна сторона лампы подключена к горячему проводу, а другая сторона открыта.
  • Лампочка может быть закорочена, пока на нее не подается питание.

Одни и те же схемы можно использовать для коммутации сопротивлений, импедансов и неполяризованного нагрева элементы.

Нет никаких ограничений на схемы, используемые для переключения сопротивлений и импедансов, кроме те, которые требуются используемой схемой и схемой, в которой она используется.Но следующие предостережения должны соблюдаться с этими цепями.

  1. Любой источник питания, питающий цепь, никогда не должен замыкаться накоротко в любой комбинации выключатель позиции.
  2. Если используются фронтальные выключатели (например, рубильники), напряжение не должно быть достаточно высоким, чтобы опасны для людей.
  3. Необходимо использовать некороткодействующие выключатели.

ПРОСТЫЕ ЦЕПИ ВЫБОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ЛАМП И СОПРОТИВЛЕНИЕ

Усовершенствованные схемы лампочек сетевого напряжения

Описанные здесь схемы являются усовершенствованными схемами, которые можно использовать для цепей сетевого напряжения. Их можно использовать для цепей фотозаливающего освещения в соответствии с необходимостью наличия винтовой кожух лампы с питанием от сети на нейтральной стороне (для безопасности, если лампа удаленный).

Используемые здесь номера цепей SEPAR в течение многих лет использовались автором страницы для каталогизации. различные схемы.

Номера цепей SP-STD — это новые обозначения, присвоенные автором страницы новым цепям.

Вот ограничения, накладываемые на конструкцию нагрузками линейного напряжения:

  1. Запрещается короткое замыкание питания при любой комбинации положений переключателя.
  2. Никогда не меняйте полярность питания ламп.
  3. Винтовая оболочка колбы всегда должна находиться на конце нити накала ближе к нейтральный.
  4. Лампа никогда не должна подключаться к горячему без цепи, ведущей к нейтрали.
  5. Корпус винта должен быть окружен непроводящим защитным кожухом, чтобы предотвратить контакт с винтом. оболочка соприкасается с гнездом при вставке или извлечении.
  6. Необходимо использовать некороткодействующие выключатели.
  7. Эти цепи никогда не должны использоваться с компактными люминесцентными лампами или светоизлучающими диодами. лампы.

Допускаются следующие варианты, когда лампы сетевого напряжения используются в последовательно-параллельном соединении. коммутационные цепи.

  • Одна сторона лампы подключена к нейтральному проводу с помощью, а другая сторона открыта.
  • Лампочка может быть закорочена, пока на нее не подается питание.

Те же схемы можно использовать для переключения сопротивлений и нагревательных элементов.

Это ограничения для цепей, используемых для переключения сопротивлений, импедансов и нагревателей:

  1. Источник питания никогда не должен замыкаться накоротко при любой комбинации положений переключателя.
  2. Если используются фронтальные выключатели (например, рубильники), напряжение не должно быть достаточно высоким, чтобы опасны для людей.
  3. Необходимо использовать некороткодействующие выключатели.

ЦЕПИ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВЫБОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ЛАМП И СОПРОТИВЛЕНИЕ

Цепи батареи

Описанные здесь схемы являются цепями, которые можно использовать для переключения батарей для замены. напряжения и емкости в ампер-часах.Их можно использовать для изменения конфигурации зарядки и использования аккумуляторов. Большинство из них представляют собой простые схемы.

Номера цепей SP-STD — это новые обозначения, присвоенные автором страницы новым цепям.

Вот ограничения, накладываемые батареей на конструкцию:

  1. Батарейки должны быть идентичными.
  2. Ни одна комбинация положений переключателя не может привести к короткому замыканию любой батареи.
  3. Никакая комбинация положений переключателя не может привести к короткому замыканию зарядного тока.
  4. Никогда не меняйте полярность каждой батареи.
  5. Если используются последовательно-параллельные цепи, каждая параллельная группа в серии должна иметь одинаковую количество аккумуляторов.
  6. Если используются параллельно-последовательные цепи, каждая последовательная группа должна иметь одинаковую количество аккумуляторов.
  7. Необходимо использовать некороткодействующие выключатели.

Допускаются следующие варианты при использовании батарей в последовательно-параллельном соединении. коммутационные цепи.

  • Одна сторона аккумулятора подключена, а другая открыта.

ЦЕПИ ВЫБОРА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ АККУМУЛЯТОРОВ

Цепи гитарных звукоснимателей

Описанные здесь схемы — это схемы, которые можно использовать для переключения гитарных звукоснимателей на изменить звук гитары.

Номера цепей SP-STD — это новые обозначения, присвоенные автором страницы новым цепям.

Вот ограничения, накладываемые гитарными звукоснимателями на конструкцию:

  1. Нельзя менять полярность звукоснимателя (если только это не требуется для эффекта).
  2. Заземляющий конец звукоснимателя не должен быть открыт, когда активный конец подключен к усилителю.
  3. Экран звукоснимателя должен иметь отдельную проводку. Он не должен быть привязан к проводу звукоснимателя.
  4. Проводник усилителя нельзя оставлять открытым (вызывает гул).
  5. Необходимо использовать короткозамыкатели.

Допускаются следующие варианты, когда лампы гитарных звукоснимателей используются последовательно-параллельно коммутационные цепи.

  • Датчик может быть закорочен.
  • Полярность звукоснимателя может быть изменена для особого эффекта.

Те же схемы можно использовать для переключения импедансов и неполяризованных нагревательных элементов.

СХЕМЫ ВЫБОРА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СИГНАЛОВ ГИТАРЫ

Цепи динамиков

Описанные здесь схемы — это схемы, которые можно использовать для переключения динамиков на изменить количество динамиков, сохраняя импеданс, подаваемый на усилитель, около установленного импеданс.

Вот какие ограничения накладывает на конструкцию этот тип нагрузки:

  1. Выход усилителя никогда не должен быть закорочен какой-либо комбинацией переключателей. настройки.
  2. Выход усилителя никогда нельзя оставлять без нагрузки с помощью любой комбинации переключателей. настройки.
  3. Полярность динамика никогда не должна меняться ни при каких комбинациях переключателей.
  4. Некороткодействующие переключатели необходимы, если перемещение переключателя может привести к кратковременному короткому замыканию усилителя. вывод.
  5. Закорачивающие переключатели необходимы, если перемещение переключателя может на мгновение оставить выход усилителя открыть.
  6. Нагрузка на усилитель должна быть как можно ближе к идеальному импедансу.
  7. Включение другого динамика не должно влиять на громкость других динамиков.

Допускаются следующие варианты при использовании громкоговорителей последовательно-параллельно коммутационные цепи.

  • Один или оба конца динамика можно оставить открытыми.
  • Динамик может быть закорочен, если на него не подается полный выходной сигнал усилителя.
  • Другим решением является линия на 25 вольт или линия на 70 вольт. Изменение нагрузки с одного динамик не влияет на другие динамики.

Те же схемы можно использовать для переключения импедансов и неполяризованных нагревательных элементов.

ЦЕПИ ВЫБОРА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ДИНАМИКОВ

ССЫЛКИ

ССЫЛКИ:

  1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
  2. ПРОСТОЙ ВЫБОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
  3. ЛАМПОЧКИ, SPECTRA и ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ
  4. Компьютеры, наука и измерения
Серия

и параллельные цепи | Научный проект

Лампы ярче при параллельной или последовательной цепи?

  • Аккумулятор 9 В
  • Лента
  • Алюминиевая фольга
  • Две одинаковые лампочки для фонарика
  1. Прикрепите 8-дюймовую полоску алюминиевой фольги к положительной клемме 9-вольтовой батареи. Убедитесь, что алюминиевая фольга касается металла.
  2. Приклейте еще одну 8-дюймовую полоску алюминиевой фольги к отрицательной клемме 9-вольтовой батареи.
  3. Оберните конец алюминиевой полоски, прикрепленной к положительной клемме, вокруг металлического колпачка лампочки.
  4. Возьмите 4-дюймовую полоску алюминиевой фольги и оберните один конец вокруг второй лампочки.
  5. Поместите нижнюю часть лампочки, прикрепленную к положительной клемме, на свободный конец полоски фольги другой батареи.
  6. Поместите нижнюю часть второй лампочки на полоску фольги, прикрепленную к отрицательной клемме.
  7. Вы создали последовательную цепь. Обратите внимание, как ярко светят лампочки.
  1. Теперь давайте создадим параллельную цепь. Сначала выньте лампочки из системы.
  2. Возьмите две 4-дюймовые полоски алюминиевой фольги и оберните каждый конец полоски вокруг положительной клеммы аккумулятора. Это должно быть похоже на ступеньки лестницы, но соединенные только с одной стороны.
  3. Оберните свободные концы 4-дюймовых полосок вокруг металлического колпачка каждой лампочки.
  4. Приложите нижнюю часть каждой лампочки к полоске фольги, прикрепленной к отрицательной клемме.
  1. Запишите свои наблюдения, сравнив яркость двух созданных вами контуров.

Лампы в параллельной цепи будут ярче, чем лампы в последовательной цепи.

В параллельных цепях каждый независимый путь испытывает одинаковое падение напряжения .Для последовательных цепей падение напряжения распределяется между компонентами (например, осветительными приборами) в зависимости от их сопротивлений. Большие перепады напряжения вызывают больший ток, а это означает, что через лампу проходит больше электронов, что делает ее ярче.

Закон Ома — это уравнение, описывающее взаимосвязь между напряжением (электрической силой), током (потоком электронов) и сопротивлением (сопротивлением объекта проходящему электрическому току).

И = В / Р

Где В — напряжение, измеренное в вольтах (В), I — сила тока, измеренная в амперах (А), и R — электрическое сопротивление, измеренное в омах (Ом)

Отказ от ответственности и меры предосторожности

Обучение.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для информационных только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и отказаться от любых претензий к Education.com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается Образование.com Политика конфиденциальности и Условия использования сайта, которые включают ограничения об ответственности Education.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.