Kako povezati žarnice zaporedno in vzporedno
Vsak dan uporabljamo vire svetlobe. Svetilke so povezane zaporedno ali vzporedno. Vsaka metoda ima svoje značilnosti in je učinkovita v določenih situacijah.
Ali je mogoče žarnice povezati vzporedno
Ta vrsta povezave je najučinkovitejša. Žarnica je priključena na fazo in nič. Pri povezovanju dveh ali več žarnic se lahko žice, ki napajajo napetost, zvijejo.
Toda pogosteje so vse obremenitve pritrjene na skupni kabel. Vzporedna povezava je žarkovna ali verižna. V prvem je na vsako svetilko priključen ločen kabel. V drugem se faza in nič napajata na prvi vir svetlobe, druge naprave pa se delno napajajo.
Pri uporabi halogenskih luči s transformatorjem se morate zavedati, da so priključene na sekundarno navitje pretvornika s pomočjo sponk.
Vzporedna povezava lahko nekoliko zgladi pomanjkljivosti svetlobne opreme, zmanjša utripanje fluorescenčnih sijalk. V vezje je dodan kondenzator za premik faze vseh elementov vezja.
Pravila za priključitev žarnic
Pri priključitvi žarnic je treba upoštevati pravila. Razmislite o serijskih in vzporednih povezavah.
Serijski
Serijska povezava vključuje povezavo z omrežjem 220 V, tako da bo enak tok tekel skozi vse elemente v vezju. Porazdelitev padca napetosti je sorazmerna z notranjim uporom bremen. Moč je tudi porazdeljena sorazmerno.
Pri zaporedni povezavi s skupnim stikalom luči ne bodo gorele s polno močjo. Če povežete sijalke različnih moči, bo svetilka z večjim uporom svetlejša.
Diagram standardne serijske povezave je prikazan na spodnji sliki.
Vzporedno .
To je drugače, če vsako žarnico povežete s polno napetostjo. Tok bo drugačen glede na upornost napeljave.
Prevodniki se napajajo na vtičnice žarnic na enak način, včasih po principu zbiralke, ko so vse obremenitve povezane s skupnim prtljažnikom.
Na eno linijo lahko povežete poljubno število žarnic. Stikalo deluje enako kot pri zaporedni povezavi.
Prednosti in slabosti vzporedne povezave
Prednosti:
- Če en element odpove, drugi nadaljujejo z delom;
- vezje daje najsvetlejšo možno svetlobo, ker se na vsako napeljavo napaja polna napetost;
- Iz ene svetilke lahko vzamete poljubno število žic za priključitev dodatnih bremen (potrebna je ena ničla in določeno število faz);
- Primerno za varčne električne naprave.
Pomanjkljivosti praktično ni, razen velikega števila vodnikov v razvejanem sistemu s številnimi svetilkami.
Aplikacija
V vsakdanjem življenju je vzporedna povezava zelo pogosta. Na primer lučke za božično drevo, kjer imajo vse žarnice največjo svetlost.
Če ga povežete, lahko ustvarite notranjo osvetlitev katere koli dolžine. Zamenjava pregorelega elementa je enostavna. Dve 60-vatni svetilki je mogoče zamenjati z eno 10-vatno žarnico, ne da bi to vplivalo na parametre osvetlitve.To lastnost vezja uporabljajo izkušeni električarji za identifikacijo faze v trifaznih omrežjih.
Halogenske žarnice in žarnice z žarilno nitko ne dajejo le svetlega sijaja, temveč tudi segrevajo okolje. Zaradi tega se pogosto uporabljajo v garažah, hangarjih ali delavnicah za ogrevanje prostorov. Da bi to naredili, priključijo enote na električno omrežje tako, da jih postavijo v kovinski blok. Zasnova se segreje do 60 stopinj in ohranja udobno sobno temperaturo. Vendar pa velika moč vodi do pogostega izgorevanja svetilk.
Video na temo: KAJ JE LINEARNA IN VZPOREDNA POVEZAVA
Vzporedna povezava se uporablja pri traku za razsvetljavo, lestenci, ulična razsvetljava. Vsako svetilko je mogoče krmiliti ločeno, kar poveča udobje uporabe skupnega omrežja. V sistem morate le vgraditi pravo število stikal.
V domovih in stanovanjih vzporedno z omrežjem niso povezane le luči, ampak tudi različna oprema.
Pri izdelavi svetlobnih naprav z LED elementi se pogosto uporablja mešana povezava, ki temelji na zaporedni verigi bremen, ki ji sledi vzporedna povezava z isto verigo.
Nasveti za ogled: Kako razumeti - zaporedno ali vzporedno povezati svetilke ali obremenitev
Primer izračuna povezave svetilk različnih moči
Da bi razumeli razlike, je dovolj poznati Ohmov zakon in druge preproste električne zakone.
Recimo, da obstaja žarnica z žarilno nitko z napetostjo 220 voltov. Pri 50 Hz je čisto aktiven upor, zato ga je bolj priročno obravnavati pri začetnih vprašanjih. Če ima svetilka moč 100 vatov, potem ko jo priključite, bo skozi njo tekel tok I=P/U=100 vatov/220 voltov=0,5 A (približno dovolj za sklepanje). Nanj bo padla polna omrežna napetost 220 voltov. Izračunate lahko odpornost žarilne nitke: R=U/I=220 voltov /0,5 amperov =400 ohmov (približno).
Če priključite drugo podobno žarnico vzporedno s prvo, je očitno, da bo vsa omrežna napetost uporabljena za vsako žarnico. Trenutna poraba Ipcr se bo razdelila na dva toka in skozi vsako žarnico bo šel tok I=U/R=220 voltov/400 ohmov=0,5 ampera. Porabljeni tok bo enak vsoti obeh tokov (tako pravi prvi Kirchhoffov zakon) in bo 1 A. Posledično bosta obe sijalki pod polno napetostjo, nazivni tok bo tekel skozi njiju in skupni svetlobni tok bo enak dvakratnemu toku ene svetilke.
Če sta dve enaki svetilki povezani zaporedno, se omrežna napetost razdeli med njima in na vsako pade približno 110 voltov. Skupni upor vezja bi bil Rcomm=400+400=800 ohmovin tok skozi vsako žarnico (pri zaporedni vezavi je enak za vsak element) bo I Lamps=U/Rob=220 voltov/800 Ohm = 0,25 A. Kot rezultat se izkaže:
- na vsaki žarnici pade le polovica omrežne napetosti;
- skozi vsako žarnico teče tok, zmanjšan od nazivnega toka za 2-krat.
Za oceno svetlobnega toka žarnic z žarilno nitko v tem primeru lahko uporabimo Joule-Lenzov zakon. Luminescenca žarnic z žarilno nitko je posledica segrevanja žarilne nitke. V času t bo žarilna nitka sprostila količino toplote V=jaz2*R*t=U*I*t. Tok bo prepolovljen, napetost ene žarnice tudi prepolovljena. Pomeni, da lahko pričakujemo, da se bo svetlobni tok zmanjšal za 2*2=4-krat. Pri dveh žarnicah bo tok prepolovljen glede na eno žarnico v nominalnem načinu. To pomeni, da bosta dve žarnici, povezani zaporedno, svetili približno dvakrat manj kot ena.
Težavo lahko rešimo z uporabo svetilk z delovno napetostjo, ki je polovica omrežne. Če uporabite dva stovatna svetlobna vira pri 127 voltih, bo 220 voltov razdeljeno na polovico in bo vsaka svetilka delovala v nominalnem načinu, svetlobni tok v primerjavi z eno svetilko enake moči se podvoji. Toda s tem se ne znebite glavne pomanjkljivosti te sheme - če ena svetilka odpove, se tokokrog prekine in tudi druga svetilka preneha svetiti.
Vse zgoraj navedeno velja za sijalke z enako močjo. Če je moč svetilk opazno drugačna, se v tokokrogih pojavijo naslednji učinki. Recimo, da ima ena 220-voltna svetilka moč 70 vatov, druga pa 140 vatov.
Nato nazivni tok prvega I1=P/U=70/220=0,3 ampera (zaokroženo), drugo I2=140/220=0,7 ampera.. Odpornost žarilne nitke manj močne svetilke R1=U/I=220/0,3=700 ohm, drugi - R2=220/0,7=300 ohm.
Žarnica z večjo močjo ustreza manjšemu uporu žarilne nitke.
Pri vzporedni povezavi bo napetost obeh naprav enaka, skozi vsako svetilko pa bo tekel drugačen tok. Skupna poraba toka je vsota dveh tokov Iptr=0,3+0,7=1 amper. Vsaka žarnica deluje v nominalnem načinu in porabi svoj tok.
Pri zaporedni povezavi bo tok omejen z uporom Rcomm=300+700=1000 Ohm in bo enakovreden I=U/R=220/1000=0,2 A. Napetost bo porazdeljena sorazmerno z uporom žarilne nitke (močjo). Na 140-vatni žarnici bo to 1/3 220 voltov - približno 70 voltov. Na nizko vatni žarnici je 2/3 220 voltov. To je približno 140 voltov. Obe sijalki bosta zaradi zmanjšane napetosti in toka premalo izračunani, vendar bo način zanju lahek. Drugače pa je, če svetilke uporabljamo pri polovični omrežni napetosti. Na sijalki z manjšo močjo bo napetost višja od dovoljene, razlika pa bo tem večja, čim večja je razlika v moči. Takšna svetilka bo kmalu propadla.To je še ena pomanjkljivost serijskega povezovanja svetilk. Zato se ta povezava v praksi redko uporablja. Izjema je serijska vezava fluorescenčnih sijalk. Menijo, da s to shemo delujejo bolj enakomerno.
Če povzamemo razlike med vzporedno in zaporedno povezavo:
- pri vzporedni vezavi je napetost na vseh porabnikih enaka, tok se porazdeli sorazmerno z močjo sijalk (če je moč enaka, bodo tokovi enaki), skupna poraba toka je enaka vsoti tokovi vseh svetilk;
- Pri zaporedni povezavi bo tok skozi vse sijalke enak, določen s skupnim uporom tokokroga (in bo manjši od toka sijalke z najmanjšo močjo), napetost pri porabnikih pa bo porazdeljena sorazmerno z močjo svetilk (če je enaka, bodo napetosti enake).
Z uporabo teh načel lahko analizirate delovanje katerega koli vezja.
Kako se izogniti napakam
Električne naprave je treba priključiti na omrežje v skladu s pravili elektrotehnike. Posebnosti povezave niso očitne in so lahko nerazumljive ljudem, ki so oddaljeni od teme.
Pomembno je upoštevati:
- Vsaka vrsta povezave ima posebnosti, povezane z Ohmovim zakonom. Pri zaporedni vezavi je tok enak na vseh odsekih vezja, medtem ko je napetost odvisna od upora. Pri vzporedni povezavi je napetost enaka, skupni tok pa je vsota vrednosti posameznih odsekov.
- Nobenega tokokroga ne smete preobremeniti, saj lahko to povzroči nestabilno delovanje naprav in poškodbe vodnikov.
- Pri vzporedni povezavi mora presek žic ustrezati uporabljeni obremenitvi, sicer je neizogibno pregrevanje vodnikov s posledičnim taljenjem navitja in kratkim stikom.
- Faza se vnese v stikalo, ničla gre v svetilko. Neupoštevanje pravila lahko pri zamenjavi žarnice povzroči električni udar, saj je naprava pod napetostjo tudi, ko je ugasnjena.
- Glavna žica iz svetilke je priključena na skupni priključek. Če je priključen na vtičnico, bo deloval le del vezja.
- Pred namestitvijo stikala je bolje, da predhodno označite žice. Pri namestitvi bo enostavno povezati istoimenske vodnike med seboj.
Neupoštevanje priporočil lahko povzroči nestabilno delovanje svetlobne opreme, hitro izgorevanje svetilk in povzroči resne poškodbe s smrtnim tveganjem.
