+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Последовательное и параллельное соединение ламп

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

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

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

Следующий момент Вы должны понять и запомнить:

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

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

А теперь рассмотрим виды соединений:

Последовательное соединение ламп накаливания.

Последовательное соединение ламп накаливания в домашнем быту используется редко. В свое время я подключал две лампы последовательно у себя в подъезде, но это был единичный случай.

Тут ситуация была такая, что подъездная лампа перегорала с периодичностью в один месяц, и надо было что-то делать.

Обычно, в таких случаях лампу включают через диод, чтобы она питалась пониженным напряжением 110В и долго служила. Вариант проверенный, но при этом сама лампа мерцает, да и светит в полнакала.

Когда же стоят две последовательно, то они так же питаются пониженным напряжением 110В, не мерцают, долго служат, светят и потребляют энергии как одна. Причем их можно развести по разным углам помещения, что тоже плюс.
Но повторюсь – это редкий случай.

Посмотрите на рисунок ниже. Здесь изображены две схемы последовательного соединения ламп накаливания.

В верхней части рисунка показана принципиальная схема, а в нижней части – монтажная. Причем для лучшего восприятия, монтажная схема показана с реальным изображением ламп и двужильного провода.

Здесь в линии коричневого цвета, лампы HL1 и HL2 соединены последовательно – одна за другой. Поэтому такое соединение называют последовательным.

Если подать напряжение питания 220В на концы L и N, то загорятся обе лампы, но гореть они будут не в полную силу, а в половину накала. Так как сопротивление нитей ламп рассчитано на питающее напряжение 220В, и когда они стоят в цепи последовательно, одна за другой, то за счет добавления сопротивления нити накала следующей лампы, общее сопротивление цепи будет увеличиваться, а значит, для следующей лампы напряжение всегда будет меньше согласно закону Ома.

Поэтому при последовательном соединении двух ламп напряжение 220В будет делиться пополам, и составит 110В для каждой.

На следующем рисунке показаны три лампы соединенные последовательно.

На этой схеме напряжение на каждой лампе составит около 73 Вольт, так как будет делиться уже между тремя лампами.

Так же примером последовательного соединения могут служить новогодние гирлянды. Здесь из миниатюрных лампочек с низким питанием создается одна лампа на напряжение 220В.

Например, берем лампочки, рассчитанные на 6,3 Вольта и делим их на 220 Вольт. Получается 35 штук. То есть, чтобы сделать одну лампу на напряжение 220В, нам нужно соединить последовательно 35 штук с напряжением питания 6,3 Вольта.

P.S. Так как напряжение в сети не постоянно, то расчет лучше производить исходя из 245 – 250 Вольт.

Как Вы знаете, у гирлянд есть один недостаток. Перегорает одна из ламп, например, канала зеленого цвета, значит, не горит канал зеленого цвета. Тогда мы идем на базар, покупаем лампочки зеленого цвета, а потом дома по одной вынимаем, вставляем новую, и пока не заработает канал, перебираем его весь.

Вывод:

Недостатком последовательного соединения является то, что если выйдет из строя хоть одна из ламп, гореть не будут все, так как нарушается электрическая цепь.

А вторым недостатком, как Вы уже догадались, является слабое свечение. Поэтому последовательное соединение ламп накаливания на напряжение 220В в домашних условиях практически не применяется.

Параллельное соединение ламп.

Параллельным соединением называют такое соединение, где все элементы электрической цепи, в данном случае лампы накаливания, находятся под одним и тем же напряжением. То есть получается, что каждая лампа, своими контактами, подключена и к фазе и к нулю. И если перегорит любая из ламп, то остальные будут гореть. Именно такое соединение ламп, рассчитанных на напряжение питания 220В, используется в домашнем быту, и не только.

На следующем рисунке так же изображено параллельное соединение. Здесь все три лампы соединены в одном месте. Еще такое соединение называют «звезда»

Бывают моменты, что когда именно из одной точки нужно развести проводку в разные направления.

Кстати, именно «звездой» делают разводку по квартире при монтаже розеток.

Ну вот в принципе и все. И как всегда по традиции ролик о последовательном и параллельном подключении ламп

Теперь я думаю, у Вас не должно возникнуть проблем с последовательным и параллельным соединением ламп.
Удачи!

5 применений последовательного соединения ламп

Как известно, в быту повсеместно используется параллельное подключение ламп. Однако последовательная схема также может применяться и быть полезна.

Давайте рассмотрим все нюансы обеих схем, ошибки которые можно допустить при сборке и приведем примеры практической их реализации в домашних условиях.

Последовательная схема подключения

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

Имеем:

  • две лампы вкрученные в патроны
  • два провода питания выходящие из патронов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какая лампочка будет светить ярче и почему

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

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

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

Удельное сопротивление ее вольфрамовой нити значительно больше чем у двухсотки, а следовательно падение напряжения на ней сравнимо с напряжением в сети.

При последовательном соединении ток будет одинаков в любом участке цепи.

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

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

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

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

Недостатки схемы

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

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

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

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

Ошибки при сборке схемы и подключении выключателя

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

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

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

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

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

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

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

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

Применение в быту

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

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

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

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

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

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

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания

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

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

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

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

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

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

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

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

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Схема параллельного подключения

Теперь давайте рассмотрим параллельную схему соединения.

При параллельном включении концы питающих проводов двух лампочек, просто скручиваются между собой. Далее, на них подается напряжение 220V.

Таким образом можно подключить любое количество светильников. Самое главное, чтобы сечение питающих проводников было рассчитано на такую нагрузку.

В этом случае все светиться и гореть у вас будет ровно с такой яркостью, на которую изначально и были рассчитаны светильники.

На практике, конечно в одну кучу все провода не скручиваются, а поступают несколько иначе. Пускают один общий протяженный кабель, а уже к нему, в виде отпаек, подсоединяются отдельные лампочки.

Пи этом схема может быть как шлейфная, так и лучевая. Но обе они являются параллельными.

Данная схема применяется повсеместно — в многорожковых люстрах, в уличных светильниках, в домашних декоративных светильниках и т.д.

И если при этом перегорит любая лампочка, остальные как ни в чем ни бывало продолжат светиться.

Напряжение на них подается одновременно и всегда составляет номинальные 220В.

Но все таки при монтаже освещения у себя дома, используя параллельное подключение, не забывайте и о последовательном.

Как было указано выше, оно тоже имеет свои преимущества в определенных ситуациях и может здорово помочь с решением множества задач (декоративная подсветка, светильники-обогреватели, «вечная» лампочка и т. д).

схема, смешанное подключение, плюсы и минусы

На чтение 6 мин Просмотров 1.1к. Опубликовано Обновлено

При размещении сетевых осветительных приборов (ламп или светодиодных лент) сомнений в том, как подключать их между собой, как правило, не возникает. Если они рассчитаны на напряжение 220 Вольт, традиционно применяемый способ включения – соединение в параллель. Последовательное подключение лампочек используется лишь в редких случаях, когда на их основе делаются гирлянды, например. Другая распространенная причина применения этого способа – желание повысить срок эксплуатации осветительных изделий, используя их на неполную рабочую мощность.

Последовательное соединение

Последовательная схема подключения

Нетиповое последовательное подключение лампочек к сети 220 Вольт отличается следующими характеристиками:

  • через все включенные в цепь осветительные элементы течет одинаковый ток;
  • распределение падений напряжений на них будет пропорционально внутренним сопротивлениям;
  • соответственно этому распределяется мощность, расходуемая на каждом осветителе.

При последовательном соединении лампочек в схеме с общим выключателем рассчитанные на 220 Вольт осветители будут гореть не в полную силу.

При установке в цепочку двух лампочек накаливания с различной мощностью P ярче горит та из них, что обладает большим сопротивлением, то есть менее энергоемкая. Объясняется это очень просто: из-за большего внутреннего сопротивления напряжение на ней будет более значительным по величине. Поскольку в формулу для P этот параметр входит в квадрате P=U2/R – то при фиксированном сопротивлении на ней рассеивается большая мощность (она горит ярче).

Преимуществом последовательного включения ламп является более щадящий режим работы из-за меньшей мощности, потребляемой на каждой из них. Во всех остальных отношениях такой способ подсоединения нежелателен, поскольку его отличают следующие характерные недостатки:

  • при выходе из строя одной лампы обесточивается вся цепь, так что осветительная линия полностью перестает работать;
  • при установке различных по мощности лампочек они дают разное свечение;
  • невозможность использования последовательной схемы при соединении энергосберегающих ламп (для них нужно полное напряжение 220 Вольт).

Последовательный вариант оптимально подойдет для создания «мягкого света» в светильниках-бра или при изготовлении гирлянд из низковольтных светодиодных элементов.

Параллельное включение

Параллельное соединение лампочек

Классическое параллельное подключение ламп отличается от последовательного способа тем, что в этом случае ко всем осветителям прикладывается полное сетевое напряжение.

При параллельном подключении лампочек через каждое из ответвлений протекает «свой» ток, зависящий от сопротивления данной цепочки.

Проводники, подводимые к цоколям и патронам ламп, подсоединяются к одному проводу в виде параллельной сборки. К бесспорным преимуществам этого метода относят следующие его особенности:

  • при перегорании одной из лампочек остальные продолжают работать;
  • в каждой из ветвей они горят в полную мощность, поскольку ко всем одновременно приложено полное напряжение;
  • допускается использовать энергосберегающие лампочки;
  • для подключения к сети достаточно вывести из комнатной люстры нужное количество фазных проводников и оформить их в виде коммутируемой группы.

Недостатков у этого метода практически нет, за исключением большого расхода проводников при сильно разветвленных цепях. Без проблем можно подключить несколько лампочек к одному проводу за счет использования принципа разводки. Типовая схема параллельного соединения лампочек с выключателем ничем особым не отличается от обычного включения. В этом случае в нее дополнительно вводится клавишный переключатель.

Законы смешанного соединения

Смешанное соединение

Смешанное включение осветителей описывается следующим образом:

  • В его основе лежит параллельное соединение нескольких электрических ветвей.
  • В некоторых из ответвлений нагрузки включаются последовательно в виде ряда лампочек, располагающихся одна за другой.

В отдельные параллельные ветви допускается подключать различные типы потребителей, включая лампы накаливания, а также галогенные или светодиодные источники.

При рассмотрении особенностей смешанного соединения обязательно учитываются следующие закономерности:

  • Через каждый из последовательно включенных участков цепи протекает один и тот же ток.
  • При прохождении через звено с параллельно включенными потребителями он разветвляется, а на выходе снова становится однолинейным.
  • С увеличением количества элементов в рабочей цепи абсолютная величина тока в ней уменьшается.
  • Напряжение на одном звене равно произведению токовой составляющей на общее сопротивление ветви (закон Ома).
  • При росте числа элементов в цепи напряжение на каждом из них соответственно уменьшается.

Смешанный способ подключения имеет ряд преимуществ, определяемых достоинствами каждой из двух основных схем соединения. От последовательного он «унаследовал» его экономичность, а от параллельного – возможность работать даже при выходе из строя элемента в одной из комбинированных цепочек.

Рекомендуется при использовании смешанной схемы группировать в последовательные цепи лампы одинаковой мощности, а в параллельные ветви ставить осветители с различным энергопотреблением.

Типы ламп и схемы подключения

Перед монтажом различных видов осветительных приборов желательно ознакомиться с принципом работы и их внутренним устройством, а также с особенностями схемы включения в питающую сеть. Также важно знать, что каждая из разновидностей способна работать длительное время лишь при строгом соблюдении правил эксплуатации.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы часто устанавливают в служебных помещениях

Помимо традиционных ламп накаливания для освещения служебных и частично бытовых пространств нередко применяются их люминесцентные трубчатые аналоги. Они чаще всего устанавливаются на следующих объектах:

  • в цехах и на конвейерных линиях промышленных производств;
  • в административных зданиях и в различных боксах;
  • в гаражах, торговых залах и подобных им местах общественного пользования.

Значительно реже они используются в домашних условиях – иногда ставят на кухне для организации подсветки рабочей зоны.

Особенностью люминесцентных осветителей является невозможность прямого подключения к сети 220 Вольт, так как для пробоя газового столба требуется высокое напряжение. Для их включения используется особая электронная схема, в состав которой входят такие элементы запуска как дроссель, стартер и высоковольтный конденсатор (в некоторых случаях он не обязателен).

В последние годы неэкономичные и сильно гудящие во время работы дроссельные преобразователи заменяются так называемым «электронным балластом». Порядок его подключения обычно указывается в виде схемы, изображенной на корпусе прибора.

При использовании электронного адаптера подключается одна газоразрядная лампа, либо устанавливается сразу две штуки, соединенные последовательно.

Галогенные источники и светодиодные лампы

При монтаже подвесных потолков традиционно устанавливают галогенные лампы

Осветители первого типа традиционно устанавливаются при монтаже подвесных и натяжных потолков. Они также идеально подходят при необходимости освещения зон с повышенной влажностью, так как выпускаются в нескольких модификациях. Одно из них рассчитано на работу от 12-ти Вольт. Для их получения в районе потолочных перекрытий устанавливается преобразователь, рассчитанный на соответствующее выходное напряжение.

Для светодиодных ламп характерно наличие встроенного драйвера, позволяющего получать нужное напряжение питания (12 или 24 Вольта). Образцы светодиодных осветителей, рассчитанные на работу от 220 Вольт, включаются подобно лампам накаливания. Но в отличие от обычных осветителей включать их в виде последовательной цепочки не рекомендуется.

Важно правильно подбирать тип ламп для определения нужного порядка их подключения. Не допускается соединять в последовательную цепочку энергосберегающие осветители, при монтаже люминесцентных и галогенных светильников руководствуются схемами их включения. При пониженном сетевом напряжении энергосберегающие лампы быстро выходят из строя, а люминесцентные осветители могут совсем не загореться.

Параллельное подключение лампочек

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

Параллельное подключение светильников к проводам питания

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

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

Схема подключений

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

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

Параллельное и последовательное соединение

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

Схема параллельного соединения лампочек

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

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

I = I1 + I2 + I3.

Мощность цепи (Р) находится как сумма мощностей всех участков (Р1, Р2, Р3):

Р = Р12 + Р3.

Сопротивление (R) для трех нагрузок определяется из выражения:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3,

где R1, R2, R3 – сопротивления лампочек.

Типы ламп и схемы подключения

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

Галогенные

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

Схема подключения галогенной лампы

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

Схема подключения галогенных ламп

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

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

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

Пример расчета

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

Потери в проводах питания лампочек

Напряжение на первой и второй лампочках составят:

V1 = VR(2r + R)/(4r2 +6rR + R2) = 10,34 В,

V2 = VR2/(4r2 +6rR + R2) = 9,54 В.

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

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

Люминесцентные

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

На рис. ниже изображена схема светильника с расщепленной фазой. Две лампы подключены к сети переменного напряжения параллельно. Обе они содержат индуктивные балласты (L1) и (L2). Но к лампе (2) подключен дополнительный балластный конденсатор (Сб), благодаря которому создается сдвиг тока по фазе на 600.

Схема двухлампового светильника

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

Видео про подключения

Про особенности параллельного и последовательного подключения рассказывает видео ниже.

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

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

Как соединены между собой лампы на схемах

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.

Люстра с большим числом лампочек

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.

Последовательное соединение и разная яркость лампочек 40 Вт и 60 Вт

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.

Параллельное соединение лампочек

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.

Параллельное и последовательное соединение лампочек

При самостоятельно обустройстве системы освещения может быть использовано параллельное и последовательное соединение лампочек.

Оба варианта имеют характерные достоинства и некоторые недостатки, поэтому к выбору типа подсоединения нужно подойти очень внимательно.

Последовательное и параллельное подключение ламп

Подключение любой, даже самой простой лампочки, предполагает подсоединение одного контакта на фазу, а второго – к нулю в условиях стабильного бытового напряжения в 220В.

При самостоятельном выполнении параллельного подключения в обязательном порядке соблюдается правило, при котором одни контакты всех ламп подсоединяются на фазу, а все другие контакты – исключительно к нулю.

В этом случае, через каждый источник света проходит электрический ток, показатели которого зависят от мощности лампы.

Такой способ подключения принято считать наиболее удобным и распространённым, что обусловлено возможностью со временем легко дополнять осветительную систему другими лампами без ущерба для уже установленных источников света.

Последовательное подсоединение предполагает разделение подаваемого напряжения на все источники света, мощность которых примерно равна. При таком способе важно учитывать, что лампа, имеющая слишком низкую мощность по сравнению с другим подключаемым источником света, очень быстро выйдет из строя.

Как показывает практика, выполнение последовательного подсоединения двух или более источников света светодиодного или люминесцентного является нецелесообразным, что обусловлено заложенной конструктивной долговечностью.

Лампочки, соединенные параллельно

Параллельное соединение может быть лучевым и шлейфным:

  • первый вариант предполагает подсоединение отдельного двухжильного или трёхжильного кабеля на каждый источник света;
  • второй вариант заключается в подсоединения «фазы» и «нейтрали» от щитка к первому источнику света и далее, кроме последнего осветительного прибора, к которому подключается по два кабеля.

Параллельное соединение лампочек

Лучевая схема является более надежной, но с большим расходом кабеля, и схождением в одной точке значительного количество электрических проводов. Шлейфное подсоединение отличается тем, что при сбое на определенном участке, все расположенные дальше светильники перестают работать.

Основным преимуществом параллельного лучевого соединения осветительных приборов является сохранение работоспособности всех источников освещения при выходе из строя какой-либо одной лампы.

Лампочки, соединенные последовательно

Последовательный вариант соединения ламп в бытовых условиях используется достаточно редко, что обусловлено особенностями эксплуатации осветительных приборов от электрической сети в 220В.

При последовательном типе соединения, подключение каждого последующего резистора к предыдущему осуществляется с образованием неразрывной цепи, но без наличия разветвлений. Общие показатели напряжения, приложенного к электрической цепи, равняется суммарному напряжению на всех элементах, которые входят в эту цепь.

Последовательное соединение лампочек и параллельное – схема

Например, при общем напряжении в 220В, количество последовательно соединяемых низковольтных осветительных приборов, которые рассчитаны на потребление в 10В, может составлять 22 штуки.

Способ последовательного соединения носит бытовое название «гирляндный», поэтому обрыв даже на одном из участков сопротивления способствует выключению или «разрыву» всей электрической цепи.

Одним из наиболее эффективных источников освещения является натриевая лампа высокого давления, заявленный срок эксплуатации которой 15000 часов.

Что такое диммер для ламп накаливания и как правильно выбрать прибор, читайте тут.

Обзор основных типов поломок люстр с пультом д/у читайте на этой странице. Эта статья поможет вам самостоятельно наладить люстру.

Типы ламп и схемы подключения

Подсоединение традиционных ламп накаливания, как правило, не вызывает особых сложностей, но при подключении осветительных приборов галогенного и люминесцентного типа, существует целый ряд существенных отличий, который обязательно должны учитываться.

Например, запитывание галогенных ламп пониженным напряжением позволяет обезопасить эксплуатацию таких осветительных приборов, а лампочки в этом случае, должны подключаться к вторичной обмотке на 12В параллельно, при помощи специальных клеммных колодок.

Лампы накаливания все больше уходят в прошлое. Как выбрать энергосберегающую лампочку – основные виды ламп и критерии выбора.

Знаете ли вы для чего нужен балласт для люминесцентных ламп? Об этом вы можете узнать тут.

Люминесцентные лампы характеризуются так называемым «эффектом мерцания», поэтому должны эксплуатироваться с применением стандартных пускорегулирующих устройств.

В этом случае целесообразно использовать параллельный вариант подключения нескольких источников света к сети с переменным напряжением, что способствует снижению суммарной пульсации исходящего светового потока.

Видео на тему

параллельное, последовательное соединение, последовательность работ

После того как составили план расположения точечных светильников на потолке, в подсветке шкафа, приходится задуматься об их электрическом подключении. Как подключить точечные светильники, по каким схемам, какими проводами и кабелями — обо всем этом дальше. 

Содержание статьи

Последовательное соединение

Подключить точечные светильники можно последовательно, хотя это — не лучший выход. Несмотря на то, что этот тип соединения требует минимального количества проводов, в быту он практически не используется. Все потому что имеет два существенных недостатка:

  1. Лампы светятся не в полную силу, так как на них подается пониженное напряжение. Насколько пониженное — зависит от количества подключенных лампочек. Например, подключено к 220 В три лампы — делить надо на 3. Это значит, что на каждый светильник приходит по 73 В. Если подключено 5 ламп, делим на 5 и т.д.

    Принцип последовательного соединения

  2. Если перегорает одна лампочка — не работают все. Найти причину неисправности можно только последовательно меняя лампочки во всей цепочке.

Именно по этим причинам такой тип подключения применяется исключительно в елочных гирляндах, где собрано большое количество маломощных источников света. Можно, конечно, первый недостаток использовать: подключить последовательно к сети 220 В лампочки на 12 В в количестве 18 или 19 штук. В сумме они дадут 220 В (при 18 штуках 216 В, при 19 — 228 В). В этом случае не понадобиться трансформатор и это плюс. Но при перегорании одной из них (или даже ухудшении контакта), искать причину придется долго. И это большой минус, который сводит на нет все положительные моменты.

Схема последовательного соединения лампочек (точечных светильников)

Если вы решили подключить точечные светильники последовательно, сделать это просто: фаза обходит все светильники один за другим, ноль подается на второй контакт последней лампочки в цепи.

Если говорить о фактической реализации, то фаза от распределительной коробки подается на выключатель, оттуда — на первый точечный светильник, со второго его контакта — на следующий…. и так до конца цепочки. Ко второму контакту последнего светильника подключается нулевой провод (нейтраль).

Схема последовательного подключения точечных светильников через одноклавишный выключатель

У этой схемы есть одно практическое применение — в подъездах домов. Можно параллельно подключить две лампочки накаливания к обычной сети 220 В. Они будут светиться в пол накала, но перегорать будут крайне редко.

Параллельное соединение

В большинстве случаев используется параллельная схема подключения точечных светильников (ламп). Даже несмотря на то что требуется большое количество проводов. Зато напряжение на все осветительные приборы подается одинаковое, при перегорании не работает одна, все остальные — в работе. Соответственно, никаких проблем с поиском места поломки.

Схема параллельного подключения точечных светильников

Как подключить точечные светильники параллельно

Есть два способа параллельного соединения:

  • Лучевой. На каждый осветительный прибор идет отдельный кабель (двух или трехжильный — зависит от того, есть у вас заземление или нет).
  • Шлейфное. Пришедшая от выключателя фаза и нейтраль со щитка заходят на первый светильник. От этого светильника идет кусок кабеля на второй, и так далее. В результате к каждому светильнику, кроме последнего, оказывается подключенным по четыре куска кабеля.

    Способы реализации параллельного подключения

Лучевая

Лучевая схема подключения более надежна — если проблемы случаются, то не горит только эта лампочка. Есть два минуса. Первый — большой расход кабеля. С ним можно смириться, так как делается проводка один раз и надолго, а надежность такой реализации высокая. Второй минус — в одной точке сходится большое количество проводов. Качественное их соединение — непростая задача, но решаемая.

Соединить большое количество проводов можно при помощи обычной клеммной колодки. В этом случае с одной стороны подается фаза, при помощи перемычек она разводится на нужное число контактов. С противоположной стороны подключаются провода, идущие к лампочкам.

Способы соединения проводов при лучевом исполнении

Практически так же можно использовать клеммники Ваго на соответствующее число контактов. Выбрать надо модель для параллельного соединения. Лучше — чтобы они были заполнены пастой, предотвращающей окисление. Этот способ хорош — легок в исполнении (зачистить провода, вставить в гнезда и все), но очень много низкокачественных подделок, а оригиналы стоят дорого (и то не факт, что вам продадут оригинал). Потому многие предпочитают пользоваться обычной клеммной колодкой. Кстати, есть они нескольких видов, но более надежными считаются карболитовые с защитным экраном (на рисунке выше они черного цвета).

И последний приемлемый способ — скрутка всех проводников с последующей сваркой (пайка тут не пойдет, так как проводов слишком много, обеспечить надежный контакт очень сложно). Минус в том, что соединение получается неразъемным. В случае чего, придется удалять сваренную часть, потому нужен «стратегический» запас проводов.

Подробнее о способах соединения электрических проводов читаем тут.

Пример исполнения лучевого подключения точечных светильников

Чтобы уменьшить расход кабеля при лучевом способе соединения, от выключателя до середины потолка тянут линию, там ее закрепляют, и от нее разводят провода к каждому светильнику. Если надо сделать две группы, ставят двухклавишный (двухпозиционный) выключатель, от каждой клавиши тянут отдельную линию, потом расключают светильники по выбранной схеме.

Шлейфное соединение

Шлейфное соединение применяют тогда, когда светильников очень много и тянуть к каждому отдельную магистраль очень уж накладно. Проблема при таком способе реализации в том, что при проблеме соединения в одном месте, все остальные тоже оказываются неработоспособны. Зато локализация повреждения проста: после нормально работающего светильника.

Фактическая реализация параллельного соединения шлейфным способом

В этом случае также можно разделить светильники на две или больше группы. В этом случае понадобиться выключатель с соответствующим количеством клавиш. Схема подключения в этом случае выглядит не очень сложно — добавиться еще одна ветка.

Как подключить точечные светильники к двойному выключателю

Собственно, схема справедлива для обоих способов реализации параллельного подключения. При необходимости можно сделать и три группы. Такие — трехпозиционные — выключатели тоже есть. Если же нужны четыре группы — придется ставить два двухпозиционных.

Подключение встроенных потолочных светильников со светодиодными лампами на 12 в

Точечные светильники могут работать и от пониженного напряжения 12 В. В них тогда ставят светодиодные лампочки. Подключатся они по параллельной схеме, питание подается с трансформатора (преобразователя напряжения). Его ставят после выключателя, с его выходов подают напряжение на светильники.

Схема подсоединения точечных светильников на 12 В через общий трансформатор

В этом случае мощность трансформатора находят как суммарная мощность подключенной к нему нагрузки, с запасом в 20-30%. Например, установить надо 8 точек освещения по 6 ватт (это мощность светодиодных лампочек). Общая нагрузка — 48 Вт, запас берем 30% (для того чтобы транс не работал на пределе возможностей и служил дольше). Получается надо искать преобразователь напряжения мощностью не ниже 62,4 Вт.

Если хочется источники света разбить на несколько групп, нужны будут несколько трансформаторов — по одному на каждую группу. Также нужен будет многопозиционный выключатель (или несколько обычных).

Подключение светильников на 12 В через двойной выключатель

Обе эти схемы имеют один недостаток — при выходе из строя адаптера не работает группа лам или даже все. При желании можно подключить точечные светильники  на 12 вольт так, чтобы повысить надежность их работы. Для этого к каждому источнику света устанавливают свой трансформатор.

Подключение точечных светильников на 12 В с персональным трансформатором

С точки зрения эксплуатации практически идеальная схема подключения светильников на 12 вольт — с трансформатором на каждый элемент освещения.

Схема подключения точечных светильников на 12 В с персональным трансформатором

В этом случае параллельно подключаются трансформаторы, а к их выходам — сами светильники. Такой способ получается более затратный. Но при выходе из строя трансформатора не горит только одна лампа и никаких проблем с выявлением участка повреждения.

Выбор сечения проводов

При подаче низкого напряжения ток на светильники идет большой и потери по длине будут значительные. Потому для подключения точечных светильников на 12 В важно выбрать правильное сечение кабеля. Проще всего это сделать по таблице, ориентируясь на длину кабеля, прокладываемого к каждому светильнику и потребляемый ток.

Таблица для определения сечения кабеля при подключении точечных светильников на 12 В

Ток можно высчитать: разделить мощность на напряжение. Например, подключаем четыре точечных светильника со светодиодными лампами по 7 Вт. Напряжение — 12 В. Суммарная мощность — 4*7 = 28 Вт. Ток — 28 Вт/12 В = 2,3 А. В таблице берем ближайшее большее значение силы тока. В данном случае это 4 А. При длине линии до 8,5 метров можно брать медный кабель сечением 0,75 мм2. Такое малое сечение получается исключительно из-за малой мощности светодиодных ламп. При использовании экономок, галогенок или ламп накаливания, сечение будет намного больше, так как токи значительно возрастают.

Этот способ расчета сечения кабеля подходит для шлейфного типа параллельного соединения с одним трансформатором. При лучевом те же самые действия приходится производить для каждого светильника.

 Особенности монтажа

Монтируют точечные светильники обычно в подвесные или натяжные потоки. Еще вариант — подсветка шкафов. В любом случае, согласно ПУЭ, прокладка получается скрытой, и рекомендовано использовать кабель в негорючей оболочке. Наиболее популярный вариант — подключить точечные светильники кабелем ВВГнг. По желанию можно выбрать еще более безопасную его версию — ВВГнг Ls, которая во время пожара выделяет мало дыма.

Использование кабелей или проводов, не содержащих в маркировке буквы НГ — только на ваш страх и риск. Так как при работе освещения выделяется тепло, что может привести к возгоранию.

Если точечные светильники монтируются в подвесной потолок, кабель можно уложить в поперечные профили, к которым гипсокартон не крепится. В продольные его класть не стоит, так как высок шанс повредить саморезом изоляцию при монтаже гипсокартонных листов. Еще один вариант — крепить кабели на профили сбоку, притягивая их пластиковыми стяжками.

Укладывать кабель для подключения точечных светильников можно в поперечные профили, которые находятся повыше

В таком случае сначала собирают каркас, затем растягивают провода, оставляя концы в 20-30 см для удобства монтажа. При использовании светильников на 12 В трансформаторы располагают в непосредственной близости от одного из отверстий. При повреждении или необходимости обслуживания к нему можно добраться вытащив светильник.

Если планируется натяжной потолок, кабели крепят  в первую очередь, непосредственно к потолку. В этом случае их часто укладывают в гофрошланг — для повышения пожарной безопасности. Использовать можно любой подходящий крепеж для кабеля — стяжки, дюбель-стяжки, клипсы подходящего размера, проволочные лотки и др.

Как работают электрические схемы | Основы освещения

Базовые схемы

Электрическая цепь — это непрерывный путь, по которому электрический ток существует и / или может течь. Простая электрическая схема состоит из источника питания, двух проводов (один конец каждого подсоединяется к каждой клемме ячейки) и небольшой лампы для к которым прикреплены свободные концы проводов, идущих от ячейки.

Когда соединения выполнены правильно, цепь «замкнется», и ток будет течь через цепь и зажжет лампу.

Простая электрическая схема

После того, как один из проводов отсоединен от источника питания или в потоке сделан «разрыв», цепь теперь «разомкнута» и лампа больше не будет светиться.

На практике цепи «размыкаются» такими устройствами, как переключатели, предохранители и автоматические выключатели. Две общие схемы классификации бывают последовательными и параллельными.

Элементы последовательной цепи соединены встык; один и тот же ток течет по его частям одну за другой.

Цепи серии

В последовательной цепи ток через каждый из компонентов одинаков, и напряжение на компонентах — это сумма напряжений по каждому компоненту.

Пример последовательной цепи

Параллельные схемы

В параллельной цепи напряжение на каждом из компонентов одинаково, а полный ток представляет собой сумму токов. через каждый компонент.

Если два или более компонента подключены параллельно, они имеют одинаковую разность потенциалов ( напряжение) на их концах.Потенциальные различия между компоненты одинаковы по величине, и они также имеют одинаковую полярность. Одно и то же напряжение применимо ко всем цепям компоненты соединены параллельно.

Если каждая лампочка подключена к аккумулятору отдельным контуром, считается, что лампы параллельны.

Пример параллельной схемы.

Пример схемы

Рассмотрим очень простую схему, состоящую из четырех лампочек и одной на 6 В. аккумулятор.Если провод соединяет батарею с одной лампочкой, второй лампочкой, третьей лампочкой, а затем обратно с батареей в одну непрерывную петлю, говорят, что луковицы соединены последовательно. Если три лампочки соединены последовательно, через все их, а падение напряжения на каждой лампочке составляет 1,5 В, и этого может быть недостаточно, чтобы они светились.

Если лампочки соединены параллельно, ток, протекающий через лампочки, объединяется, образуя ток. протекает в АКБ, при этом падение напряжения равно 6.0 В на каждой лампочке, и все они светятся.

В последовательной цепи каждое устройство должно функционировать, чтобы цепь была замкнутой. Одна лампочка перегорела в последовательной цепи разрывает цепь. В параллельных цепях каждый фонарь имеет свою собственную цепь, поэтому все лампы, кроме одного, могут перегореть, и последний по-прежнему будет работать.

Учебное пособие по физике: два типа соединений

Когда в цепи с источником энергии присутствуют два или более электрических устройства, существует несколько основных способов их соединения.Они могут быть подключены последовательно или подключены параллельно . Предположим, что в одну цепь включены три лампочки. При последовательном соединении они соединяются таким образом, чтобы отдельный заряд проходил через каждую из лампочек последовательно. При последовательном соединении заряд проходит через каждую лампочку. При параллельном подключении один заряд, проходящий через внешнюю цепь, будет проходить только через одну из лампочек.Лампочки помещаются в отдельную ветвь, и заряд, проходящий через внешнюю цепь, проходит только через одну из ветвей на обратном пути к клемме с низким потенциалом. Способы подключения резисторов будут иметь большое влияние на общее сопротивление цепи, общий ток в цепи и ток в каждом резисторе. В Уроке 4 мы исследуем влияние типа подключения на общий ток и сопротивление цепи.

Обычная физическая лабораторная деятельность включает построение обоих типов цепей с лампочками, соединенными последовательно, и лампочками, соединенными параллельно. Эти две схемы сравниваются и противопоставляются.

Основные вопросы, вызывающие беспокойство при такой лабораторной деятельности, как это обычно, следующие:

  • Что происходит с общим током в цепи при увеличении количества резисторов (лампочек)?
  • Что происходит с общим сопротивлением в цепи при увеличении количества резисторов (лампочек)?
  • Если один из резисторов выключен (т.е.е., лампочка гаснет ), что происходит с другими резисторами (лампочками) в цепи? Они остаются включенными (т.е. горят)?

Изучение последовательных подключений

При проведении лабораторных работ для двух типов цепей производятся совершенно разные наблюдения. Последовательная цепь может быть построена путем соединения лампочек таким образом, чтобы оставался единственный путь для потока заряда; луковицы добавляются к той же линии без точки ветвления.По мере того, как добавляется все больше и больше лампочек, яркость каждой лампочки постепенно уменьшается. Это наблюдение является индикатором того, что ток в цепи уменьшается.

Итак, для последовательных цепей по мере добавления резисторов общий ток в цепи уменьшается. Это уменьшение тока согласуется с выводом о том, что общее сопротивление увеличивается.

Последнее наблюдение, которое является уникальным для последовательных цепей, — это эффект вынимания лампы из розетки.Если одна из трех лампочек в последовательной цепи вывинчивается из своего патрона, то наблюдается, что остальные лампочки сразу же гаснут. Чтобы устройства в последовательной цепи работали, каждое устройство должно работать. Если один погаснет, погаснут все. Предположим, что вся бытовая техника на домашней кухне подключена последовательно. Чтобы холодильник работал на этой кухне, должны быть включены тостер, посудомоечная машина, мусоропровод и верхний свет. Чтобы одно устройство, включенное последовательно, работало, все они должны работать.Если ток равен , отрежьте от любого из них, он отключается от всех. Совершенно очевидно, что приборы на кухне не подключены последовательно.

Исследование параллельных подключений

Используя тот же набор проводов, D-элементов и лампочек, можно исследовать параллельные цепи таким же образом. Можно исследовать влияние количества резисторов на общий ток и общее сопротивление.На схемах ниже изображены обычные способы построения схемы с параллельным подключением лампочек. Следует отметить, что исследование общего тока для параллельных соединений требует добавления индикаторной лампы . Лампа индикатора размещена вне ответвлений и позволяет наблюдать влияние дополнительных резисторов на общий ток. Лампочки, размещенные в параллельных ветвях, показывают только ток, протекающий через эту конкретную ветвь.Поэтому, исследуя влияние количества резисторов на общий ток и сопротивление, нужно внимательно следить за лампочкой индикатора, а не за лампочками, помещенными в ответвления. На диаграмме ниже показаны типичные наблюдения.

Из показаний лампочек индикаторов на приведенных выше схемах видно, что добавление большего количества резисторов приводит к тому, что лампочка индикатора становится ярче. Для параллельных цепей с увеличением количества резисторов общий ток также увеличивается.Это увеличение тока согласуется с уменьшением общего сопротивления. Добавление резисторов в отдельную ветвь приводит к неожиданному результату уменьшения общего сопротивления!

Если отдельная лампочка в параллельной ветви вывинчивается из патрона, то ток в общей цепи и в других ветвях все равно остается. Удаление третьей лампочки из патрона приводит к преобразованию схемы из параллельной цепи с тремя лампами в параллельную цепь с двумя лампами.Если бы приборы на домашней кухне были подключены параллельно, то холодильник мог бы работать без включения посудомоечной машины, тостера, мусоропровода и верхнего освещения. Одно устройство может работать без включения других. Поскольку каждое устройство находится в своей отдельной ветви, выключение этого устройства просто прекращает подачу заряда в эту ветвь. По другим ответвлениям к другим приборам по-прежнему будет поступать заряд. Совершенно очевидно, что бытовая техника подключена параллельно.

Аналогия с платной будкой

Эффект добавления резисторов совершенно другой, если они добавляются параллельно, по сравнению с их последовательным соединением. Последовательное добавление большего количества резисторов означает увеличение общего сопротивления; тем не менее, добавление большего количества резисторов параллельно означает уменьшение общего сопротивления. Тот факт, что можно добавить больше резисторов параллельно и добиться меньшего сопротивления, многих очень беспокоит. Аналогия может помочь прояснить причину этой изначально надоедливой правды.

Поток заряда по проводам цепи можно сравнить с потоком автомобилей по платной дороге в очень многолюдном мегаполисе. Основными источниками сопротивления на платных дорогах являются посты. Остановка автомобилей и принуждение их к уплате дорожных сборов не только замедляет движение автомобилей, но и в зоне с интенсивным движением транспорта также может вызвать узкое место с резервной копией на многие мили. Скорость, с которой автомобили проезжают через точку на этой платной системе, значительно снижается из-за наличия платы за проезд.Понятно, что пункты пропуска дороги — это главный фактор, препятствующий потоку автомобилей.

Теперь предположим, что в попытке увеличить скорость потока Управление взимания платы за проезд решает добавить еще два пункта взимания платы за проезд на определенной станции взимания платы, где узкое место создает проблемы для путешественников. Они рассматривают два возможных способа подключения своих платных пунктов оплаты — последовательно или параллельно. При последовательном добавлении платных постов (т. Е. Резисторов) они добавляли бы их таким образом, чтобы каждая машина, движущаяся по шоссе, должна была бы последовательно останавливаться на каждой плате за проезд.При наличии только одного пути через пункты взимания платы за проезд каждая машина должна будет останавливаться и платить за проезд в каждой будке. Вместо того, чтобы платить 60 центов один раз в одной будке, теперь им придется платить по 20 центов трижды в каждой из трех платных. Совершенно очевидно, что добавление платных постов последовательно имело бы общий эффект увеличения общего сопротивления и уменьшения общей скорости потока автомобиля (т. Е. Тока).

Другим способом добавления двух дополнительных пунктов взимания платы на этой конкретной станции сбора платы за проезд является добавление пунктов взимания платы за проезд параллельно.Каждую будку можно разместить в отдельном филиале. Машины, проезжающие по платной дороге, останавливались только у одной из трех будок. У автомобилей будет три возможных пути, по которым они будут проезжать через станцию ​​сбора платы за проезд, и каждая машина выберет только один из маршрутов. Совершенно очевидно, что параллельное добавление платных постов приведет к уменьшению общего сопротивления и увеличению общей скорости потока автомобилей (т. Е. Тока) вдоль платной дороги. Как и в случае добавления дополнительных электрических резисторов параллельно, добавление дополнительных плат в параллельных ветвях создает меньшее общее сопротивление.Обеспечивая большее количество путей (то есть ответвлений), по которым заряд и автомобили могут проходить через узкие места, скорость потока может быть увеличена.

Мы хотели бы предложить … Зачем просто читать об этом и когда можно с этим взаимодействовать? Взаимодействовать — это именно то, что вы делаете, когда используете одно из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного средства построения цепей постоянного тока.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Построитель цепей постоянного тока предоставляет учащемуся набор для построения виртуальных цепей. Вы можете легко перетащить источники напряжения, резисторы и провода на рабочее место, расположить и подключить их так, как вам нужно. Вольтметры и амперметры позволяют измерять падение тока и напряжения. Нажатие на резистор или источник напряжения позволяет изменять сопротивление или входное напряжение. Это просто. Это весело. И это безопасно (если вы не используете его в ванне).


Проверьте свое понимание

1. Обратите внимание на электрическую проводку, указанную ниже. Укажите, являются ли соединения последовательными или параллельными. Объясните каждый выбор.

2. Ниже показаны две электрические схемы. Для каждой цепи укажите, какие два устройства подключены последовательно, а какие — параллельно.

Последовательно? ___________________

Параллельно? _________________

Последовательно? ___________________

Параллельно? _________________

Как подключить фары последовательно? Установка основной электропроводки

Как последовательно соединить точки освещения?

В сегодняшнем руководстве по монтажу базовой электропроводки мы покажем , как подключать точки освещения в быках? .Хотя мы знаем, что последовательное соединение для бытовой электропроводки, такой как вентиляторы, выключатели, лампочки и т. Д., Не является предпочтительным способом вместо параллельной или последовательно-параллельной проводки. Но в некоторых случаях нам также необходимо последовательно подключить и подключить электроприборы.

Как подключить фары последовательно?

На приведенном выше рисунке все три световые точки соединены последовательно. Каждая лампа подключается к следующей, то есть L (линия, также известная как фаза или фаза), подключается к первой лампе, а другие лампы подключаются через средний провод, а последний провод как N (нейтраль) подключается к тогда напряжение питания.

согласно аналогии с последовательной цепью, текущий ток одинаков во всех этих лампах / лампах накаливания, но напряжение разное, в отличие от параллельной цепи, где напряжение одинаково в каждой точке, где ток различен.

Один из основных недостатков схемы последовательного освещения, добавление или удаление одной лампы из схемы повлияет на всю схему, т. Е. Другие лампы будут тускнеть в свете, а другие подключенные устройства и приборы не будут получать достаточное или требуемое рабочее напряжение, потому что Напряжение в последовательной цепи различается в каждой точке, но текущий ток одинаков.

Любое количество точек освещения или нагрузки может быть добавлено (в соответствии с расчетом нагрузки схемы или подсхемы) в эту схему, просто продлив проводники L и N на другие лампы, но они не будут гореть в соответствии с к номинальной выходной эффективности. Короче говоря, добавление большего количества лампочек в последовательную цепь приведет к затемнению остальных световых точек.

Другой серьезный дефект цепи последовательного освещения заключается в том, что, поскольку все лампы или лампы подключены между линией L и нейтралью N соответственно, если одна из лампочек выйдет из строя, остальная часть цепи не будет работать как цепь будет разомкнута, как показано на рисунке ниже.Здесь вы можете видеть, что на линейном проводе, подключенном к лампе 3, есть перерез, поэтому лампа выключена, а остальная цепь работает нормально, т.е. лампочки светятся.

Фонари, подключенные последовательно.

Недостатки последовательной цепи освещения.

  • Обрыв провода, отказ или удаление любой отдельной лампы приведет к разрыву цепи и остановке работы всех остальных, поскольку в цепи протекает только один единственный путь тока.
  • При добавлении дополнительных ламп в цепь последовательного освещения все они будут иметь меньшую яркость.потому что напряжение распределяется по последовательной цепи. Если мы добавим больше нагрузок в последовательную цепь, падение напряжения возрастет, что не является хорошим признаком для защиты электроприборов.
  • Последовательная проводка представляет собой проводку типа «ВСЕ или НЕТ», что означает, что все устройства будут работать одновременно или все они отключатся, если произойдет сбой в любом из подключенных устройств в последовательной цепи.
  • Высокое напряжение питания необходимо, если нам нужно добавить дополнительную нагрузку (лампочки, электрические обогреватели, кондиционер и т. Д.) В последовательную цепь.Например, если пять ламп 220 В должны быть подключены последовательно, то напряжение питания должно быть: 5 x 220 В = 1,1 кВ.
  • Общее сопротивление последовательной цепи увеличивается (а ток уменьшается), когда в цепь добавляется дополнительная нагрузка.
  • В соответствии с будущими потребностями, в текущую последовательную цепь следует добавлять только те электроприборы, если они имеют тот же номинальный ток, что и ток, одинаковый в каждой точке последовательной цепи. Однако мы знаем, что электрические приборы и устройства i.е. электрические лампочки, вентилятор, обогреватель, кондиционер и т. д. имеют разный номинальный ток, поэтому их нельзя подключать последовательно для бесперебойной и эффективной работы.

Преимущества :

  • При последовательном подключении требуется проводной кабель меньшего размера.
  • Мы используем для защиты цепи для последовательного подключения предохранителей и автоматических выключателей с другими приборами.
  • Последовательная цепь нелегко получить накладные расходы из-за высокого сопротивления, когда в цепь добавляется дополнительная нагрузка.
  • Срок службы батареи в последовательной цепи больше, чем в параллельной.
  • Это наиболее простой метод электрического подключения, который позволяет легко обнаружить и устранить неисправность по сравнению с параллельным или последовательно-параллельным подключением.
Недостатки последовательной цепи освещения

Полезно знать:

  • Выключатели и предохранители должны быть подключены через линию (под напряжением).
  • Соединение электрических устройств и приборов, таких как вентилятор, розетка, лампочки и т. Д., Предпочтительнее, чем последовательное подключение.
  • Метод параллельного или последовательно-параллельного подключения более надежен, чем последовательный.

Предупреждение:

  • Электричество — наш враг, если вы дадите ему шанс убить вас, помните, они никогда его не упустят. Пожалуйста, прочтите все меры предосторожности и инструкции при выполнении этого руководства на практике.
  • Отключите источник питания перед обслуживанием, ремонтом или установкой электрического оборудования.
  • Никогда не пытайтесь работать на электричестве без надлежащего руководства и ухода.
  • Работать с электричеством только в присутствии лиц, имеющих хорошие знания, практическую работу и опыт, умеющих обращаться с электричеством.
  • Прочтите все инструкции и предупреждения и строго следуйте им.
  • Выполнение собственных электромонтажных работ опасно, а также незаконно в некоторых регионах. Прежде чем вносить какие-либо изменения в подключение электропроводки, обратитесь к лицензированному электрику или в энергоснабжающую компанию.
  • Автор не несет ответственности за какие-либо убытки, травмы или повреждения в результате отображения или использования этой информации, или если вы попробуете какую-либо схему в неправильном формате.Поэтому, пожалуйста! Будьте осторожны, потому что все дело в электричестве, а электричество слишком опасно.

Связанные руководства по установке базовой домашней электропроводки:

Серия

и параллельные соединения | Клуб электроники серии

и параллельное соединение | Клуб электроники

Следующая страница: Напряжение и ток

См. Также: символы и электрические схемы

Соединительные компоненты

Есть два способа подключения компонентов:

В серии , так что каждый компонент имеет одинаковый текущий .

Напряжение аккумулятора делится между двумя лампами. Каждая лампа будет иметь половину напряжения батареи, если лампы идентичны.

Параллельно , так что каждый компонент имеет одинаковое напряжение .

Обе лампы имеют полное напряжение батареи. Ток батареи делится между двумя лампами.

Большинство цепей содержат как последовательные, так и параллельные соединения

Иногда используются термины последовательная цепь и параллельная цепь , но только самые простые схемы полностью относятся к тому или иному типу.Лучше обратиться к конкретным компонентам и сказать, что они соединены последовательно или соединены параллельно .

Например: схема показывает резистор и светодиод, соединенные последовательно (справа) и две лампы соединены параллельно (в центре). Выключатель соединен последовательно с двумя лампами.

Другой пример см. Ниже в разделе «Параллельные лампы».


Схема с последовательным
и параллельным подключением.



Лампы серии

Если несколько ламп соединены последовательно, все они будут включаться и выключаться вместе с помощью подключенного переключателя. в любом месте цепи. Напряжение питания делится между лампами поровну (при условии, что все они идентичны).

Если перегорит одна лампа, все лампы погаснут из-за разрыва цепи.


Параллельные лампы

Если несколько ламп подключены параллельно, каждая из них имеет полное напряжение питания.Лампы можно включать и выключать независимо, подключив переключатель последовательно с каждая лампа , как показано на принципиальной схеме. Такое расположение используется для управления лампами в зданиях.

Этот тип схемы часто называют параллельной схемой , но вы можете видеть, что это не очень-то все просто — переключатели идут последовательно с лампами, а именно эти Пары переключателя и лампы , соединенные параллельно.


Коммутаторы серии

Если несколько двухпозиционных переключателей подключены последовательно, все они должны быть замкнуты (включены), чтобы замкнуть цепь.

На схеме показана простая схема с двумя последовательно включенными переключателями для управления лампой.

Переключатель S1 И Переключатель S2 должен быть замкнут, чтобы зажечь лампу.


Параллельные переключатели

Если несколько двухпозиционных переключателей подключены параллельно, только один должен быть замкнут (включен), чтобы замкнуть цепь.

На схеме показана простая схема с двумя переключателями, включенными параллельно для управления лампой.

Переключатель S1 ИЛИ Переключатель S2 (или оба) должны быть замкнуты, чтобы зажечь лампу.


Следующая страница: Напряжение и ток | Исследование


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация.Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

цепей: один путь к электричеству — Урок

(0 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 45 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Физические науки

Ожидаемые характеристики NGSS:


Резюме

Учащиеся начинают понимать явление электричества, изучая электрические цепи.Учащиеся используют основную дисциплинарную идею использования доказательств для построения объяснения, поскольку они узнают, что движение заряда по цепи зависит от сопротивления и расположения компонентов схемы. Студенты также изучают основные дисциплинарные идеи и сквозные концепции энергии и передачи энергии в контексте энергии от батареи. В одном из связанных практических занятий студенты создают и исследуют характеристики последовательных цепей. В другом задании учащиеся конструируют и собирают фонарики. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Эти диаграммы представляют собой карты, которые каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают новую принципиальную схему, либо используют существующую. Интерпретация принципиальных схем — важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.После постройки эти электрические цепи используются для освещения наших домов, питания компьютеров, запуска автомобилей и почти всех современных устройств, использующих электричество.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Опишите, как изменяется ток в последовательной цепи, когда лампочка или аккумулятор добавляются или удаляются из цепи.
  • Поймите, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, которая преобразуется в тепловую энергию и свет в лампочке.Кроме того, звуковая энергия может вырабатываться из электричества посредством движущегося диффузора динамика. В этом примере электричество преобразуется в механическое движение (для перемещения динамика), которое затем производит звуковую энергию в виде движущихся воздушных волн.
  • Опишите связи между изображениями символов цепей.
  • Найдите напряжение последовательно соединенных батарей, суммируя напряжения отдельных батарей.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Доказательства использования (например,g., измерения, наблюдения, закономерности) для построения объяснения.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия может передаваться с места на место с помощью движущихся объектов, звука, света или электрического тока.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Свет также передает энергию с места на место.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем может использоваться локально для создания движения, звука, тепла или света.С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия может передаваться различными способами и между объектами.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
ГОСТ
Колорадо — наука
  • Покажите, что электричество в цепях требует замкнутого контура, по которому может проходить ток. (Оценка 4) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Опишите преобразование энергии, происходящее в электрических цепях, в которых возникают световые, тепловые, звуковые и магнитные эффекты. (Оценка 4) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше подобной программы

Цепи

Студенты знакомятся с несколькими ключевыми понятиями электронных схем.Они узнают о некоторых физических принципах схем, ключевых компонентах схемы и их распространении в наших домах и повседневной жизни.

Параллельная схема и закон Ома: много путей для подачи электричества

Студенты изучают состав и практическое применение параллельной схемы по сравнению с последовательной схемой.Студенты проектируют и строят параллельные схемы, исследуют их характеристики и применяют закон Ома.

Электроны в движении

Студенты узнают о текущем электричестве и необходимых условиях для существования электрического тока. Учащиеся конструируют простую электрическую схему и гальванический элемент, чтобы помочь им понять напряжение, ток и сопротивление.

Сила еды

Студенты воображают, что они застряли на острове и должны создать как можно более яркий свет с помощью скудных принадлежностей, которые у них есть под рукой, чтобы привлечь внимание спасательного самолета. В небольших группах ученики создают схемы, используя предметы из своих «наборов для выживания», чтобы создать максимальное напряжение, измеряемое…

Предварительные знания

Батарея, простая схема, ток электричества, сопротивление, напряжение, ток

Введение / Мотивация

Рисунок 1. Схема простой схемы. Авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

Спросите студентов, были ли у них когда-нибудь электронная игра или игрушка, для которых требуются батарейки? (Многие ответят утвердительно.) Спросите сколько батареек нужно для игры или игрушки? (Возможные ответы: одна, две, три или четыре батарейки.) Попросите учащихся подумать, почему для некоторых электронных игр или игрушек требуется больше батарей, чем для других игр или игрушек? (Возможные ответы: некоторым игрушкам нужно больше энергии, некоторым играм нужно больше электричества.) Три батареи AA, подключенные последовательно, могут обеспечить большее напряжение, чем одна батарея AA. Это связано с тем, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую в цепи, и в цепи с тремя батареями AA «последовательно» доступно больше химической энергии, чем в цепи только с одной батареей AA.Электрические цепи, а также батареи могут быть «последовательно» или «параллельно». В ходе сегодняшнего урока мы узнаем, что означает «последовательно» и «параллельно».

Откуда инженеры-электрики знают, сколько батарей необходимо для работы электронной игры или игрушки? Один из способов определить необходимое напряжение и ток — это создать карту цепи. Инженеры-электрики могут использовать карту или принципиальную схему , чтобы определить, сколько энергии необходимо устройству для работы.

Спросите студентов, почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других — розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток другого типа, чем стенная розетка.) Ток, который исходит от батареи, называется постоянный ток (DC). Ток, который идет от розетки в наших домах или школах, называется переменным током (AC). Объясните учащимся, что многие телевизоры, компьютеры, DVD-плееры и стереосистемы имеют внутри устройства оборудование (оборудование), которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC) для работы устройства.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Что такое принципиальные схемы?

Принципиальные схемы — это графические изображения цепей или электрических устройств.Каждому компоненту схемы соответствует соответствующий стандартный символ (см. Рисунок 2). При отрисовке эти символы соединяются вместе, чтобы показать построение цепи; получившаяся диаграмма представляет собой карту, которую каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Фактически, принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают, либо используют существующую принципиальную схему. Интерпретация принципиальных схем — важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.

Рис. 2. Выбор графических обозначений принципиальной схемы. Авторское право

Copyright © Дарья Котис-Шварц, Лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2004.

Провода с очень низким сопротивлением представлены прямыми или угловыми линиями, соединяющими электрические компоненты. Резистор — это устройство, используемое для регулирования силы тока в цепи. Существует множество различных резисторов с сопротивлением от нескольких Ом до миллионов Ом.Резистор обозначен зигзагообразной линией. Есть разные способы изобразить лампочку в цепи. В этом устройстве символ, используемый для лампочки, представляет собой круг с «x», как показано на рисунке 2. Ячейка, или электрохимическая ячейка, представлена ​​двумя линиями разной длины, расположенными перпендикулярно проводной линии, чтобы показать, что между положительной и отрицательной клеммами есть напряжение; более короткая линия — отрицательная клемма аккумулятора. Батарея состоит из нескольких ячеек.Обратите внимание, что символ батареи выглядит как две ячейки подряд или последовательно. Символ переключателя показывает, что электрическое соединение может быть разомкнутым и замкнутым на контакте.

Чтобы нарисовать принципиальную схему существующей последовательной цепи, нарисуйте компоновку схемы и соответствующий символ по мере того, как вы встречаетесь с каждым элементом схемы. Хотя провода в цепи обычно изогнуты, нарисуйте провода на принципиальной схеме в виде прямых или угловых, изогнутых линий.

Как электрические элементы соединяются в цепи?

Есть много компонентов, которые могут использоваться в схемах: батареи, лампочки, провода и переключатели.Части схемы могут быть соединены двумя разными способами. Когда они соединены так, что между ними есть один проводящий путь, они, как говорят, соединены последовательно. Схема слева на Рисунке 3 показывает два последовательно включенных резистора. Когда элементы схемы соединены через общие точки, так что через цепь проходит более одного проводящего пути, они подключаются параллельно . Схема справа на рисунке 3 показывает два резистора, включенных параллельно.Обратитесь к упражнению «Лампочки и батарейки в ряд», чтобы научить студентов строить свои собственные схемы из нескольких компонентов. Типичное электрическое устройство состоит из множества более мелких последовательных и параллельных частей. В общем, только очень простые цепи могут быть полностью последовательными. Рисунок 3. Два резистора, включенных последовательно (слева) и два резистора, включенных параллельно (справа). Авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

Закон Ома и последовательные цепи

Закон Ома — это фундаментальное математическое уравнение, описывающее взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.Фактически, закон Ома определяет сопротивление: R = V / I, где R = сопротивление элемента схемы, V = общее напряжение, подаваемое в схему источником питания (например, аккумулятором), а I = ток через схема. Уравнение можно изменить (V = I * R), чтобы спрогнозировать падение напряжения на элементе схемы с известным сопротивлением и известным током, проходящим через него. Напряжение, подаваемое в цепь, V, и полное падение напряжения во всей цепи V T должны быть одинаковыми и противоположными.Это означает, что V + V T = 0. Общее падение напряжения в цепи равно: I * R T = V T , где R T — полное сопротивление в цепи. Мы рассмотрим, как найти полное сопротивление R T , в этом уроке для последовательных цепей, а также в следующем уроке и упражнениях этого модуля для цепей с параллельными элементами.

Последовательная цепь и ее схема согласования показаны на рисунке 4. Поскольку существует только один путь для движения заряда по цепи, ток во всей цепи одинаков.Когда электроны движутся по цепи, их потоку препятствует каждая лампочка, так что полное сопротивление движению заряда является суммой всех сопротивлений на пути. Из закона Ома (записанного в виде I = V / R) мы знаем, что полный ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление. На каждой лампочке есть падение напряжения. Сумма падений напряжения равна напряжению источника питания, которым в данном случае является аккумулятор. Поскольку ток одинаков во всей последовательной цепи, падение напряжения на каждой лампочке прямо пропорционально сопротивлению этой лампочки (путем перестановки уравнения закона Ома V = I * R).

Рисунок 4. Последовательная схема (слева) и соответствующая принципиальная схема (справа). Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Итак, если мы сделаем схему с тремя последовательно включенными батареями 1,5 В в качестве источника напряжения, общее напряжение составит 4,5 В, как показано на рисунке 5. Вот как производители батарей делают батареи с более высоким напряжением; они просто соединяют несколько батарей (с одинаковым потенциалом) последовательно.

Рис. 5. Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

В чем разница между постоянным и переменным током?

Постоянный ток или постоянный ток означает движение заряда в цепи только в одном направлении. Батареи, фотоэлементы и некоторые генераторы обеспечивают постоянный ток. Например, в фонарике с батарейным питанием электроны покидают отрицательную клемму батареи и перемещаются по цепи фонарика к положительной клемме.Попросите учащихся построить свой собственный фонарик с помощью действия «Осветите свой путь: проектирование-создание серийной схемы фонарика». Многие повседневные портативные устройства работают на постоянном токе. Предложите учащимся применить свои знания о таких устройствах для проектирования и сборки своих собственных игрушек в упражнении «Построить мастерскую игрушек».

В переменном или переменном токе электроны движутся вперед и назад по цепи. Из-за этого электроны перемещаются только на небольшое расстояние вокруг относительно фиксированного положения в цепи.Хотя генераторы переменного и постоянного тока похожи, переменный ток оказался более эффективным способом передачи электроэнергии. Каждый раз, когда вы подключаете электрическое устройство к розетке, вы используете переменный ток. Направление тока меняется, потому что направление напряжения на электростанции меняется. В США мы используем ток, который меняет направление 60 раз в секунду, называемый током 60 Гц.

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

На классной доске нарисуйте пример последовательной схемы, которая включает несколько компонентов (например, см. Рисунок 4).Качественно сравните ток и напряжение в разных частях схемы. Попросите учащихся сравнить ток в трех последовательно соединенных лампочках с увеличивающимся сопротивлением. (Ответ: ток одинаков во всей последовательной цепи.) Затем сравните напряжение на каждой из этих трех лампочек. (Ответ: напряжение падает, когда оно встречается с сопротивлением лампочки, поэтому первая лампочка будет иметь наибольшее напряжение, а каждая последующая лампочка будет испытывать меньшее напряжение.) Что происходит с общим напряжением при последовательном подключении аккумуляторов? (Ответ: общее напряжение — это сумма напряжений каждой батареи.)

Рис. 4. Последовательная принципиальная схема, показывающая провод, три лампочки, батарею и выключатель. Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Словарь / Определения

переменный ток: электрический ток, который меняет направление на регулярные промежутки времени.Сокращенно AC.

принципиальная схема: графическое представление схемы с использованием стандартных символов для представления каждого компонента схемы.

постоянный ток: электрический ток только в одном направлении. Сокращенно DC.

передача энергии: движение энергии в системе. Может включать преобразование одного вида энергии в другой (с некоторыми потерями). Соответствующие примеры включают электричество для движения (вентилятор), электричество для света и тепла (лампочки) и электричество для звука и движения (звуковая система).

нагрузка: устройство или сопротивление устройства, на которое подается электричество.

параллельная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая более одного проводящего пути.

резистор: устройство, используемое для управления током в электрической цепи путем обеспечения сопротивления.

Последовательная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая единственный проводящий путь, так что ток проходит через каждый элемент по очереди без разветвлений.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопрос для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов:

  • Почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других — розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток [постоянный ток], отличный от стенной розетки [переменного тока]).

Оценка после введения

Голосование: Задайте вопрос «правда / ложь» и попросите учащихся проголосовать, подняв палец вверх за истину и вниз за ложь.Подсчитайте голоса и запишите итоги на доске. Дайте правильный ответ.

  • Верно или неверно: три батареи AA, соединенные последовательно, обеспечивают большее напряжение, чем одна батарея AA. (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: Батареи могут быть включены «последовательно» или «параллельно». (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: инженеры-электрики используют принципиальную схему, чтобы определить, сколько энергии необходимо устройству для работы. (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: батареи вырабатывают ток того же типа, что и настенная розетка.(Ответ: Неверно. Батареи вырабатывают ток [постоянный] другого типа, чем стенная розетка [переменный ток].)
  • Верно или неверно: ток, который исходит от батареи, называется переменным током. (Ответ: Неверно. Ток, который выходит из розетки в наших домах или школах, называется переменным током [AC]. Батареи имеют постоянный ток [DC].)
  • Верно или неверно: (Звуковая энергия может быть получена от электричества или удара по вашему столу? Ответ: Верно, электрические источники, такие как батареи, могут питать небольшие динамики, и ваша рука может создавать звуковые волны, ударяясь о твердую поверхность стола.)

Итоги урока Оценка

Быстрый опрос: Дайте студентам лист бумаги и попросите их записать ответы на следующие три вопроса.

  • Что вам больше всего понравилось в уроке?
  • Что можно было сделать лучше?
  • Что вы узнали, чего не знали раньше?

Пронумерованные главы: Попросите учеников каждой команды выбрать числа (или числа), чтобы у каждого члена был свой номер.Задайте учащимся вопросы, указанные ниже (при желании, дайте им временные рамки для решения). Члены каждой команды должны работать вместе над вопросом. Все в команде должны знать ответ. Наберите произвольный номер. Студенты с этим номером должны поднять руки, чтобы ответить на вопрос. Если не все ученики с этим номером поднимают руки, дайте командам поработать еще немного. Спросите у студентов:

  • Если вы удалите одну лампочку из последовательной цепи с тремя лампочками, цепь станет (n) _________ цепью.Открытый или закрытый? (Ответ: Открытый.)
  • Что произойдет с другими лампочками в последовательной цепи, если одна лампочка перегорит? (Ответ: Все гаснут.)
  • При добавлении дополнительных ламп к последовательной цепи каждая лампа становится _____________. Ярче или тусклее? (Ответ: Диммер.)
  • При последовательном соединении аккумуляторов напряжение на них ____________. Увеличивается, уменьшается или остается неизменным? (Ответ: Увеличивается.)
  • Нарисуйте принципиальную схему последовательной цепи с двумя батареями и тремя лампочками.(Ответ: он должен выглядеть, как на Рисунке 4, с переключателем, замененным на вторую батарею.)

Рисунок Рисунок Гонки: Напишите символы схемы на доске. Разделите класс на команды по четыре человека, чтобы у каждого члена команды был другой номер, от одного до четырех. Позвоните по номеру и попросите учащихся с этим номером поспешить к доске, чтобы нарисовать правильную принципиальную схему. Дайте очко команде, чей товарищ по команде первым закончит розыгрыш. Попросите учащихся нарисовать принципиальные схемы следующего:

  • Последовательная цепь с одной батареей и двумя лампочками
  • Последовательная цепь с двумя батареями, одной лампочкой и одним выключателем
  • Последовательная цепь с одной батареей, одной лампочкой и одним резистором
  • Последовательная цепь с тремя батареями, двумя лампочками и двумя резисторами
  • Последовательная цепь с одной батареей, двумя резисторами, двумя лампочками и одним переключателем
  • Последовательная цепь с тремя батареями, четырьмя лампочками и одним выключателем
  • Последовательная цепь с одной батареей, тремя переменными лампочками и резисторами и одним переключателем

Домашнее задание / Независимая практика:

  • Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов в их домах.Дополнительную информацию о трансформаторах см. В разделе «Действия по расширению урока».

Мероприятия по продлению урока

Изучите историю развития фонарика. В Музее фонарей есть много фотографий старинных фонариков и портативных осветительных приборов по адресу: http://www.flashlightmuseum.com/.

Узнайте о трансформаторах. Трансформатор — это электрическое устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока с определенным уровнем напряжения в мощность переменного тока с другим напряжением, но с той же частотой.Значительное количество энергии теряется при передаче энергии по распределительной сети. Дополнительная энергия потребляется трансформаторами на подстанциях. Для многих бытовых электронных устройств требуются трансформаторы, которые всегда включены и потребляют электроэнергию, даже если никто не использует электрическое устройство.

  • Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов, имеющихся у них дома . Трансформаторы могут быть прикреплены к компьютерам, принтерам, сканерам, динамикам, автоответчикам, беспроводным телефонам, зарядным устройствам для мобильных телефонов, электрическим отверткам, электродрелям, радионяням, модемам и видеокамерам.Трансформеры не всегда легко распознать; Очевидно, трансформаторы выглядят как коробки большего размера (обычно того же цвета, что и шнур), прикрепленные к концу шнуров в том месте, где вы подключаете устройство к электрической розетке.
  • Если вы дотронетесь до теплого трансформатора, вы почувствуете, что электрическая энергия (потраченная впустую) превращается в тепловую. Попросите учеников подсчитать количество энергии, ежегодно теряемой трансформаторами в их доме. . Потребляемая мощность невелика — от 1 до 5 Вт на трансформатор, но в сумме.Допустим, у вас есть пять трансформаторов, каждый из которых потребляет 5 Вт. Это означает, что 25 Вт постоянно тратятся впустую. Если в вашем районе киловатт-час стоит 10 центов, это означает, что вы тратите 10 центов на каждые 1000 ватт-часов / 25 Вт = 40 часов. В году 8760 часов, поэтому 8760 часов / 40 часов = 21,90 доллара в год.
  • Попросите учащихся подсчитать общее количество энергии, теряемой трансформаторами по всей стране . В Америке 100 миллионов семей. Если каждое домохозяйство тратит на эти трансформаторы 25 Вт, это 2.5 миллиардов ватт. По цене 10 центов за киловатт-час, это 2 500 000 000 ватт / 1000 ватт или 250 000 долларов в час. Это 2 190 000 000 долларов (2 миллиарда долларов), потраченных впустую каждый год.

Рекомендации

Берг, Эрик. Старший специалист по машиностроению, Колорадская горная школа, «Как работает трансформатор?» http://www.physlink.com/ Проверено 28 апреля 2004 г.

Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика . 8-е издание. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Addison Publishing Co., 1998. Ралофф, Джанет. «Мы должны вытащить вилку?» Новости науки. 25 октября 1997 г.

Ропейк, Дэвид. MSNBC — Как сеть поддерживает континент . 23 января 2001 г. MSNBC News. http://www.msnbc.msn.com/id/3077316/ns/technology_and_science-science/t/how-grid-powers-continent/#.T4M6w_WfzTo, по состоянию на 7 апреля 2004 г.

Шнайдер, Стюарт. Музей фонарей . Wordcraft.net. По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Зильберман, Стив. Wired News: подготовка к электросети . 14 июня 2001 г. Журнал Wired. www.wired.com По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Авторские права

© 2004 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон; Карли Самсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по электронной библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Департамент образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 1 мая 2021 г.

Что такое последовательное и параллельное соединение и когда что применять? — служба поддержки клиентов

Возможны два различных метода подключения: последовательное соединение и параллельное соединение.Вы должны знать разницу в проводке светодиодного освещения. Светодиод должен быть подключен либо последовательно, либо параллельно. Как они должны быть связаны, зависит от источника света. Неправильное соединение со светодиодами приведет к выходу из строя светодиодных фонарей.

Последовательный порт на 350 мА, 500 мА, 700 мА и 1050 мА

Требуется последовательное соединение со светодиодной подсветкой на 350 мА, 500 мА, 700 мА и 1050 мА. В этом случае вы используете источник питания с регулируемым током.

При последовательном подключении только один поток.Ток входит в первую точку через +, а затем уходит через -, чтобы перейти к следующей точке и сделать то же самое с третьей точкой. Ток течет таким образом в одном направлении, пока все точки не будут снабжены током. Всякий раз, когда хотя бы одна точка нарушается, цепь разрывается. Дефектное пятно больше не может проводить ток, поэтому все виды спорта в цепи выходят из строя.

Однако самые современные светодиодные споты защищены от этого. Эти защищенные точки имеют встроенный мост, который позволяет току течь к другим точкам цепи в случае пробоя.

Параллельно с 12 В, 24 В и 230 В

Требуется параллельное подключение со светодиодной подсветкой на 12 В, 24 В и 230 В. В этом случае вы используете подачу напряжения.

При параллельном подключении начальные (+) и конечные (-) точки (-) разных точек соединяются друг с другом. В отличие от последовательного соединения, питание при параллельном соединении может проходить через несколько цепей. Всякий раз, когда одна точка выходит из строя, все остальные точки не выходят из строя.Электроэнергия все еще может достигать других точек в цепи.

На рисунке ниже показано, что происходит с силовой цепью при выходе из строя одной точки. При параллельном подключении силовая цепь остается неизменной, а все остальные точки продолжают работать. Однако при последовательном подключении, когда одна точка выходит из строя, питание больше не может циркулировать, поэтому другие точки выходят из строя.

При параллельном подключении силовая цепь продолжается. При последовательном подключении цепь питания не может продолжаться.

Чтобы продлить срок службы светодиодных фонарей, мы советуем подключать их к источнику постоянного тока.

Цепи серии

— недостатки, яркость и последовательно-параллельные комбинации

Введение

Если две лампочки включены последовательно, вам нужно пройти через обе, чтобы добраться от одного вывода батареи к другому. Другими словами, есть только один проводящий путь.

Простое упражнение, показывающее преимущества параллельных цепей перед последовательными цепями.

В этом уроке мы увидим, в чем проблемы с последовательными цепями. Мы узнаем о токе, напряжении и сопротивлении, а также рассмотрим особый вид последовательной цепи, называемой делителем потенциала.

Проблема с последовательными цепями

Анимация, объясняющая, почему последовательно включенные лампы тускнеют из-за изменений в и тока, и напряжения .

Если две лампы соединены последовательно, то есть две проблемы

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

Почему последовательно включенные лампы тусклые

Лампы тусклые по двум причинам:

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

Если лампочки одинаковые, то каждый заряд отдаст половину своей энергии. Помните, что нет «первой» лампочки. Заряды уже есть, и они текут повсюду одновременно. Ток одинаковый во всей последовательной цепи.

Представьте, что вы полностью тормозите колесо велосипеда. Нельзя сказать, что какие-то тормоза были первыми.

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

Как заряды «знают», что нужно сохранять энергию для второй лампочки?

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

Чтобы ток был одинаковым, необходимо большое напряжение на большом сопротивлении и небольшое напряжение на небольшом сопротивлении. Эти два напряжения должны в сумме равняться напряжению батареи.

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

Анимация, объясняющая, как заряды в последовательной цепи «знают» о «второй лампочке».

Но это вызывает некоторое скопление, поскольку большие токи догоняют малые токи. Когда электроны группируются, они больше 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 оседания происходит очень быстро, 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 более яркие в последовательных цепях

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

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

Анимация, объясняющая, что происходит, когда две разные лампочки соединяются последовательно.

Самая яркая лампа будет иметь самый большой диод. через это. Если лампочке нужен большой п.д. для данного тока он должен иметь высокое сопротивление. Таким образом, последовательно включенные лампы с высоким сопротивлением ярче, потому что они имеют больший p.d. через них.

В параллельных цепях лампы с низким сопротивлением ярче, потому что через них проходит больший ток при том же п.д.

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

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

Вы можете использовать переменный резистор, например реостат, чтобы изменить яркость лампы, подключив ее последовательно. Когда резистор имеет высокое сопротивление, лампа тусклая. Когда сопротивление низкое, лампа горит.

Задание, показывающее, как переменный резистор, включенный последовательно с лампочкой, может изменять свою яркость.

По мере увеличения сопротивления переменного резистора общее сопротивление цепи увеличивается, и поэтому ток уменьшается.Но есть и другой эффект: переменный резистор забирает все большую и большую долю напряжения батареи, поэтому лампочка занимает все меньшую и меньшую долю.

Лампа тускнеет по двум причинам. Ток через него уменьшается И п.д. поперёк также уменьшен.

Анимация, объясняющая, как переменный резистор изменяет яркость лампы в зависимости от напряжения и тока.

Вы обнаружите, что очень трудно плавно регулировать яркость лампы, используя последовательно включенный переменный резистор.Единственный способ сделать это — подключить цепь как делитель потенциала.

Резистор п.д. плюс лампочка п.о. равно напряжению АКБ

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

График, иллюстрирующий закон напряжения Кирхгофа.

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

Определение эффективного сопротивления последовательных цепей

Определить эффективное сопротивление последовательно включенных резисторов очень просто: просто сложите отдельные сопротивления. Вы можете довольно легко показать, почему это так.

Анимация, демонстрирующая вывод формулы эффективного сопротивления последовательно включенных резисторов.

Последовательное добавление резисторов всегда увеличивает эффективное сопротивление. Очень большое последовательное сопротивление с очень маленьким сопротивлением фактически то же самое, что и большое сопротивление.

Расчет напряжения и тока для резисторов серии

Есть несколько способов решения этой проблемы. Довольно надежный способ —

  1. Рассчитайте общее сопротивление, R , эффективное
  2. Используйте V = IR , эффективный для всей цепи, чтобы вычислить ток, который везде одинаков
  3. Используйте V = IR для каждого резистора, чтобы рассчитать напряжение на каждом резисторе
Анимация, демонстрирующая, как рассчитать напряжение и ток для последовательных цепей.

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

Вы также можете использовать коэффициенты для непосредственного определения напряжений.

Делители потенциалов

Мы видели, что подключение переменного резистора последовательно с лампочкой может изменить ее яркость, но с этим подходом есть проблемы.

Схем

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *