電球を直列および並列に接続する方法
私たちは毎日光源を使用しています。ソースのランプは直列または並列に接続されています。それぞれの方法には独自の特徴があり、特定の状況で効果的です。
電球を並列に接続することは可能ですか？
このタイプの接続が最も効率的です。ランプは位相とゼロに接続されています。 2つ以上のランプを接続する場合、電圧供給ワイヤがねじれる可能性があります。
ただし、多くの場合、すべての負荷が共通のケーブルに接続されています。並列接続は、ビームまたはスタブにすることができます。最初のオプションでは、個別のケーブルが各ランプに接続されます。 2番目では、位相とゼロが最初の光源に供給され、残りのデバイスは部分的に供給されます。
変圧器付きのハロゲンランプを使用する場合は、端子台を使用してコンバータの2次巻線に接続されていることに注意する必要があります。
並列接続は、照明器具の欠点をいくらか滑らかにし、蛍光灯のちらつきを減らすことができます。すべての回路要素の位相をシフトするために、コンデンサが回路に追加されます。
電球の接続規則
ランプを接続するときは、規則に従う必要があります。シリアル接続とパラレル接続を検討してください。
一連の
シリアル接続では、220 Vネットワークに接続して、回路内のすべての要素に同じ電流が流れるようにします。この場合、電圧降下の分布は負荷の内部抵抗に比例します。電力も比例配分されます。
共通スイッチと直列の接続を使用する場合、イルミネーターは完全な強度で燃焼しません。異なる電力のランプを接続する場合、抵抗が高いデバイスほど明るい輝きがあります。
標準のシリアル接続の図を次の図に示します。
平行
これは、各ランプへの完全な主電源電圧の供給によって区別されます。電流は、デバイスの抵抗に応じて異なります。
すべての負荷が共通のラインに接続されている場合、導体は同じ方法で、時にはバスの原理に従って、ランプソケットに運ばれます。
1つの電源にできるだけ多くの電球を接続できます。スイッチは直列接続と同じように機能します。
並列接続の長所と短所
長所：
- 1つの要素が失敗しても、残りは機能し続けます。
- 各デバイスに全電圧が印加されるため、回路は可能な限り明るい光を発します。
- 追加の負荷を接続するために、1つのランプから必要な数のワイヤを取り出すことができます（1つのゼロと特定の数のフェーズが必要になります）。
- 省エネ電気機器に適しています。
多くのランプを備えた大規模なシステムの多数の導体を除いて、実質的に不利な点はありません。
応用
日常生活では、並列接続が非常に一般的です。たとえば、すべての球根が最大の輝きを放つクリスマスツリーの花輪。
接続することで、任意の長さの室内照明を作成できます。焼けた要素の交換は簡単です。照明性能を損なうことなく、2つの60W器具を1つの10Wランプに交換できます。回路のこの特性は、経験豊富な電気技師が三相ネットワークの相を識別するために使用します。
ハロゲンランプや白熱灯は、明るい輝きを放つだけでなく、環境を温めます。このため、ガレージ、格納庫、または暖房用のワークショップでよく使用されます。これを行うには、デバイスをネットワークに接続し、金属ブロックに配置します。デザインは60度まで暖まり、部屋の快適な温度を維持します。ただし、高電力はランプの頻繁な焼損につながります。
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並列接続は、ストリップライト、シャンデリア、街路照明で使用されます。同時に、各ランプを個別に制御できるため、共通のネットワークを使用する際の利便性が向上します。必要な数のスイッチをシステムに取り付けるだけで済みます。
住宅やマンションでは、照明器具だけでなく、さまざまな機器が並列にネットワークに接続されています。
LEDエレメントを備えた照明器具を作成する場合、直列負荷回路に基づいて混合接続が使用され、その後に同じチェーンとの並列接続が続くことがよくあります。
ランプまたは負荷を直列または並列に接続するかどうかを理解する方法を確認することをお勧めします。
異なる電力のランプの接続を計算する例
違いを理解するには、オームの法則やその他の単純な電気法則を知っていれば十分です。
220ボルトの電圧の白熱電球があるとします。 50 Hzの周波数では、それは純粋にアクティブな抵抗であるため、初期の問題に対処する方が便利です。ランプの電力が100ワットの場合、ネットワークに接続すると、ランプに電流が流れます。 I = P / U=100ワット/220ボルト=0.5A （推論にはほぼ十分です）。ネットワークの全電圧を220ボルト下げます。スレッドの抵抗を計算できます。 R \ u003d U / I \u003d220ボルト/0.5アンペア\u003d400オーム （約）。
2番目の同様の電球を最初の電球と並列に接続すると、主電源電圧全体が各ランプに印加されることは明らかです。消費された電流アイコンは2つのストリームに分岐し、各電球に電流が流れます I = U / R=220ボルト/400オーム=0.5アンペア。消費電流は2つの電流の合計に等しく（キルヒホッフの最初の法則が言うように）、1 Aになります。その結果、両方のランプが完全な主電源電圧になり、定格電流がそれらを流れ、合計発光量になります。光束は、1つのランプの光束の2倍に等しくなります。
2つの同一のランプが直列に接続されている場合、主電源電圧はそれらの間で分割され、それぞれに約110ボルトが低下します。回路の総抵抗は次のようになります Rtot = 400 + 400=800オーム、および各ランプを流れる電流（直列に接続されている場合、各要素で同じ）は次のようになります。 Ilamps \ u003d U / Rtotal \u003d220ボルト/800オーム\u003d0.25 A。結果は次のとおりです。
- 各ランプの主電源電圧降下は半分だけです。
- 電流は各ランプを流れ、公称値から2分の1に減少します。
この場合の白熱灯の光束を推定するには、ジュール-レンツの法則を使用できます。白熱灯の輝きは、フィラメントを加熱することによって実行されます。時間tの間、糸は熱量を放出します Q = I2* R * t = U * I * t。電流は半分になり、1つのランプの電圧も半分になります。したがって、光束の減少が期待できます。 2 * 2=4回。 2つのランプの場合、磁束は公称モードの1つのランプに比べて半分に減少します。つまり、直列に接続すると、2つの電球が1つの電球の約2倍の調光になります。
この問題は、主電源電圧の2分の1の動作電圧のランプを使用することで解決できます。。 127ボルトの電圧で200ワットの光源を使用する場合、220ボルトは半分に分割され、各ランプは公称モードで動作し、同じ出力の1つのランプと比較して光束が2倍になります。しかし、これはそのようなスキームの主な欠点を取り除くものではありません-1つの照明装置が故障すると、回路が壊れ、2番目のランプも光りなくなります。
上記のすべては、同じ電力のランプに適用されます。フィクスチャの電力が著しく異なる場合、回路で次の影響が発生します。 1つの220ボルトのランプの電力を70ワット、もう1つのランプの電力を140ワットとします。
次に、最初の定格電流 I1 = P / U = 70/220=0.3アンペア （四捨五入）、2番目- I2 = 140/220=0.7アンペア。あまり強力でないランプのフィラメント抵抗 R1 = U / I = 220 / 0.3=700オーム、 2番目 - R2 = 220 / 0.7=300オーム.
より強力なランプは、より低いフィラメント抵抗に対応します。
並列に接続すると、両方のデバイスの電圧が等しくなり、各ランプに独自の電流が流れます。総消費電流は、2つの電流の合計に等しくなります。Ipotr\ u003d 0.3 + 0.7 \u003d1アンペア。各ランプは公称モードで動作し、独自の電流を消費します。
直列に接続すると、電流は抵抗によって制限されます Rtot = 300 + 700=1000オーム 等しくなります I = U / R = 220/1000 = 0.2 A。電圧は、スレッドの抵抗（電力）に比例して分配されます。 140ワットのランプでは、220ボルトの1/3、つまり約70ボルトになります。低電力ランプの場合-220ボルトの2/3。つまり、約140ボルトです。両方のランプは、電圧と電流の減少により短時間で点灯しますが、それらのモードは点灯します。もう1つのことは、ランプが主電源電圧の半分で使用されている場合です。低電力のランプでは、電圧は許容電圧よりも高くなり、差が大きくなるほど、電力の差は大きくなります。そのようなランプはすぐに故障するでしょう。そして、これはランプを順次含めることのもう1つの欠点です。したがって、このような接続が実際に使用されることはめったにありません。例外は、蛍光灯の直列接続です。このスキームを使用すると、より安定して動作すると考えられます。
パラレル接続とシリアル接続の違いをまとめると、次のようになります。
- 並列に接続されている場合、すべての消費者の電圧は同じであり、電流はランプの電力に比例して分配されます（電力が同じである場合、電流は等しくなります）、総消費電流はすべてのランプの電流の合計。
- 直列に接続すると、すべてのランプを流れる電流は同じになり、回路の総抵抗によって決定されます（そして、最低電力のランプの電流よりも少なくなります）、消費者の電圧が分配されますランプの電力に比例します（同じ場合、電圧は等しくなります）。
これらの原理を使用して、任意の回路の動作を分析できます。
間違いを避ける方法
電気工学の規則に従って、電化製品をネットワークに接続する必要があります。接続機能は明らかではなく、主題から遠く離れた人々には理解できない可能性があります。
以下を考慮することが重要です。
- 各タイプの接続には、オームの法則に関連する機能があります。直列接続では、電流は回路のすべての部分で等しくなりますが、電圧は抵抗に依存します。並列接続では、電圧は同じであることがわかり、合計電流強度は、個々のセクションの値の合計です。
- 回路に過負荷をかけないでください。過負荷になると、デバイスの動作が不安定になり、導体が損傷する可能性があります。
- 並列接続では、ワイヤの断面が加えられた負荷に対応している必要があります。対応していないと、導体の過熱が避けられず、巻線が溶けて短絡します。
- フェーズがスイッチに供給され、ゼロが照明デバイスに送られます。この規則に従わないと、ランプをオフにしてもデバイスに電力が供給されるため、ランプを交換するときに感電する可能性があります。
- ランプからの主線は共通接点に接続されています。タップに接続すると、回路の一部だけが機能します。
- スイッチを取り付ける前に、事前にワイヤに印を付けることをお勧めします。インストール時に、同じ名前の導体を相互に接続するのは簡単です。
推奨事項に従わないと、照明器具の動作が不安定になり、ランプが急速に焼損し、生命にかかわる重大な傷害を引き起こす可能性があります。
