So schalten Sie Glühbirnen in Reihe und parallel
Jeden Tag verwenden wir Lichtquellen. Die Lampen in den Quellen sind in Reihe oder parallel geschaltet. Jede Methode hat ihre eigenen Eigenschaften und ist in bestimmten Situationen effektiv.
Ist es möglich, Glühbirnen parallel zu schalten?
Diese Art der Verbindung ist die effizienteste. Die Lampe ist an Phase und Null angeschlossen. Beim Anschluss von zwei oder mehr Lampen können die Adern der Spannungsversorgung verdrillt werden.
Aber häufiger werden alle Lasten an einem gemeinsamen Kabel befestigt. Die Parallelverbindung kann Balken oder Stichleitung sein. Bei der ersten Option wird an jede Lampe ein separates Kabel angeschlossen. Im zweiten werden Phase und Null der ersten Lichtquelle zugeführt, die restlichen Geräte werden teilweise gespeist.
Bei der Verwendung von Halogenlampen mit Transformator ist zu beachten, dass diese über Klemmenblöcke an die Sekundärwicklung des Konverters angeschlossen werden.
Parallelschaltung kann die Mängel von Beleuchtungsgeräten etwas ausgleichen und das Flimmern von Leuchtstofflampen reduzieren. Der Schaltung wird ein Kondensator hinzugefügt, um die Phase aller Schaltungselemente zu verschieben.
Regeln für den Anschluss von Glühbirnen
Beim Anschließen von Lampen müssen Sie die Regeln beachten. Berücksichtigen Sie serielle und parallele Verbindungen.
Sequentiell
Bei einer seriellen Verbindung wird an ein 220-V-Netz angeschlossen, sodass durch alle Elemente im Stromkreis der gleiche Strom fließt. In diesem Fall ist die Verteilung der Spannungsabfälle proportional zu den Innenwiderständen der Lasten. Auch die Kraft wird proportional verteilt.
Bei Verwendung einer Reihenschaltung mit einem gemeinsamen Schalter brennen die Illuminatoren nicht mit voller Stärke. Beim Anschließen von Lampen unterschiedlicher Leistung leuchtet ein Gerät mit einem höheren Widerstand heller.
Das Diagramm einer standardmäßigen seriellen Verbindung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Parallel
Sie zeichnet sich durch die Versorgung jeder Lampe mit voller Netzspannung aus. Der Strom ist je nach Widerstand des Geräts unterschiedlich.
Die Leiter werden auf die gleiche Weise zu den Lampenfassungen geführt, manchmal nach dem Busprinzip, wenn alle Verbraucher an einer gemeinsamen Leitung angeschlossen sind.
Sie können beliebig viele Glühbirnen an eine Versorgung anschließen. Der Schalter funktioniert wie bei einer Reihenschaltung.
Vor- und Nachteile der Parallelschaltung
Vorteile:
- Wenn ein Element ausfällt, funktionieren die anderen weiterhin.
- die Schaltung gibt das hellstmögliche Licht ab, da an jedem Gerät die volle Spannung anliegt;
- Von einer Lampe können beliebig viele Drähte genommen werden, um zusätzliche Lasten anzuschließen (eine Null und eine bestimmte Anzahl von Phasen werden benötigt);
- geeignet für energiesparende Elektrogeräte.
Nachteile gibt es praktisch keine, außer einer großen Anzahl von Leitern in einem umfangreichen System mit vielen Lampen.
Anwendung
Im Alltag ist eine Parallelschaltung sehr verbreitet. Zum Beispiel Weihnachtsbaumgirlanden, bei denen alle Glühbirnen die maximale Helligkeit des Glühens haben.
Durch das Verbinden können Sie eine Innenbeleuchtung in beliebiger Länge erstellen. Das Ersetzen eines verbrannten Elements ist einfach. Zwei 60-W-Leuchten können gegen eine 10-W-Lampe ausgetauscht werden, ohne die Lichtleistung zu beeinträchtigen. Diese Eigenschaft der Schaltung wird von erfahrenen Elektrikern genutzt, um die Phase in Drehstromnetzen zu identifizieren.
Halogenlampen und Glühlampen geben nicht nur einen hellen Schein ab, sondern heizen auch die Umgebung auf. Aus diesem Grund werden sie häufig in Garagen, Hangars oder Werkstätten zur Raumheizung eingesetzt. Verbinden Sie dazu die Geräte mit dem Netzwerk und platzieren Sie sie in einem Metallblock. Das Design wärmt bis zu 60 Grad und hält eine angenehme Temperatur im Raum. Hohe Leistung führt jedoch zu häufigem Durchbrennen der Lampen.
Zugehöriges Video: WAS IST SERIEN- UND PARALLELVERBINDUNG
Parallelschaltung wird in Lichtbändern, Kronleuchtern und Straßenbeleuchtung verwendet. Gleichzeitig kann jede Lampe separat gesteuert werden, was den Komfort der Nutzung eines gemeinsamen Netzwerks erhöht. Es muss lediglich die benötigte Anzahl an Switches im System montiert werden.
In Häusern und Wohnungen werden nicht nur Beleuchtungsgeräte, sondern auch verschiedene Geräte parallel an das Netzwerk angeschlossen.
Beim Erstellen von Leuchten mit LED-Elementen wird häufig eine Mischschaltung basierend auf einem Reihenlastkreis verwendet, gefolgt von einer Parallelschaltung mit derselben Kette.
Wir empfehlen Ihnen zu schauen: Wie Sie verstehen, ob Lampen oder Lasten in Reihe oder parallel geschaltet werden sollen
Ein Beispiel für die Berechnung des Anschlusses von Lampen unterschiedlicher Leistung
Um die Unterschiede zu verstehen, reicht es aus, das Ohmsche Gesetz und andere einfache elektrische Gesetze zu kennen.
Angenommen, es gibt eine Glühlampe für eine Spannung von 220 Volt. Bei einer Frequenz von 50 Hz handelt es sich um einen rein aktiven Widerstand, daher ist es bequemer, anfängliche Probleme damit zu lösen. Wenn die Lampe eine Leistung von 100 Watt hat, fließt Strom, wenn sie an das Netzwerk angeschlossen ist I=P/U=100 Watt/220 Volt=0,5 A (ungefähr genug zum Nachdenken). Es wird die volle Spannung des Netzwerks von 220 Volt abfallen. Sie können den Widerstand eines Fadens berechnen: R \u003d U / I \u003d 220 Volt / 0,5 Ampere \u003d 400 Ohm (etwa).
Schließt man parallel zur ersten eine zweite ähnliche Glühbirne an, dann liegt auf der Hand, dass an jeder Lampe die gesamte Netzspannung anliegt. Das verbrauchte Stromsymbol verzweigt sich in zwei Ströme und ein Strom fließt durch jede Glühbirne I=U/R=220 Volt/400 Ohm=0,5 Ampere. Der verbrauchte Strom ist gleich der Summe zweier Ströme (wie das erste Kirchhoffsche Gesetz besagt) und beträgt 1 A. Als Ergebnis werden beide Lampen unter voller Netzspannung liegen, der Nennstrom wird durch sie fließen und die gesamte Leuchtkraft Der Lichtstrom entspricht dem doppelten Lichtstrom einer Lampe.
Wenn zwei identische Lampen in Reihe geschaltet werden, wird die Netzspannung zwischen ihnen aufgeteilt und es fallen jeweils etwa 110 Volt an.Der Gesamtwiderstand der Schaltung wird sein Rtot=400+400=800 Ohm, und der Strom durch jede Lampe (bei Reihenschaltung ist er für jedes Element gleich) sein ILampen \u003d U / Rgesamt \u003d 220 Volt / 800 Ohm \u003d 0,25 A. Das Ergebnis ist:
- an jeder Lampe fällt nur die Hälfte der Netzspannung ab;
- Durch jede Lampe fließt ein Strom, der gegenüber dem Nennwert um das Zweifache reduziert ist.
Um den Lichtstrom von Glühlampen für diesen Fall abzuschätzen, können Sie das Joule-Lenz-Gesetz verwenden. Das Glühen von Glühlampen erfolgt durch Erhitzen des Glühfadens. Für eine Zeitspanne t gibt der Faden die Wärmemenge ab Q=Ich2*R*t=U*I*t. Der Strom wird halbiert, die Spannung an einer Lampe wird ebenfalls halbiert. Wir können also mit einem Rückgang des Lichtstroms rechnen 2*2=4 mal. Bei zwei Lampen nimmt der Lichtstrom im Vergleich zu einer Lampe im Nennmodus um die Hälfte ab. Das heißt, in Reihe geschaltet leuchten zwei Glühbirnen etwa doppelt so schwächer wie eine.
Das Problem kann gelöst werden, indem Lampen mit einer Betriebsspannung verwendet werden, die zweimal niedriger ist als die Netzspannung.. Wenn Sie zweihundert-Watt-Lichtquellen für eine Spannung von 127 Volt verwenden, werden 220 Volt halbiert und jede Lampe wird im Nennmodus betrieben, der Lichtstrom verdoppelt sich im Vergleich zu einer Lampe mit der gleichen Leistung. Dies beseitigt jedoch nicht den Hauptnachteil eines solchen Schemas - wenn ein Beleuchtungsgerät ausfällt, wird der Stromkreis unterbrochen und die zweite Lampe hört auch auf zu leuchten.
All dies gilt für Lampen mit der gleichen Leistung. Wenn die Leistung der Geräte merklich unterschiedlich ist, treten die folgenden Effekte in den Schaltkreisen auf. Lassen Sie eine 220-Volt-Lampe eine Leistung von 70 Watt haben, die andere 140.
Dann der Nennstrom des ersten I1=P/U=70/220=0,3 Ampere (gerundet), die zweite - I2=140/220=0,7 Ampere. Filamentwiderstand einer weniger leistungsstarken Lampe R1=U/I=220/0,3=700 Ohm, zweite - R2=220/0,7=300 Ohm.
Eine Lampe mit mehr Leistung entspricht einem geringeren Wendelwiderstand.
Bei Parallelschaltung ist die Spannung an beiden Geräten gleich, jede Lampe hat ihren eigenen Strom. Der Gesamtstromverbrauch entspricht der Summe zweier Ströme Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 Ampere. Jede Lampe arbeitet im Nennmodus und verbraucht ihren eigenen Strom.
Bei Reihenschaltung wird der Strom durch den Widerstand begrenzt Rtot=300+700=1000 Ohm und gleich sein I=U/R=220/1000=0,2 A. Die Spannung wird proportional zum Widerstand des Fadens (Leistung) verteilt. Bei einer 140-Watt-Lampe beträgt sie 1/3 von 220 Volt – ungefähr 70 Volt. Bei einer Schwachstromlampe - 2/3 von 220 Volt. Das heißt, etwa 140 Volt. Beide Lampen leuchten aufgrund einer Abnahme von Spannung und Strom für kurze Zeit, aber der Modus für sie ist hell. Eine andere Sache ist, wenn Lampen mit halber Netzspannung verwendet werden. Bei einer Lampe mit geringerer Leistung ist die Spannung höher als die zulässige, und der Unterschied ist umso größer, je größer der Leistungsunterschied ist. Eine solche Lampe wird bald außer Betrieb sein. Und dies ist ein weiterer Nachteil des sequentiellen Einschlusses von Lampen. Daher wird eine solche Verbindung in der Praxis selten verwendet. Eine Ausnahme bildet die Reihenschaltung von Leuchtstofflampen. Es wird angenommen, dass sie mit diesem Schema stabiler arbeiten.
Zusammenfassung der Unterschiede zwischen paralleler und serieller Verbindung:
- Bei Parallelschaltung ist die Spannung an allen Verbrauchern gleich, der Strom wird proportional zur Leistung der Lampen verteilt (bei gleicher Leistung sind die Ströme gleich), der Gesamtstromverbrauch ist gleich dem Summe der Ströme aller Lampen;
- Bei Reihenschaltung ist der Strom durch alle Lampen gleich, er wird durch den Gesamtwiderstand des Stromkreises bestimmt (und ist kleiner als der Strom der Lampe mit der niedrigsten Leistung), die Spannung an den Verbrauchern wird verteilt proportional zur Leistung der Lampen (wenn sie gleich ist, sind die Spannungen gleich).
Mit diesen Prinzipien können Sie den Betrieb jeder Schaltung analysieren.
Wie Sie Fehler vermeiden
Elektrogeräte müssen nach den Regeln der Elektrotechnik an das Netz angeschlossen werden. Verbindungsmerkmale sind nicht offensichtlich und können für Personen, die weit vom Thema entfernt sind, unverständlich sein.
Es ist wichtig zu berücksichtigen:
- Jede Art von Verbindung hat Merkmale, die mit dem Ohmschen Gesetz verbunden sind. Bei einer Reihenschaltung ist der Strom in allen Teilen des Stromkreises gleich, während die Spannung vom Widerstand abhängt. Bei einer Parallelschaltung stellt sich heraus, dass die Spannung gleich ist und die Gesamtstromstärke die Summe der Werte der einzelnen Abschnitte ist.
- Jeder Stromkreis sollte nicht überlastet werden, dies kann zu einem instabilen Betrieb von Geräten und einer Beschädigung der Leiter führen.
- Bei einer Parallelschaltung muss der Querschnitt der Drähte der aufgebrachten Last entsprechen, sonst ist eine Überhitzung der Leiter unvermeidlich, gefolgt von einem Schmelzen der Wicklung und einem Kurzschluss.
- Eine Phase wird dem Schalter zugeführt, Null geht an die Beleuchtungseinrichtung. Die Nichtbeachtung dieser Regel kann beim Auswechseln der Lampe zu einem Stromschlag führen, da das Gerät auch im ausgeschalteten Zustand unter Spannung steht.
- Der Hauptdraht von der Lampe ist mit einem gemeinsamen Kontakt verbunden. Wenn es an einen Wasserhahn angeschlossen ist, funktioniert nur ein Teil der Schaltung.
- Vor der Installation des Schalters ist es besser, die Drähte im Voraus zu markieren. Bei der Installation können die gleichnamigen Leiter einfach miteinander verbunden werden.
Die Nichtbeachtung der Empfehlungen kann zu einem instabilen Betrieb der Beleuchtungsausrüstung, einem schnellen Durchbrennen der Lampen und zu schweren Verletzungen mit Lebensgefahr führen.
