Соединение последовательное ламп: Схема параллельного соединения лампочек в цепи

Схема параллельного соединения лампочек в цепи

Руководитель и главный редактор сайта, автор статей.

Опыт работы 5 лет.

При подключении света в доме и квартире иногда возникает ситуация, когда нужно несколько источников света подключить к одному выключателю. В этом случае рекомендуется отдавать предпочтение параллельной схеме соединения лампочек, которую Вы должны еще знать со школьного курса физики. Если Вы забыли, как выглядит такой вариант электромонтажа, рекомендуем освежить память, взглянув на предоставленный ниже пример!

Когда мы рассматривали схему подключения точечных светильников, то как раз и показывали читателям сайта «Сам электрик» вариант с параллельным соединением изделий. Все довольно просто – на вводе у нас фаза, заземление и ноль. Все три провода нужно подвести к патронам в соответствии с этой схемой.

На электрической схеме параллельное соединение лампочек в цепи может быть обозначено следующим образом:

Преимущество такого варианта в том, что если один источник света перегорит, остальные будут функционировать, как ни в чем не бывало.

При монтаже освещения в квартире и доме не стоит использовать альтернативный способ – последовательное подключение устройств. В этом случае Вы намучаетесь при поиске неисправности, т.к. если перегорит одна лампа накаливания, погаснут все (принцип как у гирлянды).

На видео ниже наглядно рассмотрена схема параллельного подключения ламп к сети:

Как Вы видите, все довольно просто и с электромонтажом справится даже чайник в электрике! Рекомендуем также ознакомиться со способами соединения проводов в распределительной коробке!

ВКЛЮЧЕНИЕ ЛАМП

   В настоящее время, с переходом на энергосберегающие технологии и уменьшении доли атомной электроэнергии, обострилась проблема бережливого расходования электричества для освещения. Одна из проблем – продление срока эксплуатации электрических ламп накаливания и ламп дневного света, ведь новые светодиодные лампы пока являются экзотикой, причём довольно дорогостоящей. Качество наших электрических ламп желает быть значительно лучше, да и напряжение в сети не бывает стабильным – то понижается до 180 В в расходные пиковые периоды, то повышается до 250 В в ночное время, что способствует быстрому выходу из строя ламп накаливания. Поэтому был рассмотрен ряд схем, которые продлевают срок службы электрических ламп в несколько раз и снижают нагрузку на нить накала лампы в момент её включения, когда лампы перегорают особенного часто.

   Последовательное соединение двух ламп (рис.1). Такое соединение ламп накаливания снижает их светосилу, однако значительно продлевает срок их службы. Одно из таких соединений – (две лампы по 150 Вт) горело 10 лет без дополнительных выключений. Особенно удобно было его применение в двухламповых потолочных светильниках, где просто переделывалась монтажная схема.  

   Использование балластного конденсатора (рис.2). В этой схеме последовательно с лампой включается балластный конденсатор, который гасит часть электрического тока и сглаживает скачки напряжения. В схеме используются конденсаторы типа МБГП, МБМ, КБМ, КГГ-И и другие с напряжением больше 220 В. Емкость их подбирается практически к лампам разной мощности.

   Использование диода (рис.3). Это широко известная схема часто меняется в бытовых условиях (в подъездах, вспомогательных помещениях, подвалах). Так как через лампу идёт выпрямленный полупериодный ток, то лампа светит слабее, но значительно продлевается срок её службы. В схеме используются диоды, рассчитанные на ток не меньше 1 А и с напряжением 400 В (IN4007).

   Поэтапное включение лампы (рис.4). Это одна из хорошо зарекомендовавших себя схем. В ней напряжение на спираль лампы подаётся сначала через диод, а затем, когда нить лампы разогреется, то напрямую. Это уменьшает начальный ток лампы и значительно увеличивает её ресурс.

   Использование балластного резистора (рис.5). Эта простейшая схема использования балластного сопротивления, где нагрузка на лампу регулируется проволочным потенциометром (керамическим). Недостатком схемы является нагрев сопротивления и бесполезный расход электрического тока. Однако сопротивлением можно регулировать накал лампы в целях продления срока её службы и для других нужд.

VD1-VD4 — КД105Б (для 100 Вт) и КД202Ж, КД202С (для 200 Вт)
VD5 — КУ201К, КУ202К-Н
VD6
 -Д220 (для 100 Вт) и кремниевый маломощный (для 200 Вт)
VD7-A814A
VT1, VT2 — КТ315Б (для 100 Вт) и любой кремниевый мало¬мощный соответствующей структуры со статическим коэффи¬циентом передачи тока не менее 50 (для 200 Вт)
R1 — 1кОм
R2, R3- 10 кОм
R4 – 100 кОм
R5 — 2,7 мОм
R6 — 160 кОм
С1 -2,0 мкФ

L1 – до 150 ватт
R1-10 к
VD1 — КД 105 Б, КД 105 В, КД 105 Г.
УВ2-Д226В,Д 226 Г, Д 226 Д.
VS — КУ — 202 Н, КУ 202 М, КУ 201 Л.

   Схемы питания ламп накаливания со ступенчатым бесконтактным включением тока в момент включения (рис.6, 7). Эти устройства ставятся и умещаются в выключателе или рядом с ним. Они позволяют плавно включать электрическую лампу, т.е. до номинального значения увеличить ток через спираль лампы в течение 1 сек после её включения. Это позволяет значительно увеличить срок службы электрических ламп до 10-15 и более лет. Схемы позволяют работать с электрическими лампами накаливания мощностью 100-200 Ватт. Все вышеперечисленные методы включения ламп, позволяют серьёзно экономить расход осветительных элементов и следовательно уменьшить время, необходимое на их замену.

   Форум по осветительным лампам

   Форум по обсуждению материала ВКЛЮЧЕНИЕ ЛАМП

ДРЛ — параллельное соединение ПРА

Я работаю электриком на машиностроительном заводе. Снабжение наше, оставляет желать лучшего. Дошло до того, что перестали выдавать эл. лампы, вернее почти перестали. Недавно разжились лампами ДРЛ на 400 Вт, но вот беда, подходящего дросселя не было в наличии. На заброшенном складе нашли фонари уличного освещения.

К нашему счастью ПРА оказались на месте. К сожалению не тех номиналов, которые нужны (250 Вт и 125 Вт).

Решил узнать, как можно использовать найденное, к моему разочарованию, поиски в недрах инета не увенчались успехом. Кто-то пишет, что параллельное соединение дросселей возможно только при условии их абсолютной идентичности и то не более 3 шт. Кто-то, что можно запитать через утюг, или лампу накаливание такой же мощности, со вторым утверждением я полностью согласен, так как существуют бездроссельные лампы ДРЛ, то есть получается как бы две лампы в одном флаконе
А с первым я решил поспорить, так как меня терзали смутные сомнения по поводу данного утверждения, да и терять было нечего. Дроссели не те, лампы не те, что ж теперь всё выкинуть или ждать пока какой нибудь добрый снабженец выдаст мне всё необходимое? Проще сразу выкинуть! Но уж больно захотелось сделать людям приятное.
И вот, что из этого получилось:

Два совершенно разных дросселя без ущерба для себя «тянут» лампу на 400 Вт, хотя их суммарная мощность составляет 125+250=375 Вт.
Причем ставил их как есть, то есть с конденсаторами, и с клемниками.

Потом решил немного усложнить схему, добавив световые сигналы, «сеть», «прожектор горит» и «смотреть лампу» — то есть либо лампа сгорела либо ее уже там нет .

Светодиод «Сеть» — тут все понятно, он включен на ввод, до выключателя и обозначает то, что на щит приходит напряжение. Светодиод «Смотреть лампу» — он подключен параллельно лампе — ДРЛ и сопротивление гасящего резистора выбранно так, что он загорается при отсутствии ДРЛ-ки. И наконец «Прожектор горит» — тут не обошлось без заморочек. Сразу не подумав, поставил светодиод параллельно дросселю. Немного погорев, после выключения он перестал работать. Проверил батарейкой — работает, но уже в схеме работать отказался. При выключении дросселя, он выдает бросок напряжения (Школьный курс). Пришлось использовать лампу накаливания на 24В 35 мА.

Запитал ее через гасящий резистор 5,6 кОм. Горит в полнакала (на дольше хватит). Светодиоды запитаны тоже через гасящий резистор. На светодиоде «Сеть» стоит резистор R=24 кОм, светится так же впол накала, как я писал выше » на дольше хватит». Резистор для светодиода «смотреть лампу» выбран экспериментально, хотя оказалось, что его номинал так же в районе 20-30 кОм. Схема подключения светодиода до безобразия проста:
Мощность резисторов по 2 Вт. Диоды, стоящие параллельно светодиоду можно не ставить, с ними надежнее. Они пропускают через себя обратную полуволну переменного тока, тем самым, защищая светодиод. Вот, что получилось в результате:

То же самое в работе:

И наконец вариант сданный в эксплуатацию:

Лампа стоит в прожекторе и ее не видно. Пускорегулирующий аппарат ДРЛ — теперь он так называется, благоразумно поставили в теплое помещение, защищенное от атмосферных осадков, так как дросселей больше взять негде (я уже писал о нашем снабжении). Прожектор радует рабочий класс, освещая дорогу в сумерках и я думаю, что надолго.
Так, что дерзайте, и не надо верить всему, что пишут во всемирной паутине. Было бы желание и все получится.
Прошу извинение за качество фото, они сделаны на мобильный телефон. На предприятие запрещено вносить фото-видео аппаратуру
Еще способ подключения ДРЛ — Подключение ДРЛ, через гасящие резисторы

В заводе на пенсию дядя пошел
Он сорок пять лет отработал как вол
За это рабочему грамоту дали
Оградку железную… и закопали.

Параллельное соединение проводников — Технарь

Другой способ соединения проводников, применяемый на практике, называется параллельным. На рисунке 267, а изображено параллельное соединение двух электрических ламп, а на рисунке 267, б — схема этого соединения. Если в этой цепи выключить одну лампу, то другая будет продолжать гореть.

При параллельном соединении все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи А, а вторым к другой точке В (рис. 267, б). Поэтому напряжение на концах всех параллельно соединенных проводников одно и то же. Изображенные на рисунке 267, а лампы горят при одинаковом напряжении.

В точке В (рис. 267, б) электрический ток I разветвляется на два тока I, и I2, сходящиеся вновь в точке А, подобно тому как изображенный на рисунке 268 поток воды в реке распределяется по двум каналам, сходящимся затем вновь.

Понятно, что

I = I1 + I2

т. е. сила тока в не разветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных параллельно соединенных проводниках.

При параллельном соединении как бы увеличивается площадь поперечного сечения проводника. Поэтому общее сопротивление цепи уменьшается и становится меньше сопротивления каждого из проводников, входящих в цепь. Так, например, сопротивление цепи, состоящей из двух одинаковых ламп (рис. 267, а), в два раза меньше сопротивления одной лампы:

R = R1/2

Участок цепи, состоящий из n параллельно соединенных проводников с одинаковым сопротивлением, можно рассматривать как один проводник, площадь сечения которого в n раз больше площади сечения одного проводника той же длины. Во столько же раз будет меньше и сопротивление этого участка, т, е.

R = R1/n

Сложнее рассчитывается сопротивление цепи, состоящей из нескольких проводников с разным сопротивлением. В этом случае надо складывать не сопротивления проводников, а величины, обратные сопротивлениям:

1/R = 1/R1 + 1/R2

Пример 1. В осветительную цепь включены параллельно четыре лампы сопротивлением 120 Ом каждая. Найти общее сопротивление участка цепи.

Пример 2. Участок цепи состоит из двух параллельно соединенных проводников сопротивлением R1 = 3 Ом, R2 = 6 Ом. Найти сопротивление этого участка цепи.

В одну и ту же электрическую цепь параллельно могут быть включены самые различные потребители электрической энергии. На рисунке 269 показано параллельное включение электрических ламп, нагревательных приборов и электродвигателя.

Параллельно включаемые в данную сеть потребители должны быть рассчитаны на одно и то же напряжение, равное напряжению в сети.

Напряжение в сети, используемое у нас для освещения и в бытовых приборах, бывает 127 и 220 В. Поэтому электрические лампы и различные бытовые электрические приборы изготовляют на 127 и 220 В. В практике часто применяется смешанное (последовательное и параллельное) соединение проводников,

Вопросы. 1. Какое соединение проводников называют параллельным? Изобразите его на схеме. 2. Какая из электрических величин одинакова для всех проводников, соединенных параллельно? 3. Как выражается сила тока в цепи до ее разветвления через силы токов в отдельных ветвях разветвления? 4. Во сколько раз сопротивление участка цепи, состоящего из двух одинаковых проводников, соединенных параллельно, меньше сопротивления одного проводника? 5. Как включают электрические лампы и бытовые электрические приборы в сеть? 6. Какие напряжения используют для освещения и бытовых нужд?

Упражнения. 1. Два проводника сопротивлением 10 и 15 Ом соединены параллельно. Найдите полное сопротивление этого участка. 2. Два проводника сопротивлением 4 и 8 Ом соединены параллельно. Напряжение на проводниках 4 В. Найдите силу тока в каждом проводнике и в общей цепи.

Задание

Основываясь на законе Ома для участка цепи и его следствиях, докажите, что сопротивление R участка цепи, состоящего из двух проводников сопротивлением R1 и R2, соединенных параллельно, рассчитывается по формуле: 1/R = 1/R1 + 1/R2, или R = R1*R2/R1+R2.

Что такое последовательные и параллельные цепи?

Светильники могут быть соединены последовательно или параллельно. Лампы, соединенные последовательно, используют одну и ту же цепь, в то время как лампы, соединенные параллельно, имеют свою собственную цепь.

Краткий обзор самой важной информации:

• последовательная цепь: все лампы подключены к одной и той же цепи
• тандемная последовательная цепь: тип последовательной цепи, в которой два светильника подключены к одному балласту

.

• параллельная цепь: у каждого фонаря своя цепь
• двойная параллельная цепь: тип параллельной цепи, в которой два источника света соединены параллельно (один индуктивный и один емкостной)

Вверху: последовательная цепь с двумя резисторами;
Внизу: параллельная цепь с двумя резисторами

Saure — собственная работа, CC0, ссылка

Что такое последовательная цепь?

В последовательной цепи все компоненты подключены к одной и той же цепи.Это означает, что через все подключенные компоненты протекает один и тот же ток, и они разделяют ток. Вы можете подключить столько компонентов, сколько позволяет блок питания.

Очень распространенным примером последовательной цепи является цепочка огней. Например, если вы подключите цепочку из десяти ламп к розетке 230 В, каждая лампа получит 23 В. Напряжение равномерно распределяется между всеми компонентами. Если один свет перегорит, вся цепочка огней не загорится.

Цепь серии

для газоразрядных ламп

Если газоразрядные лампы имеют одинаковую номинальную схему, их можно включать последовательно.Убедитесь, что используется правильный балласт, чтобы не превышалось ограничение по току.

Цепь серии

для ламп накаливания

Номинальная цепь для ламп накаливания также должна быть одинаковой для их последовательного соединения.

Что такое тандемная схема?

Тандемная цепь представляет собой тип последовательной цепи. Два источника света, например люминесцентные лампы, подключаются к одному балласту. Однако для каждой трубки по-прежнему нужен свой стартер.Стартер должен подходить для использования в тандемной схеме. Подходящие стартеры содержат в названии изделия обозначение «серия» или аббревиатуру SER.

Некоторые из имеющихся у нас пускателей, которые подходят для последовательных/тандемных цепей, включают:

Одиночные пускатели не подходят для использования с последовательными/тандемными цепями, поскольку они не работают с общим напряжением сети.

Тандемная схема для светодиода

Если вы хотите перейти с люминесцентных ламп на светодиодные лампы с тандемными цепями, потребуется замена проводки.Пожалуйста, проконсультируйтесь с экспертом для этого.

Что такое параллельная цепь?

Параллельная цепь соединяет два или более биполярных компонента. Важно соединять только одинаковые полюса друг с другом.

Каждый свет в параллельной цепи имеет свою цепь. Отдельные токи складываются в общий ток. Напряжение для каждой лампы одинаковое. В отличие от последовательной цепи, если одна лампочка выходит из строя в параллельной цепи, другие лампочки продолжают гореть.

Параллельная цепь для газоразрядных ламп

Газоразрядные лампы можно подключать только косвенно параллельно. Необходимый балласт можно подключить последовательно. Лампу и балласт вместе можно соединить параллельно.

Что такое двойная схема?

Двойной контур соединяет две ветви люминесцентных ламп. Одна ветвь индуктивная и состоит из обычного балласта и трубки. Другая ветвь является емкостной и также состоит из обычного балласта и трубки, а также дополнительного конденсатора для коррекции коэффициента мощности.Конденсатор включен последовательно с балластом. Используя двойную схему, можно избежать чрезмерных токов.

Определение: Что такое конденсатор?

Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать энергию. Таким образом, свет может некоторое время гореть даже после выключения.

Освещение от Any-Lamp

Any-Lamp предлагает широкий ассортимент светодиодного освещения от различных брендов высшего качества.Благодаря энергосберегающему светодиодному освещению вы можете сэкономить до 70% затрат на электроэнергию .

Ознакомьтесь с нашей продукцией для светодиодного освещения

Преимущества и недостатки различного расположения лампочек в цепи

В сегодняшней статье о Электричество я объясню, как определить, расположены ли лампы последовательно или параллельно, прежде чем обсуждать их соответствующие преимущества и недостатки с помощью вопроса.

Читайте также

1. Руководство по простому решению вопросов по электрическим проводникам и изоляторам
2. Применение последовательностей и параллельных схем к игре
3. Загорится ли лампочка: пристальный взгляд на расположение проводов в лампочке

Ранее мы обсуждали расположение проводов в лампочке и его влияние.

В дополнение к пониманию этой концепции, для учащихся также важно уметь определять различное расположение лампочек в электрической цепи — последовательное и параллельное.

После чего они должны понять, что расположение лампочек в определенном порядке имеет свои преимущества и недостатки .

Вопрос

Схемы контура А и контура В

Из схем видно, что обе цепи А и В имеют по 2 батареи и по 2 лампочки в каждой.

Единственным отличием (кроме количества выключателей) является положение лампочек в цепи. Когда в цепи есть две лампочки, они могут быть расположены последовательно или параллельно.

Однако у многих учащихся часто возникают неправильные представления об определении лампочек как «последовательно» и «параллельно». Они, как правило, связывают лампы, расположенные последовательно, с лампами, расположенными рядом друг с другом, а лампы, расположенные параллельно, с одной лампой, расположенной сверху / снизу другой лампы, что является неточным.

Когда лампочки в цепи расположены последовательно, существует только один путь, по которому может течь электричество. Когда лампочки расположены параллельно, в цепи на 90 109 больше, чем на 90 110 путей, по которым может проходить электричество.

Таким образом, чтобы правильно определить расположение лампочек в цепи, учащиеся должны определить число путей , по которым может проходить электричество в цепи.

Контур А

На диаграмме выше я проследил красным цветом, как электричество течет от одного конца к другому концу батареи для цепи А. Мы видим, что существует только один путь, по которому электричество может течь через лампочки в цепи А. Таким образом, лампы в цепи А расположены последовательно.

Цепь Б

На двух диаграммах выше я обвел зеленым и желтым цветом два возможных пути, по которым электричество может течь от одного конца батареи к другому.Из этих диаграмм становится ясно, что существует более одного возможного пути, по которому электричество может проходить через лампочки. Таким образом, лампочки в цепи B расположены параллельно.

Ответ на часть (а)

(a) В чем разница между расположением лампочек в цепях A и B?

Лампы в цепи А расположены последовательно, а лампы в цепи В расположены параллельно.

Преимущества и недостатки последовательного или параллельного расположения ламп

Теперь, когда мы лучше поняли, что означает последовательное и параллельное расположение ламп, давайте обсудим преимущества и недостатки этих двух расположений. Есть четыре точки сравнения между последовательным расположением и параллельным расположением ламп:

1. Яркость лампы
2. Срок службы батарей
3. Независимое управление лампами
4. Будут ли гореть другие лампочки в цепи, если одна лампочка перегорела

Сравнение 1: яркость лампы

Количество батарей в цепи определяет количество электричества, протекающего по каждому пути.Кроме того, яркость лампочки соответствует количеству получаемого ею электричества. Имея в виду вышеизложенное, давайте теперь вместе определим яркость лампочек. Примечание: 1 батарея соответствует 1 единице электроэнергии.

Серия

В схеме выше две батареи. Это означает, что по красному пути проходят 2 единицы электричества. Поскольку электричество проходит через обе лампочки A и B, две лампочки делят 2 единицы электричества поровну.2 единицы электроэнергии ÷ 2 лампочки → каждая лампочка получает 1 единицу электроэнергии. Поскольку яркость лампочки соответствует количеству получаемого электричества, каждая лампочка в этой последовательной цепи имеет яркость 1 единицу.

Параллельный

Напомним, что количество батарей в цепи определяет количество электричества, проходящего через каждый путь.]

Сравнение яркости лампочек

Лампы в последовательной цепи имеют яркость 1 единица, а лампы в параллельной цепи имеют яркость 2 единицы.

Таким образом, мы можем видеть, что если бы все остальные переменные оставались постоянными, лампочки, расположенные параллельно, ярче, чем лампочки, расположенные последовательно.

Сравнение 2: срок службы батарей

Серия

Каждая лампочка в приведенной выше схеме потребляет 1 единицу электроэнергии. Следовательно, в сумме батареи должны производить 2 единицы электроэнергии для последовательно расположенных лампочек.

Параллельный

Каждая лампочка в приведенной выше схеме потребляет 2 единицы электроэнергии.Следовательно, в сумме аккумуляторы должны произвести 4 единицы электроэнергии для параллельно расположенных лампочек. Сравнение срока службы батарей Батареи в параллельной цепи должны производить больше единиц электроэнергии, чем батареи в последовательной цепи. Таким образом, можно сделать вывод, что батареи в цепи с параллельно расположенными лампочками будут изнашиваться быстрее и иметь меньший срок службы.

Сравнение 3: независимое управление лампами

Серия

Когда переключатель 1 разомкнут, цепь разомкнута.Электричество не может проходить через обе лампочки A и B, поэтому эти лампочки не загораются.

Параллельный

В зависимости от того, в какой части цепи установлены выключатели, лампочки могут управляться независимо.

В случае вышеуказанной цепи, когда переключатель 2 разомкнут, имеет место обрыв цепи с лампочкой C.

Электричество не может проходить через лампочку C, поэтому лампочка C не загорается.Однако, поскольку переключатель 3 замкнут, цепь с лампочкой D по-прежнему замкнута. Электричество может проходить через лампочку D, позволяя лампочке D загореться.

Сравнение степени контроля

Из приведенного выше видно, что параллельно расположенные лампочки могут управляться независимо друг от друга, тогда как последовательно включенные лампочки всегда будут включаться или выключаться вместе.

Сравнение 4: Будут ли гореть другие лампочки в цепи при перегорании одной лампочки

Позвольте мне кратко рассказать о том, что означает перегорание лампочки.

Нить накала — это часть лампочки, которая светится, когда через нее проходит электричество, заставляя лампочку загораться. Когда слишком много электричества проходит через нить накала, нить перегревается и плавится, что приводит к разрыву.

Если нить накала лампы расплавилась, значит, она перегорела. Из-за зазора в нити накала электричество не может проходить через нити перегоревших лампочек, что не позволяет им загореться. Как одна перегоревшая лампочка повлияет на другие лампочки в цепи? Результат зависит от того, как лампочки расположены в цепи.

Серия

Если лампа А перегорела, цепь разомкнута. Электричество не могло бы течь через лампочку A и, следовательно, лампочку B. Таким образом, лампочка B не загорится.

Параллельный

Когда лампочка C перегорела, цепь с лампочкой D остается замкнутой. Электричество может проходить через лампочку D, позволяя лампочке D загореться.

Сравнение результата при перегорании одной из лампочек

Когда одна из лампочек в параллельном соединении перегорает, другие лампочки в цепи продолжают гореть. С другой стороны, когда одна из лампочек в последовательном расположении перегорает, другие лампочки в цепи не загораются. После вышеприведенного анализа давайте теперь ответим на часть (b). Поскольку лампочки в схеме B расположены параллельно, мы назовем преимущества и недостатки параллельного соединения ламп.

Ответ на часть (b)

(b) Назовите преимущества и недостатки использования схемы B для подключения ламп.

1. Лампы, подключенные с помощью схемы B, будут ярче, и ими можно управлять независимо.[Преимущество]
2. Кроме того, когда одна лампочка перегорает, все равно остается замкнутая цепь с другими лампочками в цепи B. Электричество по-прежнему может проходить через другие лампочки, позволяя им загораться. [Преимущество]
3. Однако батареи в контуре B будут разряжаться быстрее. [Недостаток]

Что мы узнали сегодня?

1. Если в цепи две или более лампочек, их можно расположить последовательно или параллельно.
2. Когда лампочки расположены последовательно, существует только один путь, по которому электричество может проходить через лампочки.
3. Когда лампочки расположены параллельно, существует более одного возможного пути, по которому электричество может проходить через лампочки.
4. Каждая схема имеет свои преимущества и недостатки.

В следующей статье я расскажу больше о проводниках и изоляторах электричества.

Цепи серии

— недостатки, яркость и последовательно-параллельные комбинации

Введение

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

Простое задание, демонстрирующее преимущества параллельных цепей перед последовательными.

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

Проблема с последовательными цепями

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

Если две лампы соединены последовательно, возникают две проблемы

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

Почему лампы накаливания тусклее

Лампы тусклые по двум причинам:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Лампы с высоким сопротивлением светят ярче при последовательном включении

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Графика, иллюстрирующая закон Кирхгофа о напряжении.

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

Определение эффективного сопротивления последовательных цепей

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

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

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

Расчет напряжения и тока для последовательно соединенных резисторов

Есть несколько способов решить эту проблему. Достаточно надежный способ —

.

1. Расчет общего сопротивления, R _{эффективное}
2. Используйте V = IR _{эффективный} для всей цепи для расчета тока, который везде одинаков
3. Используйте V = IR для каждого резистора, чтобы рассчитать напряжение на каждом резисторе

Анимации показывают, как рассчитать напряжение и ток для последовательных цепей.

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

Вы также можете использовать соотношения для непосредственного определения напряжения.

Разделители потенциалов

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

Лучший способ контролировать яркость лампочки — установить переменный резистор в качестве делителя напряжения.

Делители потенциала часто используются с логическими элементами и усилителями.

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

Назад к краткому описанию электричества

Свойства цепей — Электрические цепи переменного и постоянного тока — GCSE Physics (Single Science) Revision

Компоненты электрических цепей могут быть соединены последовательно или параллельно.

Последовательные соединения

Компоненты, которые соединяются один за другим на одном и том же контуре цепи, соединяются

последовательно.Ток, протекающий через каждый последовательно соединенный элемент, равен

такой же.

Две лампы, соединенные последовательно

На принципиальной схеме показана цепь с двумя последовательно соединенными лампами. Если одна лампа сломается, другая лампа не загорится.

Две лампы, соединенные последовательно с разомкнутым выключателем и ячейкой. Цепи серии

полезны, если вы хотите получить предупреждение о том, что один из компонентов в цепи вышел из строя. Например, автоматический выключатель или предохранитель должны быть соединены последовательно, чтобы они работали.Если при перегорании одной лампочки все гирлянды гаснут, значит, они соединены последовательно.

Сумма всех разностей потенциалов между компонентами в последовательной цепи равна общей разности потенциалов на источнике питания.

Параллельные соединения

Компоненты, соединенные в отдельные контуры, соединяются параллельно. Ток распределяется между каждым компонентом, подключенным параллельно. Общее количество тока, втекающего в соединение или разделенного, равно общему вытекающему току. Ток описывается как сохраняющийся .

Две лампы, соединенные параллельно

На принципиальной схеме показана цепь с двумя параллельными лампами. Если одна лампа сломается,

другая лампа все еще будет гореть.

Две лампы, соединенные параллельно с разомкнутым выключателем и

сотовый

Свет в большинстве домов подключен параллельно. Это означает, что все они получают

полное напряжение, и если одна лампочка перегорает, остальные остаются включенными.

Для параллельной цепи ток от источника питания больше, чем ток в

каждая ветвь.Сумма всех токов в каждой ветви равна току от электросети.

0.$0.$5.$5.0″> Вопрос

Какие из цепей здесь соединены последовательно, а какие параллельно?

Назовите ответ

Почему лампы в цепи освещения дома соединены параллельно, а не последовательно? – М.В.Организинг

Почему лампы в цепи освещения дома соединены параллельно, а не последовательно?

Светильники в большинстве домов подключены параллельно.Это означает, что все они получают полное напряжение, и если одна лампочка перегорает, остальные остаются включенными. Для параллельной цепи ток от источника питания больше, чем ток в каждой ветви.

Почему провода освещения соединены последовательно?

Проводка серии

представляет собой проводку типа «ВСЕ или НИ ОДИН», что означает, что все устройства будут работать одновременно или все они отключатся, если возникнет неисправность в любом из подключенных устройств в последовательной цепи. Высокое напряжение питания необходимо, если нам нужно добавить дополнительную нагрузку (лампочки, электронагреватели, кондиционер и т. д.) в последовательную цепь.

Светильники в вашем доме подключены последовательно?

Нет, бытовые цепи соединены параллельно.

Какая лампочка загорится первой в ряду?

т.е. лампочка 80Вт (1) будет светиться ярче, а лампочка (2) 100Вт будет тусклее при последовательном соединении. Короче говоря, при последовательном соединении обе лампочки имеют одинаковый ток, протекающий через них. Лампа с более высоким сопротивлением будет иметь большее падение напряжения на ней и, следовательно, будет иметь более высокую рассеиваемую мощность и яркость.

Какая лампочка будет светиться в цепи?

Электрическая лампочка имеет нить накала, соединенную с ее клеммами.Электрическая лампочка светится, когда через нее проходит электрический ток. В замкнутой электрической цепи электрический ток проходит от одного вывода электрической ячейки к другому выводу.

Почему не горит лампочка в цепи?

Электрическая лампочка светится, когда цепь замкнута и через нее протекает ток. Когда лампочка не горит, даже если она не перегорела, это означает, что электрический ток не протекает по цепи.

Лампа светится при разомкнутой цепи?

Электрическая лампочка не горит в разомкнутой цепи.

Лампа в этой цепи с карандашным свечением даст причины?

Лампа не горит. Между открытыми электродами батареек есть разность потенциалов, а на клеммах лампочки ее нет. Или вы могли бы рассматривать это как цепь с бесконечным сопротивлением между электродами батарей. Это также объясняет, почему в цепи нет тока.

В последовательной цепи с двумя или более лампочками, какая лампочка загорается первой при замыкании цепи?

Автор вопроса:

Эрик Гарднер

Ответить

Все они загорятся в одно и то же время.Вещь потока электричества, как металлическая цепь. Когда вы тянете за один конец цепи, вся цепь движется. Электроны связаны аналогичным образом, если один из них начнет двигаться по цепи, он будет толкать электрон перед собой и тянуть электрон за собой. Поскольку все электроны по цепи движутся мгновенно одновременно по принципу «цепи», все лампочки должны загореться в один и тот же момент.

Немного подробнее: лампочки в цепи действуют как резисторы.Они преобразуют электрическую энергию вашей цепи в тепловую энергию (как и все резисторы). Лампочка так нагревается, что светится. В аналогии с цепью лампочки были бы подобны наждачной бумаге, о которую цепи должны тереться при движении. Так же, как в цепи, когда цепь натянута на наждачную бумагу, наждачная бумага будет нагреваться, и если бы у вас было несколько отдельных кусочков наждачной бумаги вдоль цепочки, они все нагревались бы с одинаковой скоростью, как лампочки все загораются при в то же время.Это все при условии, что вы имеете в виду, что две или более лампочки идентичны по мощности.

Ответил:

Кеннет Райдер, студент бакалавриата Калифорнийского университета в Дэвисе

При включении последовательной цепи величина тока одинакова во всех элементах цепи и начинается одновременно. Возникают лишь незначительные отклонения от этих основных условий, поскольку волна тока движется между двумя лампочками со скоростью света, создавая задержку в несколько наносекунд (миллиардных долей секунды). Важнейшими факторами, определяющими нагрев нити до накала, являются тепловая масса и электрическое сопротивление нити.Тепловая масса, которая относится к подводимой мощности для заданного повышения температуры, зависит от фактической массы и типа материала, используемого в нити накала. Как правило, чем больше тепловая масса, тем медленнее будет повышаться температура нити накала. С другой стороны, чем больше сопротивление, тем быстрее будет нагреваться нить накала, потому что мощность, передаваемая на нить, равна квадрату тока, умноженному на сопротивление (закон Ома).

Принимая во внимание все эти факторы, свет, содержащий нить накала с наименьшей тепловой массой и наибольшим сопротивлением, будет «включаться» быстрее всего. Для стандартных бытовых ламп накаливания разницы во времени включения вообще бы не было заметно, так как они очень быстро включаются. Лампа слайд-проектора имеет гораздо более толстые нити накала, что приводит к более высокой тепловой массе и более низкому сопротивлению. Обычно при включении лампы проектора возникает заметная задержка.

Есть несколько менее важных факторов, которые могут повлиять на время включения, такие как тип и давление газа, используемого для наполнения лампочки, а также физическая структура и обработка материала нити накала.Незначительные изменения этих факторов не давали заметных различий при включении света, но чувствительные высокоскоростные оптические детекторы все же могли измерять различия.

Ответил:

Скотт Уилбер, президент ComScire — Quantum World Corporation

Если предположить, что все лампочки одинаковые, лампы накаливания, то все они загорятся одновременно. Аналогия между электрической цепью и длинной вереницей товарных вагонов помогла мне много лет назад понять, почему это так. В длинном ряду вагонов поезда, расположенных так, что любая «слабина» компенсируется во всех звеньях, все они находятся в состоянии покоя, готовые двигаться, как только моторный вагон (локомотив) передает силу поезду. Как только автомобиль с двигателем дернется вперед, все автомобили одновременно реагируют на этот рывок. (имейте в виду, что для целей этой аналогии крытые вагоны бесконечно жесткие, и деформации металла не происходит). Однако, хотя сила (рывок) ощущается очень быстро, машины движутся очень (очень) медленно.По аналогии, подумайте об энергии двигателя автомобиля как об источнике ЭДС (напряжения) электрической цепи, а о вагонах-фургонах — как об электронах (токе). Только когда в цепь вводится ЭДС, ток начинает двигаться. Сопротивление в цепи (сопротивление проводов и нитей накала ламп) будет ограничивать скорость, с которой течет ток. (Это сопротивление подобно трению в колесах поезда). Однако, когда в цепи присутствует ЭДС, все электроны начинают двигаться одновременно, и, таким образом, все лампочки загораются одновременно. Представьте, как вода течет в шланге. Чтобы из конца шланга вытек 1 галлон воды, в шланг должен влиться 1 галлон воды. Если шланг не имеет отверстия или не деформируется, вода не может скапливаться в шланге. То же самое и с электронами, текущими в цепи. Каждый электрон, входящий в цепь, должен покинуть ее. Давление воды похоже на напряжение (ЭДС), которое «проталкивает» электроны по цепи. Диаметр шланга определяет, какое сопротивление будет встречать вода.

Ответил:

Дэн Хопкус, бакалавр наук, старший инженер-электромеханик, Тусон, Аризона

Системы уличного освещения серии Understanding

Решение проблемы вышедшей из строя лампы было решено с помощью регулятора постоянного тока.

Как правило, используя систему грузов, магнитов и катушек для постоянной регулировки тока, подаваемого в цепь, регулятор постоянного тока мог компенсировать любое снижение нагрузки при выходе из строя ламп.Кроме того, не требовалось перенастройки, если в цепь добавлялись дополнительные лампы, так как это аналогичным образом компенсировало бы новую нагрузку.

Большинство регуляторов работали на 6,6 ампер. Некоторые схемы с более высокой интенсивностью работали при токе 15 и 20 ампер. Подаваемое напряжение будет в диапазоне киловольт, однако напряжение, подаваемое на цепь лампы, будет варьироваться в зависимости от количества работающих ламп в цепи в любой момент времени.

Широко использовались четыре типа последовательных цепей.Один из них назывался «разомкнутой петлей». В этой схеме один проводник проходил через весь контур ламп и возвращался к регулятору. Конструкция с открытым контуром была наиболее экономичной, поскольку требовала наименьшего количества проводящего кабеля.

На рис. 1 показана базовая схема разомкнутого контура. Регулятор поставляется службой высокого напряжения. Таймеры, фотоконтроль или в некоторых действительно старых системах ручной переключатель, работающий на 110 вольт, активировал масляный переключатель, который питал регулятор.

Затем регулятор обеспечивал постоянный ток, обычно 6,6 ампер, и регулировал напряжение в соответствии с количеством ламп, работающих в цепи.

На рис. 2 показана схема, называемая «замкнутым контуром». В этой цепи оба проводника от регулятора проходят через всю цепь. Эта конструкция увеличивала стоимость проводки, однако она давала преимущество, заключающееся в том, что в случае отказа части цепи два проводника можно было шунтировать (соединить перемычкой) вместе до отказа, чтобы остальные лампы продолжали работать.

Большинство коммунальных служб использовали комбинацию двух типов, проводя разомкнутый цикл по основным улицам с более короткими замкнутыми циклами, ответвляющимися на боковые улицы. Рисунок 3 иллюстрирует эту комбинацию.

Как показано на рис. 4 , изобретатели даже разработали средства для обеспечения освещения с меньшей интенсивностью для переулков, дорожных знаков и аналогичных целей путем установки автотрансформаторов, которые будут обеспечивать соответствующие напряжения для этих специальных цепей ответвлений.Обычно эти ответвления питаются от последовательной цепи высокого напряжения, работающей при обычном линейном напряжении.

Поскольку последовательные цепи представляли собой, по сути, одну большую петлю из ламп, необходимо было разработать технологию, предотвращающую перегорание цепи в случае выхода из строя лампы. Конкретное обсуждение этого аспекта содержится в документе Understanding Shunts .

Типовая лампа накаливания со световым потоком 4000 люмен.

Какими бы примитивными они ни казались нам сегодня, хорошо спроектированные последовательные цепи на самом деле давали больше света на потребляемый ватт, чем обычные лампы сетевого напряжения.По мере развития технологий эти схемы перешли от обслуживающих дуговых ламп к лампам накаливания на 6,6 ампера и, в конечном итоге, к ртутным лампам на 6,6 ампер. Многие из этих цепей все еще находятся в эксплуатации сегодня. В Детройте, например, некоторые цепи до сих пор включаются вручную в конце каждого дня на центральной станции.

Дополнительные ссылки

.