Cómo conectar las bombillas en serie y en paralelo
Todos los días utilizamos fuentes de luz. Las lámparas se conectan en serie o en paralelo. Cada método tiene características especiales y es eficaz en situaciones específicas.
¿Se pueden conectar las bombillas en paralelo?
Este tipo de conexión es el más eficiente. La bombilla está conectada a la fase y al cero. Cuando se conectan dos o más bombillas, los cables que suministran la tensión pueden estar trenzados.
Pero lo más frecuente es que todas las cargas estén conectadas a un cable común. La conexión en paralelo puede ser una conexión en haz o una conexión en cadena. En el primer caso, se tiende un cable distinto para cada lámpara. En el segundo, la fase y el cero se alimentan de la primera fuente de luz, y los otros se alimentan parcialmente.
Cuando se utilicen luminarias halógenas con un transformador, recuerde que se conectan al devanado secundario del inversor mediante bloques de terminales.
Al conectarse en paralelo, los inconvenientes de la luminaria se pueden suavizar un poco y se puede reducir el parpadeo de las lámparas fluorescentes. Se añade un condensador al circuito para desplazar la fase de todos los elementos del circuito.
Normas de conexión de las bombillas
Hay que seguir las reglas al conectar las bombillas. Considera las conexiones en serie y en paralelo.
Conexión en serie
Una conexión en serie significa que la red eléctrica de 220 V está conectada de tal manera que la misma corriente fluye a través de todos los elementos del circuito. La distribución de la caída de tensión es proporcional a la resistencia interna de las cargas. La potencia también se distribuye proporcionalmente.
Cuando se utiliza una conexión en serie con un interruptor común, las luces no arden a su máxima capacidad. Si se conectan lámparas de diferente potencia, la luminaria con mayor resistencia tendrá una luz más brillante.
En el siguiente diagrama se muestra una conexión típica en cadena.
Paralelo .
Esto es diferente si se aplica la tensión de red completa a cada bombilla. La corriente variará en función de la resistencia de la luminaria.
Los conductores se conectan a los portalámparas de la misma manera, a veces según el principio de la barra colectora, donde todas las cargas se conectan a una red común.
Se pueden conectar tantas bombillas como se quiera a una red eléctrica. El interruptor funciona de la misma manera que en una conexión en serie.
Ventajas e inconvenientes de la conexión en paralelo
Ventajas:
- Si un elemento falla, los demás siguen funcionando;
- El circuito proporciona la luz más brillante posible porque se suministra toda la tensión a cada luminaria;
- Se puede desviar cualquier número de cables de una lámpara para conectar cargas adicionales (se requiere un cero y un número específico de fases);
- Adecuado para dispositivos eléctricos de ahorro de energía.
Apenas hay desventajas, aparte del gran número de conductores en un sistema ramificado con muchas lámparas.
Utilizando
En la vida cotidiana, la conexión en paralelo es muy común. Por ejemplo, las luces del árbol de Navidad, donde todas las bombillas tienen la máxima luminosidad.
Al conectarse, se puede crear una iluminación interior de cualquier longitud. Sustituir un elemento quemado es fácil. Se pueden cambiar dos luminarias de 60 W por una sola bombilla de 10 W sin que ello afecte a los parámetros de iluminación. Esta propiedad del circuito es utilizada por los electricistas experimentados para la identificación de las fases en las redes trifásicas.
Las bombillas halógenas e incandescentes no sólo dan un brillo intenso, sino que también calientan el ambiente. Por este motivo, suelen utilizarse en garajes, hangares o talleres para calentar las habitaciones. Las unidades se conectan a la red eléctrica colocándolas en un bloque metálico. La construcción calienta hasta 60 grados y mantiene una temperatura ambiente confortable. Sin embargo, la alta potencia hace que las lámparas se quemen con frecuencia.
Vídeo sobre el tema: QUÉ ES LA CONEXIÓN LINEAL Y PARALELA
La conexión en paralelo se utiliza en las tiras de iluminación, las lámparas de araña y el alumbrado público. Cada lámpara puede controlarse por separado, lo que aumenta la comodidad de utilizar una red compartida. Sólo hay que instalar el número adecuado de interruptores en el sistema.
En las casas y pisos, no sólo las luces se conectan en paralelo a la red, sino también otros aparatos.
En el caso de las luminarias LED, no es infrecuente utilizar una conexión de modo mixto basada en una cadena de cargas en serie seguida de una conexión en paralelo a la misma cadena.
Consejos: Cómo saber si hay que conectar las lámparas o la carga en serie o en paralelo
Ejemplo de cálculo para conectar lámparas de diferentes potencias
Un conocimiento básico de la ley de Ohm y de otras leyes eléctricas simples es todo lo que se necesita para saber la diferencia.
Supongamos que hay una bombilla incandescente con una tensión de 220 voltios. A 50 Hz es una resistencia puramente activa, por lo que es más conveniente tratarla en las preguntas iniciales. Si una lámpara tiene una potencia de 100 vatios, al enchufarla pasará una corriente I=P/U=100W/220V=0,5A (a grandes rasgos, suficiente para razonar). La tensión completa de la red de 220 voltios caerá sobre ella. Puedes calcular la resistencia del filamento: R=U/I=220 voltios /0,5 amperios =400 ohmios (aproximadamente).
Si conectas una segunda bombilla similar en paralelo con la primera, es obvio que toda la tensión de la red se aplicará a cada bombilla. El consumo de corriente Ipcr se dividirá en dos flujos y por cada bombilla pasará I=U/R=220 voltios/400 ohmios=0,5 amperios.. La corriente consumida será igual a la suma de las dos corrientes (así lo dice la primera ley de Kirchhoff) y será de 1 A. Como resultado, ambas lámparas estarán a plena tensión de línea, la corriente nominal fluirá a través de ellas y el flujo luminoso total será igual al doble del flujo de una luminaria.
Si se conectan dos luminarias idénticas en serie, la tensión de la red se dividirá entre ellas y caerán unos 110 voltios en cada una. La resistencia total del circuito sería Rcomm=400+400=800 ohmiosy la corriente que pasa por cada lámpara (en la conexión en serie es la misma para cada elemento) será I = U/Rcomm=220 voltios/800 Ohm = 0,25 A.. Como resultado:
- en cada bombilla, sólo cae la mitad de la tensión de la red;
- A través de cada lámpara fluye una corriente reducida por un factor de 2 de la corriente nominal.
Para estimar el flujo luminoso de las bombillas para este caso, podemos utilizar la ley de Joule-Lenz. Las lámparas incandescentes brillan por el calentamiento del filamento. Durante el tiempo t, el filamento liberará una cantidad de calor Q=I2*R*t=U*I*t. La corriente se reducirá a la mitad y la tensión de una bombilla también se reducirá a la mitad. Significa que se puede esperar que el flujo luminoso disminuya en 2*2=4 veces. En el caso de dos lámparas, el flujo luminoso se reduce a la mitad con respecto a una lámpara en modo nominal. Por lo tanto, si se conectan en serie, dos bombillas brillarán aproximadamente el doble que una.
El problema podría resolverse utilizando lámparas con una tensión de funcionamiento que sea la mitad de la tensión de la red.. Si utiliza dos fuentes de luz de cien vatios a 127 voltios, los 220 voltios se reducirán a la mitad y cada lámpara funcionará a su potencia nominal, duplicando el flujo luminoso en comparación con una sola lámpara de la misma potencia. Pero esto no elimina la principal desventaja de este esquema: si una lámpara falla, el circuito se rompe y la segunda lámpara también deja de brillar.
Todo lo anterior se aplica a las lámparas de la misma potencia. Si la potencia de las luminarias difiere notablemente, se producen los siguientes efectos en los circuitos. Supongamos que una de las lámparas de 220 voltios tiene una potencia de 70 vatios, mientras que la otra tiene una potencia de 140 vatios.
Entonces la corriente nominal del primer I1=P/U=70/220=0,3 amperios (redondeado), el segundo I2=140/220=0,7 Amperios.. Resistencia del filamento de la luminaria menos potente R1=U/I=220/0,3=700 ohmiosel segundo... R2=220/0,7=300 ohmios.
La lámpara de mayor potencia corresponde a una menor resistencia del filamento.
En la conexión en paralelo, la tensión de ambas luminarias será igual, y cada lámpara llevará una corriente diferente. El consumo total de corriente es la suma de las dos corrientes Ipc=0,3+0,7=1 amperio. Cada bombilla funciona en modo nominal y consume su propia corriente.
En la conexión en serie, la corriente estará limitada por la resistencia Rcomm=300+700=1000 Ohm y será igual I=U/R=220/1000=0,2 A. La tensión se distribuirá en proporción a la resistencia del filamento (potencia). En una bombilla de 140 vatios será 1/3 de 220 voltios, aproximadamente 70 voltios. En una bombilla de pocos vatios son 2/3 de 220 voltios. Es decir, unos 140 voltios. Ambas lámparas estarán infrailuminadas debido a la reducción de la tensión y la corriente, pero el modo será más ligero para ellas. Es diferente si las lámparas se utilizan a la mitad de la tensión de la red. En una bombilla de menor potencia, el voltaje será superior al permitido y la diferencia será mayor cuanto mayor sea la diferencia de potencia. Una lámpara así pronto fallará. Esta es otra desventaja de la conexión en serie de las lámparas. Por esta razón, se utiliza muy poco en la práctica. Una excepción es la conexión en serie de lámparas fluorescentes. Se supone que son más estables.
Para resumir las diferencias entre el funcionamiento en paralelo y en serie:
- En la conexión en paralelo, la tensión en todos los consumidores es la misma, la corriente se distribuye en proporción a la potencia de las lámparas (si la potencia es la misma, las corrientes serán iguales), el consumo total de corriente es igual a la suma de las corrientes de todas las lámparas;
- En una conexión en serie, la corriente que pasa por todas las lámparas será la misma, está determinada por la resistencia total del circuito (y será menor que la corriente de la lámpara de menor potencia), la tensión en los consumidores se distribuirá en proporción a la potencia de las lámparas (si es la misma, las tensiones serán iguales).
Teniendo en cuenta estos principios, se puede analizar cualquier circuito.
Cómo evitar errores
Es importante conectar los aparatos a la red eléctrica de acuerdo con las normas de ingeniería eléctrica. Los detalles del cableado no son evidentes y pueden no ser comprendidos por quienes no están familiarizados con el tema.
Es importante tenerlo en cuenta:
- Cada tipo de conexión tiene peculiaridades relacionadas con la ley de Ohm. En una conexión en serie, la corriente es igual en todas las secciones del circuito, mientras que la tensión depende de la resistencia. En una conexión en paralelo, la tensión es la misma y la corriente total es la suma de los valores de las secciones individuales.
- No se debe sobrecargar ningún circuito, ya que esto puede provocar un funcionamiento inestable de los aparatos y dañar los conductores.
- En una conexión en paralelo, la sección de los conductores debe coincidir con la carga aplicada, de lo contrario el sobrecalentamiento de los conductores es inevitable, lo que provoca la fusión del bobinado y el cortocircuito.
- La fase se introduce en el interruptor, el neutro va a la luminaria. La inobservancia de esta norma puede provocar una descarga eléctrica al sustituir la lámpara, ya que el aparato está bajo tensión incluso cuando está apagado.
- El cable principal de la luminaria se conecta a un terminal común. Si se conecta a una toma de corriente, sólo funcionará una parte del circuito.
- Es mejor marcar los cables de antemano antes de instalar el interruptor. Durante la instalación será sencillo conectar los conductores del mismo nombre.
El incumplimiento de las recomendaciones puede provocar un funcionamiento inestable del equipo de iluminación, el rápido agotamiento de las bombillas y lesiones graves, con riesgo de muerte.
