Come collegare le lampadine in serie e in parallelo
Ogni giorno usiamo fonti di luce. Le lampade sono collegate in serie o in parallelo. Ogni metodo ha caratteristiche speciali ed è efficace in situazioni specifiche.
Le lampadine possono essere collegate in parallelo
Questo tipo di connessione è il più efficiente. La lampadina è collegata alla fase e allo zero. Quando due o più lampadine sono collegate, i fili che forniscono la tensione possono essere attorcigliati insieme.
Ma più spesso tutti i carichi sono collegati a un cavo comune. Il collegamento in parallelo è un collegamento a fascio o un collegamento a margherita. Nel primo caso, viene fatto passare un cavo separato per ogni lampada. Nel secondo, la fase e lo zero sono alimentati alla prima fonte di luce, e gli altri sono parzialmente alimentati.
Quando si utilizzano apparecchi alogeni con un trasformatore, ricordarsi che sono collegati all'avvolgimento secondario dell'inverter tramite morsettiere.
Collegando in parallelo, gli svantaggi dell'apparecchio possono essere in qualche modo appianati e lo sfarfallio delle lampade fluorescenti può essere ridotto. Un condensatore viene aggiunto al circuito per spostare la fase di tutti gli elementi del circuito.
Regole per collegare le lampadine
Le regole devono essere seguite quando si collegano le lampadine. Considerate le connessioni in serie e in parallelo.
Collegamento in serie
Un collegamento seriale significa che l'alimentazione di 220 V è collegata in modo tale che la stessa corrente passa attraverso tutti gli elementi del circuito. La distribuzione della caduta di tensione è proporzionale alla resistenza interna dei carichi. Anche la potenza è distribuita in modo proporzionale.
Quando si usa un collegamento in serie con un interruttore comune, le luci non bruceranno alla loro piena capacità. Se sono collegate lampade di diverse potenze, l'apparecchio con la resistenza più alta avrà una luce più brillante.
Un tipico collegamento a margherita è mostrato nel diagramma qui sotto.
Parallelo .
Questo è diverso se la piena tensione di rete è applicata ad ogni lampadina. La corrente varia a seconda della resistenza dell'apparecchio.
I conduttori sono collegati alle prese delle lampade nello stesso modo, a volte secondo il principio della sbarra, dove tutti i carichi sono collegati a una rete comune.
Tutte le lampadine che volete possono essere collegate a una sola rete. L'interruttore funziona come in un collegamento in serie.
Pro e contro del collegamento in parallelo
Vantaggi:
- Se un elemento si guasta, gli altri continuano a funzionare;
- Il circuito dà la luce più brillante possibile perché la piena tensione è fornita ad ogni apparecchio;
- Qualsiasi numero di fili può essere deviato da una lampada per collegare altri carichi (sono necessari uno zero e un numero specifico di fasi);
- Adatto a dispositivi elettrici a risparmio energetico.
Quasi nessuno svantaggio, a parte il grande numero di conduttori in un sistema ramificato con molte lampade.
Utilizzando
Nella vita quotidiana, il collegamento in parallelo è molto comune. Per esempio, le luci dell'albero di Natale dove tutte le lampadine hanno la massima luminosità.
Collegando, si può creare un'illuminazione interna di qualsiasi lunghezza. Sostituire un elemento bruciato è facile. Due apparecchi da 60W possono essere scambiati con una sola lampadina da 10W senza alterare i parametri di illuminazione. Questa proprietà del circuito è usata dagli elettricisti esperti per l'identificazione delle fasi nelle reti trifase.
Le lampadine alogene e a incandescenza non solo danno un bagliore luminoso, ma riscaldano anche l'ambiente. Per questo motivo, sono spesso utilizzati in garage, hangar o officine per riscaldare le stanze. Le unità sono collegate alla rete elettrica mettendole in un blocco di metallo. La costruzione riscalda fino a 60 gradi e mantiene una temperatura ambiente confortevole. Tuttavia, l'alta potenza porta a frequenti bruciature delle lampade.
Video sull'argomento: COSA E' LA CONNESSIONE LINEARE E PARALLELARE
Il collegamento in parallelo è usato nell'illuminazione a strisce, nei lampadari e nell'illuminazione stradale. Ogni lampada può essere controllata separatamente, il che aumenta la comodità di usare una rete condivisa. Dovete solo installare il giusto numero di interruttori nel sistema.
Nelle case e negli appartamenti, non sono solo le luci ad essere collegate in parallelo alla rete, ma anche vari altri apparecchi.
Per gli apparecchi di illuminazione a LED, non è raro utilizzare una connessione a modalità mista basata su una catena di carichi in serie seguita da una connessione in parallelo alla stessa catena.
Suggerimenti: come capire se collegare le lampade o il carico in serie o in parallelo
Esempio di calcolo per collegare lampade di diverse potenze
Una conoscenza di base della legge di Ohm e di altre semplici leggi elettriche è tutto ciò che serve per conoscere la differenza.
Supponiamo che ci sia una lampadina a incandescenza con una tensione di 220 volt. A 50Hz è puramente una resistenza attiva, quindi è più conveniente da trattare nelle domande iniziali. Se una lampada ha una potenza di 100 watt allora, quando è collegata, una corrente scorrerà attraverso di essa I=P/U=100W/220V=0.5A (approssimativamente, abbastanza per il ragionamento). L'intera tensione di rete di 220 volt cadrà su di essa. Si può calcolare la resistenza del filamento: R=U/I=220 volt /0,5 ampere =400 ohm (circa).
Se si collega una seconda lampadina simile in parallelo alla prima, è ovvio che l'intera tensione di rete sarà applicata a ciascuna lampadina. Il consumo di corrente Ipcr si dividerà in due flussi e attraverso ogni lampadina andrà I=U/R=220 volt/400 ohm=0,5 ampere.. La corrente consumata sarà uguale alla somma delle due correnti (così dice la prima legge di Kirchhoff) e sarà 1 A. Di conseguenza, entrambe le lampade saranno a piena tensione di linea, la corrente nominale scorrerà attraverso di loro e il flusso luminoso totale sarà uguale al doppio del flusso di un apparecchio.
Se due apparecchi identici sono collegati in serie, la tensione di rete sarà divisa tra loro e circa 110 volt cadranno su ciascuno. La resistenza totale del circuito sarebbe Rcomm=400+400=800 ohme la corrente attraverso ogni lampada (in collegamento in serie è la stessa per ogni elemento) sarà I = U/Rcomm=220 volt/800 Ohm = 0,25 A.. Come risultato:
- ad ogni lampadina, cade solo la metà della tensione di rete;
- Attraverso ogni lampada, scorre una corrente ridotta di un fattore 2 rispetto alla corrente nominale.
Per stimare il flusso luminoso delle lampadine per questo caso, possiamo usare la legge di Joule-Lenz. Le lampadine a incandescenza brillano a causa del riscaldamento del filamento. Durante il tempo t, il filamento rilascerà una quantità di calore Q=I2*R*t=U*I*t. La corrente sarà dimezzata e anche la tensione di una lampadina sarà dimezzata. Significa che ci si può aspettare che il flusso luminoso diminuisca di 2*2=4 volte. Per due lampade, il flusso luminoso sarà dimezzato rispetto a una lampada in modalità nominale. Così, quando sono collegate in serie, due lampadine brilleranno approssimativamente due volte più fiocamente di una lampadina.
Il problema potrebbe essere risolto utilizzando lampade con una tensione di funzionamento che è la metà della tensione di rete.. Se si usano due fonti di luce da cento watt a 127 volt, i 220 volt saranno dimezzati e ogni lampada funzionerà alla sua potenza nominale, raddoppiando il flusso luminoso rispetto a una sola lampada della stessa potenza. Ma questo non elimina lo svantaggio principale di questo schema - se una lampada si guasta, il circuito è rotto e anche la seconda lampada smette di brillare.
Tutto quanto sopra si applica alle lampade dello stesso wattaggio. Se la potenza degli apparecchi differisce notevolmente, nei circuiti si verificano i seguenti effetti. Supponiamo che una lampada a 220 volt abbia una potenza di 70 watt, l'altra ha una potenza di 140 watt.
Poi la corrente nominale del primo I1=P/U=70/220=0,3 ampere (arrotondato), il secondo I2=140/220=0,7 Ampere.. Resistenza del filamento di un apparecchio meno potente R1=U/I=220/0,3=700 ohm, il secondo - R2=220/0,7=300 ohm.
La lampada con maggiore potenza corrisponde a una minore resistenza del filamento.
Nel collegamento in parallelo, la tensione dei due apparecchi sarà uguale e ogni lampada porterà una corrente diversa. Il consumo totale di corrente è la somma delle due correnti Ipc=0,3+0,7=1 amp. Ogni lampadina funziona in modo nominale e consuma la propria corrente.
Nel collegamento in serie la corrente sarà limitata dalla resistenza Rcomm=300+700=1000 Ohm e sarà uguale I=U/R=220/1000=0,2 A. La tensione sarà distribuita in proporzione alla resistenza del filamento (potenza). Su una lampadina da 140 watt sarà 1/3 di 220 volt - circa 70 volt. Su una lampadina a basso watt sono 2/3 di 220 volt. Cioè circa 140 volt. Entrambe le lampade saranno sottoilluminate a causa della tensione e della corrente ridotta, ma il modo sarà illuminato per loro. È diverso se le lampade sono utilizzate a metà della tensione di rete. Su una lampadina di potenza inferiore, la tensione sarà più alta di quella consentita e la differenza sarà maggiore quanto maggiore è la differenza di potenza. Una tale lampada si guasterà presto. Questo è un altro svantaggio del collegamento in serie delle lampade. Per questo motivo è usato molto raramente nella pratica. Un'eccezione è il collegamento in serie di lampade fluorescenti. Si presume che siano più stabili.
Per riassumere le differenze tra il funzionamento in parallelo e quello in serie:
- nel collegamento in parallelo, la tensione attraverso tutte le utenze è la stessa, la corrente è distribuita in proporzione alla potenza delle lampade (se la potenza è la stessa, le correnti saranno uguali), il consumo totale di corrente è uguale alla somma delle correnti di tutte le lampade;
- In un collegamento in serie, la corrente attraverso tutte le lampade sarà la stessa, è determinata dalla resistenza totale del circuito (e sarà inferiore alla corrente della lampada di minor potenza), la tensione ai consumatori sarà distribuita in proporzione alla potenza delle lampade (se è la stessa, le tensioni saranno uguali).
Con questi principi in mente, qualsiasi circuito può essere analizzato.
Come evitare gli errori
È necessario collegare gli apparecchi alla rete elettrica secondo le regole dell'elettrotecnica. I dettagli del cablaggio non sono ovvi e possono non essere compresi da chi non ha familiarità con l'argomento.
È importante considerare:
- Ogni tipo di connessione ha delle peculiarità legate alla legge di Ohm. In un collegamento in serie, la corrente è uguale su tutte le sezioni del circuito, mentre la tensione dipende dalla resistenza. In un collegamento in parallelo, la tensione è la stessa e la corrente totale è la somma dei valori delle singole sezioni.
- Qualsiasi circuito non dovrebbe essere sovraccaricato perché questo può portare a un funzionamento instabile degli apparecchi e a danni ai conduttori.
- In un collegamento in parallelo, la sezione dei conduttori deve corrispondere al carico applicato, altrimenti il surriscaldamento dei conduttori è inevitabile, portando alla fusione dell'avvolgimento e al cortocircuito.
- La fase è alimentata nell'interruttore, il neutro va all'apparecchio di illuminazione. L'inosservanza di questa regola può provocare una scossa elettrica durante la sostituzione della lampada, poiché l'apparecchio è sotto tensione anche quando è spento.
- Il cavo principale dell'apparecchio è collegato a un terminale comune. Se è collegato a una presa, solo una parte del circuito funzionerà.
- È meglio segnare i fili in anticipo prima di installare l'interruttore. Durante l'installazione sarà semplice collegare i conduttori dello stesso nome.
L'inosservanza delle raccomandazioni può provocare un funzionamento instabile dell'apparecchiatura di illuminazione, una rapida bruciatura della lampadina e gravi lesioni, con il rischio di lesioni mortali.
