電球を直列と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。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特徴があり、特定の状況で効果的です。

電球を並列に接続できますか

このタイプの接続が最も効果的です。電球は位相とゼロに接続されています。 2 つ以上の電球を接続する場合、電圧を供給するワイヤがねじれる可能性があります。

しかし、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デイジーチェーンです。最初に、個別のケーブルが各ランプに接続されます。 2番目に、位相とゼロが最初の光源に供給され、他のデバイスは部分的に供給されます。

負荷をネットワークに接続します。

変圧器でハロゲンライトを使用する場合、それらが端子台を使用してコンバータの二次巻線に接続されていることを覚えておく必要があります。

並列接続は、蛍光灯のちらつきを減らすために、照明器具の欠点をいくらか和らげることができます。回路にコンデンサを追加して、すべての回路要素の位相をシフトします。

電球を接続するためのルール

電球を接続するときは、ルールに従う必要があります。直列接続と並列接続を検討してください。

シリアル

シリアル接続では、回路内のすべての要素に同じ電流が流れるように 220 V ネットワークに接続します。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に接続を使用する場合、ライトはフルパワーで点灯しません。異なるワット数のランプを接続すると、抵抗が高い器具がより明るく輝きます。

標準的な直列接続の図を下図に示します。

直列接続の図。

平行 。

これは、各電球を全線電圧に接続することによって異なります。電流はフィクスチャの抵抗によって異なります。

並列配線図。

すべての負荷が共通のトランクに接続されている場合、導体は同じ方法で、時にはバスバーの原理に従ってランプソケットに供給されます。

1 つのラインに必要な数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、他の要素は引き続き機能します。
• 各器具に全電圧が供給されるため、回路は可能な限り明るい光を提供します。
• 追加の負荷を接続するために、1 つのランプから任意の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です)。
• 省エネ電気機器に適しています。

省エネランプのECGへの接続図。

多くのランプを備えた分岐システム内の多数の導体を除いて、実質的に欠点はありません。

応用

日常生活では、並列接続は非常に一般的です。たとえば、すべての電球が最大の明るさを持つクリスマス ツリー ライトです。

連結することで、お好きな長さのインテリア照明が作れます。燃え尽きたエレメントの交換は簡単です。照明パラメータに影響を与えることなく、2 つの 60 ワット器具を 1 つの 10 ワット電球に交換できます。この回路特性は、経験豊富な電気技師が三相ネットワークの位相を識別するために使用します。

ハロゲンや白熱電球は明るい光を放つだけでなく、周囲を暖めます。このため、ガレージ、格納庫、またはワークショップで部屋を暖房するためによく使用されます。これを行うには、ユニットを金属ブロックに配置して電源に接続します。設計は60度まで加熱し、快適な室温を維持します。ただし、大電力はランプの頻繁な焼損につながります。

トピックに関するビデオ: 線形および並列接続とは

並列接続はストリップ照明、シャンデリア、街路照明で使用されます。各ランプは個別に制御できるため、共通ネットワークを使用する利便性が向上します。システムに適切な数のスイッチをインストールするだけです。

家庭やマンションでは、照明だけでなく、さまざまな機器がネットワークに並列接続されています。

LED 要素を備えた照明器具を作成する場合、多くの場合、負荷の直列チェーンに基づく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きます。

ヒント: 理解する方法 - ランプまたは負荷を直列または並列に接続する

異なるワット数のランプの接続を計算する例

違いを理解するには、オームの法則とその他の簡単な電気法則を知っていれば十分です。

電圧が 220 ボルトの白熱電球があるとします。 50 Hz では純粋にアクティブな抵抗であるため、最初の質問で対処する方が便利です。ランプの電力が100ワットの場合、プラグを差し込むと電流が流れます I=P/U=100ワット/220ボルト=0.5A （大まかに、推論には十分です）。 220 ボルトの主電源電圧が完全に低下します。フィラメントの抵抗を計算できます。 R=U/I=220 ボルト /0.5 アンペア =400 オーム （約）。

最初の電球と並列に 2 つ目の同様の電球を接続すると、すべての線間電圧が各電球に印加されることは明らかです。消費電流 Ipcr は 2 つのストリームに分割され、各電球を介して電流が流れます。 I=U/R=220ボルト/400オーム=0.5アンペア.消費される電流は 2 つの電流の合計に等しくなり (Kirchhoff の第 1 法則による)、1 A になります。その結果、両方のランプが全線電圧になり、定格電流がそれらを流れ、合計光束は、1 つのランプの光束の 2 倍に等しくなります。

等しい電力の光源の並列および直列接続。

2 つの同一の照明器具が直列に接続されている場合、電源電圧はそれらの間で分割され、それぞれに約 110 ボルトがかかります。回路の総抵抗は Rcomm=400+400=800オーム各電球を流れる電流（直列接続では、各要素で同じです）は次のようになります。 I ランプ=U/Rob=220 ボルト/800 オーム = 0.25 A.その結果、次のことがわかります。

• 各電球では、線間電圧の半分だけが低下します。
• 各電球に電流が流れ、公称電流から ​​2 倍に減少します。

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。白熱灯の発光は、フィラメントの加熱によるものです。時間 t の間、フィラメントは熱量を放出します Q=私²*R*t=U*I*t.電流は半分になり、1 つの電球の電圧も半分になります。これは、光束が減少すると予想できることを意味します。 2*2=4回. 2 つのランプの場合、光束は公称モードの 1 つのランプに比べて半分になります。つまり、2 つの電球を直列に接続すると、1 つよりも約 2 倍暗くなります。

この問題は、主電源電圧の半分の動作電圧を持つランプを使用することで解決できます. 127 ボルトで 200 ワットの光源を適用すると、220 ボルトが半分に分割され、各ランプが公称モードで動作すると、同じ電力の 1 つのランプと比較して光束が 2 倍になります。しかし、これはこのスキームの主な欠点を取り除くものではありません.1つのランプが故障すると、回路が壊れ、2番目のランプも点灯しなくなります。

上記のすべては、同じ電力のランプに適用されます。照明器具のワット数が著しく異なる場合、回路に次の影響が生じます。 1 つの 220 ボルト ランプの電力が 70 ワットで、もう 1 つのランプの電力が 140 ワットであるとします。

次に、最初の公称電流 I1=P/U=70/220=0.3 アンペア。 (四捨五入)、2つ目 I2=140/220=0.7 アンペア。.あまり強力でない照明器具のフィラメントの抵抗 R1=U/I=220/0,3=700オーム、 二番目 - R2=220/0,7=300オーム.

より高い出力のランプは、フィラメントのより低い抵抗に対応します。

異なる出力の光源の並列および直列接続。

並列接続では、両方のデバイスの電圧が等しくなり、各ランプに異なる電流が流れます。総消費電流は、2 つの電流の合計 Iptr=0.3+0.7=1 アンペアです。各電球は公称モードで動作し、独自の電流を消費します。

直列接続では、電流は抵抗によって制限されます Rcomm=300+700=1000オーム そして等しくなります I=U/R=220/1000=0,2 A.電圧はフィラメント抵抗（電力）に比例して分配されます。 140 ワットの電球では、220 ボルトの 1/3、つまり約 70 ボルトになります。低ワットの電球では、220 ボルトの 2/3 です。つまり、約140ボルトです。電圧と電流が減少するため、両方のランプが過小計算されますが、モードはそれらにとって明るくなります。ランプがライン電圧の半分で使用されている場合は異なります。ワット数の低い電球では、電圧が許容値よりも高くなり、ワット数の差が大きいほど差が大きくなります。そのようなランプはすぐに故障します。これは、ランプを直列に接続することのもう 1 つの欠点です。したがって、この接続は実際にはほとんど使用されません。例外は、蛍光灯の直列接続です。このスキームにより、彼らはより着実に機能すると考えられています。

蛍光灯光源の直列接続。ここのスターターも 127 ボルト用に設計されています。

並列接続と直列接続の違いをまとめると、次のようになります。

• 並列接続では、すべての消費者の電圧は同じで、電流はランプの電力に比例して分配されます（電力が同じ場合、電流は等しくなります）、総消費電流はの合計に等しくなりますすべてのランプの電流;
• 直列接続では、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まります（そして、最も電力の低いランプの電流よりも小さくなります）。消費者の電圧は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）。

これらの原則を使用して、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。接続の特性は明らかではなく、対象から離れた人には理解できない場合があります。

以下を考慮することが重要です。

1. 接続の各タイプには、オームの法則に関連する特性があります。直列接続では、電流は回路のすべてのセクション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、合計電流は個々のセクションの値の合計です。
2. 電化製品の動作が不安定になったり、導体が損傷したりする可能性があるため、どの回路も過負荷にしないでください。
3. 並列接続では、ワイヤの断面は適用される負荷に一致する必要があります。そうしないと、導体の過熱が避けられず、結果として巻線が溶けて短絡します。
4. 位相はスイッチにもたらされ、ゼロは照明器具に行きます。ルールを無視すると、ランプを交換するときに感電死につながる可能性があります。
5. 照明器具からの主線は共通端子に接続されています。コンセントに接続すると、回路の一部しか機能しません。
6. スイッチを取り付ける前に、事前にワイヤに印を付けておくことをお勧めします。インストールするとき、同じ名前の導体を互い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ったり、ランプが急速に燃え尽きたり、死亡の危険を伴う重傷を負う可能性があります。