كيفية توصيل المصابيح الكهربائية على التوالي والتوازي
كل يوم نستخدم مصادر الضوء. المصابيح الموجودة في المصادر متصلة في سلسلة أو بالتوازي. كل طريقة لها خصائصها الخاصة وهي فعالة في مواقف محددة.
هل من الممكن توصيل المصابيح الكهربائية بالتوازي
هذا النوع من الاتصال هو الأكثر كفاءة. المصباح متصل بالطور والصفر. عند توصيل مصباحين أو أكثر ، يمكن ثني أسلاك إمداد الجهد.
ولكن في كثير من الأحيان يتم توصيل جميع الأحمال بكابل مشترك. يمكن أن يكون الاتصال المتوازي شعاعًا أو كعبًا. في الخيار الأول ، يتم توصيل كابل منفصل بكل مصباح. في المرحلة الثانية ، يتم تغذية الطور والصفر إلى مصدر الضوء الأول ، ويتم تغذية باقي الأجهزة جزئيًا.
عند استخدام مصابيح الهالوجين مع محول ، يجب أن نتذكر أنها متصلة بالملف الثانوي للمحول باستخدام الكتل الطرفية.
يمكن للتوصيل المتوازي أن يخفف إلى حد ما أوجه القصور في معدات الإضاءة ، ويقلل من وميض مصابيح الفلورسنت. يضاف مكثف إلى الدائرة لتحويل طور جميع عناصر الدائرة.
قواعد توصيل المصابيح الكهربائية
عند توصيل المصابيح ، يجب عليك اتباع القواعد. ضع في اعتبارك التوصيلات التسلسلية والمتوازية.
تسلسلي
يتضمن الاتصال التسلسلي الاتصال بشبكة 220 فولت بحيث يتدفق التيار نفسه عبر جميع العناصر في الدائرة. في هذه الحالة ، يتناسب توزيع قطرات الجهد مع المقاومة الداخلية للأحمال. يتم توزيع الطاقة أيضًا بشكل متناسب.
عند استخدام اتصال في سلسلة بمفتاح مشترك ، لن تحترق المصابيح بكامل قوتها. عند توصيل مصابيح ذات قوى مختلفة ، سيكون للجهاز ذي المقاومة العالية توهج أكثر إشراقًا.
يظهر الرسم التخطيطي للاتصال التسلسلي القياسي في الشكل أدناه.
موازي
يتميز بتزويد كل مصباح بجهد كهربائي كامل. سيكون التيار مختلفًا ، اعتمادًا على مقاومة الجهاز.
يتم إحضار الموصلات إلى مآخذ المصباح بنفس الطريقة ، أحيانًا وفقًا لمبدأ الناقل ، عندما تكون جميع الأحمال متصلة بخط مشترك.
يمكنك توصيل أكبر عدد ممكن من المصابيح بمصدر واحد. يعمل المفتاح بنفس الطريقة كما هو الحال في الاتصال المتسلسل.
إيجابيات وسلبيات الاتصال المتوازي
الايجابيات:
- إذا فشل أحد العناصر ، فسيستمر الباقي في العمل ؛
- تعطي الدائرة ألمع ضوء ممكن ، حيث يتم تطبيق الجهد الكامل على كل جهاز ؛
- يمكن أخذ أكبر عدد تريده من الأسلاك من مصباح واحد لتوصيل أحمال إضافية (يلزم صفر واحد وعدد محدد من المراحل) ؛
- مناسبة للأجهزة الكهربائية الموفرة للطاقة.
لا توجد عيوب عمليًا ، باستثناء عدد كبير من الموصلات في نظام واسع به العديد من المصابيح.
طلب
في الحياة اليومية ، يعتبر الاتصال الموازي شائعًا جدًا. على سبيل المثال ، أكاليل شجرة عيد الميلاد ، حيث تتمتع جميع المصابيح بأقصى سطوع للتوهج.
من خلال الاتصال ، يمكنك إنشاء إضاءة داخلية بأي طول. من السهل استبدال عنصر محترق. يمكن تبديل تركيبات بقدرة 60 وات لمصباح واحد بقوة 10 وات دون المساس بأداء الإضاءة. يتم استخدام خاصية الدائرة هذه بواسطة كهربائيين متمرسين لتحديد المرحلة في شبكات ثلاثية الطور.
لا تعطي مصابيح الهالوجين والأجهزة المتوهجة توهجًا ساطعًا فحسب ، بل تعمل على تسخين البيئة. لهذا السبب ، غالبًا ما يتم استخدامها في المرائب أو حظائر الطائرات أو ورش العمل لتدفئة المساحات. للقيام بذلك ، قم بتوصيل الأجهزة بالشبكة ، ووضعها في كتلة معدنية. التصميم يسخن حتى 60 درجة ويحافظ على درجة حرارة مريحة في الغرفة. ومع ذلك ، فإن الطاقة العالية تؤدي إلى نضوب متكرر للمصابيح.
فيديو ذو صلة: ما هي السلسلة والتوصيل الموازي
يتم استخدام الاتصال المتوازي في الأضواء الشريطية والثريات وإنارة الشوارع. في الوقت نفسه ، يمكن التحكم في كل مصباح على حدة ، مما يزيد من راحة استخدام شبكة مشتركة. من الضروري فقط تركيب العدد المطلوب من المفاتيح في النظام.
في المنازل والشقق ، لا يتم توصيل أجهزة الإضاءة فحسب ، بل يتم أيضًا توصيل العديد من المعدات بالشبكة بالتوازي.
عند إنشاء تركيبات الإضاءة باستخدام عناصر LED ، غالبًا ما يتم استخدام اتصال مختلط بناءً على دائرة تحميل متسلسلة ، متبوعة باتصالها المتوازي مع نفس السلسلة.
ننصحك بالنظر: كيفية فهم ما إذا كنت تريد توصيل المصابيح أو الأحمال بالتسلسل أو بالتوازي
مثال على حساب توصيل المصابيح ذات القدرة المختلفة
لفهم الاختلافات ، يكفي معرفة قانون أوم والقوانين الكهربائية البسيطة الأخرى.
افترض أن هناك لمبة متوهجة لجهد 220 فولت. عند تردد 50 هرتز ، تعتبر مقاومة نشطة بحتة ، لذا من الملائم التعامل مع المشكلات الأولية بها. إذا كانت طاقة المصباح 100 واط ، فعند توصيلها بالشبكة ، سيتدفق التيار خلالها I = P / U = 100 واط / 220 فولت = 0.5 أ (تكفي تقريبا للتفكير). سوف يسقط الجهد الكامل للشبكة 220 فولت. يمكنك حساب مقاومة الخيط: R \ u003d U / I \ u003d 220 فولت / 0.5 أمبير \ u003d 400 أوم (تقريبًا).
إذا قمت بتوصيل لمبة إضاءة ثانية مماثلة بالتوازي مع المصباح الأول ، فمن الواضح أنه سيتم تطبيق جهد التيار الكهربائي بالكامل على كل مصباح. سوف يتفرع الرمز الحالي المستهلك إلى تيارين وسيتدفق التيار عبر كل مصباح كهربائي I = U / R = 220 فولت / 400 أوم = 0.5 أمبير. سيكون التيار المستهلك مساويًا لمجموع تيارين (كما ينص قانون كيرشوف الأول) وسيكون 1 أ. نتيجة لذلك ، سيكون كلا المصباحين تحت جهد التيار الكهربائي الكامل ، وسوف يتدفق التيار المقنن من خلالهما ، وإجمالي الإضاءة سيساوي التدفق ضعف تدفق مصباح واحد.
إذا تم توصيل مصباحين متطابقين في سلسلة ، فسيتم تقسيم جهد التيار الكهربائي بينهما ، وسيسقط حوالي 110 فولت على كل منهما.ستكون المقاومة الكلية للدائرة Rtot = 400 + 400 = 800 أوم، والتيار عبر كل مصباح (عند توصيله في سلسلة ، سيكون هو نفسه لكل عنصر) Ilamps \ u003d U / Rtotal = 220 فولت / 800 أوم = 0.25 أ. النتيجه هي:
- فقط نصف جهد التيار الكهربائي ينخفض على كل مصباح ؛
- يتدفق التيار عبر كل مصباح ، ويتم تقليله من الاسمي بمقدار مرتين.
لتقدير التدفق الضوئي للمصابيح المتوهجة لهذه الحالة ، يمكنك استخدام قانون Joule-Lenz. يتم توهج المصابيح المتوهجة عن طريق تسخين الفتيل. لفترة من الزمن t ، سيطلق الخيط كمية الحرارة س = أنا2* R * t = U * I * t. سينخفض التيار إلى النصف ، كما سينخفض الجهد على مصباح واحد إلى النصف. لذلك يمكننا أن نتوقع انخفاضًا في التدفق الضوئي 2 * 2 = 4 مرات. بالنسبة لمصباحين ، سينخفض التدفق بمقدار النصف بالنسبة إلى مصباح واحد في الوضع الاسمي. وهذا يعني أنه عند التوصيل على التوالي ، سوف يلمع مصباحان أكثر ضعفًا من مصباح واحد.
يمكن حل المشكلة باستخدام مصابيح ذات جهد تشغيل أقل مرتين من جهد التيار الكهربائي.. إذا كنت تستخدم مائتي واط من مصادر الإضاءة لجهد 127 فولت ، فسيتم تقسيم 220 فولت إلى نصفين ، وسيعمل كل مصباح في الوضع الاسمي ، وسيتضاعف التدفق الضوئي مقارنة بمصباح واحد بنفس الطاقة. لكن هذا لا يتخلص من العيب الرئيسي لمثل هذا المخطط - في حالة فشل أحد أجهزة الإضاءة ، تنقطع الدائرة ، ويتوقف المصباح الثاني أيضًا عن السطوع.
كل ما سبق ينطبق على المصابيح بنفس القوة. إذا كانت قوة التركيبات مختلفة بشكل ملحوظ ، فإن التأثيرات التالية تحدث في الدوائر. دع المصباح الواحد 220 فولت بقوة 70 واط ، والآخر 140.
ثم التصنيف الحالي للتيار الأول I1 = P / U = 70/220 = 0.3 أمبير (مدور) ، والثاني - I2 = 140/220 = 0.7 أمبير. مقاومة الفتيل لمصباح أقل قوة R1 = U / I = 220 / 0.3 = 700 أوم، ثانيا - R2 = 220 / 0.7 = 300 أوم.
يقابل المصباح ذو الطاقة الأكبر مقاومة أقل للفتيل.
عند الاتصال بالتوازي ، سيكون الجهد على كلا الجهازين متساويين ، وسيكون لكل مصباح تياره الخاص. إجمالي الاستهلاك الحالي يساوي مجموع تيارين Ipotr \ u003d 0.3 + 0.7 \ u003d 1 أمبير. يعمل كل مصباح في الوضع الاسمي ويستهلك التيار الخاص به.
عند الاتصال في سلسلة ، سيكون التيار مقيدًا بالمقاومة Rtot = 300 + 700 = 1000 أوم وسوف تكون متساوية أنا = U / R = 220/1000 = 0.2 أ. سيتم توزيع الجهد بما يتناسب مع مقاومة الخيط (الطاقة). على مصباح 140 واط ، سيكون 1/3 من 220 فولت - حوالي 70 فولت. على مصباح منخفض الطاقة - 2/3 من 220 فولت. أي حوالي 140 فولت. سوف يلمع كلا المصباحين لفترة قصيرة بسبب انخفاض الجهد والتيار ، لكن الوضع الخاص بهما سيكون خفيفًا. شيء آخر هو إذا تم استخدام المصابيح بنصف جهد التيار الكهربائي. على مصباح منخفض الطاقة ، سيكون الجهد أعلى من المسموح به ، وسيكون الفرق أكبر ، وكلما زاد الفرق في الطاقة. سيكون هذا المصباح معطلاً قريبًا. وهذا عيب آخر في التضمين المتسلسل للمصابيح. لذلك ، نادرًا ما يتم استخدام هذا الاتصال في الممارسة. الاستثناء هو سلسلة توصيل مصابيح الفلورسنت. من المعتقد أنه مع هذا المخطط يعملون بشكل أكثر استقرارًا.
تلخيص الاختلافات بين التوصيل المتوازي والتوصيل التسلسلي:
- عند الاتصال بالتوازي ، يكون الجهد على جميع المستهلكين هو نفسه ، ويتم توزيع التيار بما يتناسب مع قوة المصابيح (إذا كانت الطاقة هي نفسها ، فستكون التيارات متساوية) ، فإن إجمالي الاستهلاك الحالي يساوي مجموع التيارات من جميع المصابيح ؛
- عند التوصيل على التوالي ، سيكون التيار عبر جميع المصابيح متماثلًا ، ويتم تحديده من خلال المقاومة الكلية للدائرة (وسيكون أقل من تيار المصباح الأقل طاقة) ، وسيتم توزيع الجهد عند المستهلكين بما يتناسب مع قوة المصابيح (إذا كانت هي نفسها ، فستكون الفولتية متساوية).
باستخدام هذه المبادئ ، يمكنك تحليل تشغيل أي دائرة.
كيف تتجنب الأخطاء
من الضروري توصيل الأجهزة الكهربائية بالشبكة وفقًا لقواعد الهندسة الكهربائية. ميزات الاتصال ليست واضحة وقد تكون غير مفهومة للأشخاص البعيدين عن الموضوع.
من المهم مراعاة ما يلي:
- كل نوع من أنواع الاتصال له ميزات مرتبطة بقانون أوم. في اتصال متسلسل ، يكون التيار متساويًا في جميع أجزاء الدائرة ، بينما يعتمد الجهد على المقاومة. في اتصال متوازي ، يتبين أن الجهد هو نفسه ، والقوة الحالية الإجمالية هي مجموع قيم الأقسام الفردية.
- لا ينبغي تحميل أي دائرة كهربائية بشكل زائد ، فقد يؤدي ذلك إلى تشغيل غير مستقر للأجهزة وتلف الموصلات.
- في اتصال متوازي ، يجب أن يتوافق المقطع العرضي للأسلاك مع الحمل المطبق ، وإلا فإن ارتفاع درجة حرارة الموصلات أمر لا مفر منه ، يليه ذوبان الملف وقصيرة الدائرة.
- يتم توفير المرحلة للمفتاح ، والصفر يذهب إلى جهاز الإضاءة. قد يؤدي عدم اتباع هذه القاعدة إلى حدوث صدمة كهربائية عند استبدال المصباح ، حيث يتم تنشيط الجهاز حتى عند إيقاف تشغيله.
- السلك الرئيسي من المصباح متصل بجهة اتصال مشتركة. إذا كان متصلاً بصنبور ، فسيعمل جزء فقط من الدائرة.
- قبل تثبيت المفتاح ، من الأفضل تحديد الأسلاك مسبقًا. أثناء التثبيت ، سيكون من السهل توصيل الموصلات التي تحمل الاسم نفسه ببعضها البعض.
قد يؤدي عدم اتباع التوصيات إلى تشغيل غير مستقر لمعدات الإضاءة ، والإحراق السريع للمصابيح ، والتسبب في إصابة خطيرة مع خطر على الحياة.
