Виды ламп для использования дома
Внешний вид галогенных ламп
Традиционными являются круглые лампочки накаливания с вмонтированной внутрь спиралью из вольфрама. Галогенные устройства отличаются от них тем, что в колбу вместо создания вакуума закачивается соответствующий газ. Это позволяет уменьшить габариты лампы и продлевает срок ее эксплуатации. Но устанавливать ее надо очень аккуратно, ни в коем случае не касаясь стекла руками.
Еще одна категория ламп – энергосберегающие. Они бывают люминесцентными и использующими в качестве осветительных элементов сгруппированные светодиоды. Второй тип может крепиться в стандартные закручивающиеся патрончики.
Формула для расчета параллельного соединения сопротивлений
При параллельном соединении обратная величина от эквивалентного сопротивления равна сумме обратных величин всех параллельно подключенных сопротивлений. Эквивалентная проводимость равна сумме всех параллельно подключенных проводимостей электрической схемы.
Для приведенной выше схемы эквивалентное сопротивление можно рассчитать по формуле:
В частном случае при подключении параллельно двух сопротивлений:
Эквивалентное сопротивление цепи определяется по формуле:
В случае подключения “n” одинаковых сопротивлений, эквивалентное сопротивление можно рассчитать по частной формуле:
Формулы для частного рассчета вытекают из основной формулы.
Последовательное соединение
Подключить точечные светильники можно последовательно, хотя это — не лучший выход. Несмотря на то, что этот тип соединения требует минимального количества проводов, в быту он практически не используется. Все потому что имеет два существенных недостатка:
Лампы светятся не в полную силу, так как на них подается пониженное напряжение. Насколько пониженное — зависит от количества подключенных лампочек. Например, подключено к 220 В три лампы — делить надо на 3. Это значит, что на каждый светильник приходит по 73 В. Если подключено 5 ламп, делим на 5 и т.д.
- Если перегорает одна лампочка — не работают все. Найти причину неисправности можно только последовательно меняя лампочки во всей цепочке.
Именно по этим причинам такой тип подключения применяется исключительно в елочных гирляндах, где собрано большое количество маломощных источников света. Можно, конечно, первый недостаток использовать: подключить последовательно к сети 220 В лампочки на 12 В в количестве 18 или 19 штук. В сумме они дадут 220 В (при 18 штуках 216 В, при 19 — 228 В). В этом случае не понадобиться трансформатор и это плюс. Но при перегорании одной из них (или даже ухудшении контакта), искать причину придется долго. И это большой минус, который сводит на нет все положительные моменты.
Схема последовательного соединения лампочек (точечных светильников)
Если вы решили подключить точечные светильники последовательно, сделать это просто: фаза обходит все светильники один за другим, ноль подается на второй контакт последней лампочки в цепи.
Если говорить о фактической реализации, то фаза от распределительной коробки подается на выключатель, оттуда — на первый точечный светильник, со второго его контакта — на следующий…. и так до конца цепочки. Ко второму контакту последнего светильника подключается нулевой провод (нейтраль).
Схема последовательного подключения точечных светильников через одноклавишный выключатель
У этой схемы есть одно практическое применение — в подъездах домов. Можно параллельно подключить две лампочки накаливания к обычной сети 220 В. Они будут светиться в пол накала, но перегорать будут крайне редко.
Последовательное соединение источников питания
Теперь давайте представим вот такую ситуацию. Что будет, если в нашей обрезанной водобашне полной воды добавим еще одну такую же сверху полную воды? Схематически это будет выглядеть примерно вот так:
Как вы думаете, уменьшится давление на землю, или увеличится? Понятное дело, что увеличится! Да еще и ровно в два раза! Почему так произошло? Уровень воды стал выше, следовательно, давление на дно увеличилось.
Если “минус” одной батарейки соединить с “плюсом” другой батарейки, то их общее напряжение суммируется.
Полностью заряженная батарейка будет выглядеть как башня, полностью залитая водой с учетом того, что работает насос автоматической подачи воды. По аналогии, насос – это ЭДС.
Наполовину разряженная батарейка будет уже выглядеть примерно вот так:
Можно сказать, насос уже не справляется.
Батарейка посаженная в “ноль” будет выглядеть вот так:
Насос автоматической подачи воды сломался.
Естественно, что если вы соедините полностью заряженную и наполовину дохлую батарейку последовательно, то их общее напряжение будет выглядеть примерно вот так:
Давайте все это продемонстрируем на практике. Итак, у нас есть 2 литий-ионных аккумулятора. Я их пометил цифрами 1 и 2. С плюса каждого аккумулятора я вывел красный провод, а с минуса – черный.
Давайте замеряем напряжение аккумулятора под №1 с помощью мультиметра. Как это сделать, я еще писал в статье Как измерить ток и напряжение мультиметром.
На первом аккумуляторе у нас напряжение 3,66 Вольт. Это типичное значение литий-ионного аккумулятора.
Таким же способом замеряем напряжение на аккумуляторе №2
О, как совпало). Те же самые 3,66 Вольт.
Для того, чтобы соединить последовательно эти аккумуляторы, нам надо сделать что-то подобное:
Также как и в башнях, нам надо соединить основание одной башни с верхушкой другой башни. В источниках питания, типа аккумуляторов или батареек, нам надо соединить минус одной батарейки с плюсом другой. Так мы и сделаем. Соединяем плюс одной батарейки с минусом другой и получаем… сумму напряжений каждой батарейки! Как вы помните, на первой батарейке у нас было напряжение 3,66 В, на второй тоже 3,66 В. 3,66+3,6=7,32 В.
Мультиметр показывает 7,33 В. 0,01В спишем на погрешность измерений.
Это свойство прокатывает не только с двумя аккумуляторами, но также с их бесконечным множеством. Думаю, не стоит говорить, что если выставить в ряд штук 100 таких аккумуляторов, соединить последовательно и коснуться крайних полюсов голыми руками, то все это может завершиться даже летальным исходом.
Последовательное и параллельное соединение лампочек
Лампы накаливания – это весьма распространенный источник света. В люстрах и других светильниках, так же как в подвесных и натяжных потолках, их может быть три, пять, а то и несколько десятков. Каждый такой источник света – это один из элементов электрической цепи, которые, как нам известно еще из школьной программы, могут по-разному соединяться как между собой, так и с другими элементами на схемах. Далее напомним нашим читателям:
- на каких схемах лампы соединены параллельно;
- на каких – последовательно;
- и в чем суть различных соединений ламп.
Увидев, как соединены между собой лампы на схемах, наши читатели впоследствии смогут сделать оптимальный выбор осветительной системы.
При последовательном соединении двух лампочек напряжения на них будут одинаковыми только при одинаковых сопротивлениях их спиралей. А это получится лишь при их одинаковой конструкции. По этой причине перед тем как подключить последовательно соединенные лампы к источнику питания, необходимо обязательно знать их рабочие напряжения (или токи) и мощность. Если этих характеристик нет, правильно оценить на глаз яркость, оптимальную для лампочки, сложно.
Можно, конечно же, подключить каждую лампочку к регулятору напряжения (ЛАТРу или диммеру). Плавно изменяя и при этом измеряя величину напряжения на лампе, получаем более или менее яркое ее свечение. Но лампочка при такой оценке может работать неправильно и, что наиболее опасно, давать слишком много света. Это сократит срок ее службы. Поэтому сделанные замеры тока или напряжения для расчетов параметров других присоединяемых лампочек получатся не такими, какими они должны быть на самом деле.
При последовательном соединении лампочек необходимо пользоваться только заводскими данными мощности и напряжения для них.
Особую бдительность надо соблюдать тогда, когда напряжение источника питания заметно больше рабочего напряжения каждой из ламп последовательного соединения. При неоптимально подобранных параметрах некоторые из них могут перегореть по причине неправильного распределения напряжения между ними. В этом легко убедиться, если вкрутить в уже подготовленные нами патроны лампочки разной мощности, но для напряжения 220 В. Что из этого получилось, видно на изображении, которое приведено ниже.
Используя соединительную колодку и проводной выключатель, выполняем монтаж проводов испытуемых лампочек. Подключаем вилку к розетке и включаем выключатель. Мы видим разную яркость источников света. Менее мощная лампочка 40 Вт из-за большего сопротивления работает при более высоком напряжении. Поэтому она светит заметно ярче 60-ваттной. Теперь должно быть понятно, что лампочки остаются работоспособными по причине их более высокого рабочего напряжения. Оно существенно больше падения напряжения питания на каждой из них.
Свойства и технические характеристики резисторов
Как уже отмечалось, резисторы в электрических цепях и схемах выполняют регулировочную функцию. С этой целью используется закон Ома, выраженный формулой: I = U/R. Таким образом, с уменьшением сопротивления происходит заметное возрастание тока. И, наоборот, чем выше сопротивление, тем меньше ток. Благодаря этому свойству, резисторы нашли широкое применение в электротехнике. На этой основе создаются делители тока, использующиеся в конструкциях электротехнических устройств.
Помимо функции регулировки тока, резисторы применяются в схемах делителей напряжения. В этом случае закон Ома будет выглядеть несколько иначе: U = I x R. Это означает, что с ростом сопротивления происходит увеличение напряжения. На этом принципе строится вся работа устройств, предназначенных для деления напряжения. Для делителей тока используется паралл ельное соединение резисторов, а для делителей напряжения – последовательное.
На схемах резисторы отображаются в виде прямоугольника, размером 10х4 мм. Для обозначения применяется символ R, который может быть дополнен значением мощности данного элемента. При мощности свыше 2 Вт, обозначение выполняется с помощью римских цифр. Соответствующая надпись наносится на схеме возле значка резистора. Мощность также входит в состав маркировки, нанесенной на корпус элемента. Единицами измерения сопротивления служат ом (1 Ом), килоом (1000 Ом) и мегаом (1000000 Ом). Ассортимент резисторов находится в пределах от долей ома до нескольких сотен мегаом. Современные технологии позволяют изготавливать данные элементы с довольно точными значениями сопротивления.
Читать также: Фрезы по дереву рейтинг производителей
Важным параметром резистора считается отклонение сопротивления. Его измерение осуществляется в процентах от номинала. Стандартный ряд отклонений представляет собой значения в виде: +20, +10, +5, +2, +1% и так далее до величины +0,001%.
Большое значение имеет мощность резистора. По каждому из них во время работы проходит электрический ток, вызывающий нагрев. Если допустимое значение рассеиваемой мощности превысит норму, это приведет к выходу из строя резистора. Следует учитывать, что в процессе нагревания происходит изменение сопротивления элемента. Поэтому если устройства работают в широких диапазонах температур, применяется специальная величина, именуемая температурным коэффициентом сопротивления.
Для соединения резисторов в схемах используются три разных способа подключения – паралл ельное, последовательное и смешанное. Каждый способ обладает индивидуальными качествами, что позволяет применять данные элементы в самых разных целях.
Подключение ламп с преобразователем
Для организации освещения точечными потребителями можно использовать сети 220 Вольт или 12-вольтовые преобразователи. Последние создают задержку включения на несколько секунд, после чего плавно передают ток электроприборам.
Схема позволяет бережно относиться к лампам накаливания или галогенным источникам света, поскольку предохраняет их от перепадов напряжения.
Схема подключения показана на рисунке ниже.
В случае использования преобразователя переключатель устанавливают до него. Для этого есть две важные технологические причины:
- Уменьшенное напряжение сопряжено со значительной силой тока. Прерыватели не рассчитаны на такой режим работы, в результате чего возможно выгорание контактов.
- Преобразователь позволяет плавно включать лампу. Если поставить прерыватель после преобразователя, плавный пуск обеспечить не получится, и электроэнергия поступит скачкообразно вслед за нажатием клавиши.
Если предстоит установка выключателя с двумя клавишами, понадобится второй преобразователь. Его электропитание будет поступать от второй линии. Нулевой проводник будет общим.
Электромонтаж требует особого отношения к безопасности. Приступать к работе следует только после обесточивания сети. Если нет уверенности в своих силах и хотя бы базовых познаний в электротехнике, лучше обратиться за помощью к квалифицированному электрику.
Формулы последовательного и параллельного подключения
Для расчета последовательного и параллельного подключений используются отдельные формулы.
Все расчеты основываются на законе Ома и справедливы для любой электрической цепи
Если необходимо рассчитать значение сопротивления , то считают один за другим: R = R1 + R2 + R3 (количество не ограничено, важно сложить показатели всех участков)
Обратите внимание! Если электрическая цепь соединяется смешанным типом, значения просчитываются отдельно для каждого участка — параллельного и последовательного. Затем результаты складывают и получают итоговое значение
Чтобы рассчитать падение напряжения для разных подключений, используют следующие формулы (последовательное и параллельное соответственно):
- U = I * Rобщ.;
- U = U1 = U2 и так далее (значение напряжения равно на всех участках).
В данной формуле U — итоговое значение напряжения, Rобщ — общее сопротивление элементов цепи, I — уровень тока, подаваемого на участок электрической цепи.
Расчет силы тока вычисляется следующим образом (соответствие прежнее — друг за другом и параллельное):
- I = I1 = I2 и так далее (уровень одинаков независимо от подключенных элементов и участка);
- I = I1 + I2 + I3 (складываются значения всех соединений).
Из приведенных формул следует, что при подключении друг за другом создается одинаковый уровень напряжения, при параллельном — силы тока.
Схемы подключения других типов ламп
Чтобы правильно подключить другие виды осветительных приборов, нужно сначала узнать их принцип работы и ознакомиться со схемой подключения. Каждый из типов ламп требует определенных условий для работы. Процесс накаливания спирали совсем не предназначен для излучения света. В области больших мощностей и площади их заметно потеснили газоразрядные приборы.
Люминесцентные лампы
Кроме ламп накаливания, часто применяются и галогенные, и люминесцентные трубчатые лампы (ЛЛ). Последние распространены в административных зданиях, боксах для покраски автомобилей, гаражах, производственных и торговых помещениях. Немного реже их применяют дома, например, на кухне для подсветки рабочей зоны.
ЛЛ нельзя подключить напрямую к сети 220 В, для розжига нужно высокое напряжение, поэтому используется специальная схема:
- дроссель, стартер, конденсатор (не обязательно);
- электронный балласт.
Первая схема применяется все реже, отличается меньшим КПД, гудением дросселя и мерцанием светового потока, который часто не заметен глазу. Подключение электронного балласта часто изображено на корпусе.
Подключается либо одна лампу, либо две последовательно, в зависимости от ситуации и того, что есть в наличии, также и с электронным балластом.
Конденсатор между фазой и нулем нужен для компенсации реактивной мощности дросселя и снижения сдвига фазы, цепь запустится и без него.
Галогенные источники света
Этот тип часто применяется в точечных светильниках на подвесных и натяжных потолках. Подходят для освещения мест с повышенной влажностью, поскольку выпускаются для работы в цепях с пониженным напряжением, например, 12 вольт.
Для питания используют сетевой трансформатор 50 Гц, но габариты велики и со временем он начинает гудеть. Лучше для этого подойдет электронный трансформатор, на него приходит 220 В с частотой 50 Гц, а уходит 12 В переменного тока с частотой в несколько десятков кГц. В остальном подключение аналогичное с лампами накаливания.
Отличия между двумя видами подключений
Схема последовательного подключения говорит о том, что проводники установлены в особом расположении друг за другом. Поэтому сила тока у них одинаковая. Эти элементы создают в цепи Uобщее.
Пример подключения с предохранителем
Заряды не собираются в узлах электрической цепи, иначе было бы видно, как напряжение меняется. Минусом этой схемы будет то, что если любой элемент сломается, то вся цепь разорвется и перестанет работать. Например, если взять новогоднюю гирлянду. Если одна лампочка перестала работать, то другие тоже не загораются. Это и будет главным различием между последовательным и параллельным соединением. Ниже описана характеристика резисторов при параллельном объединении.
Что такое последовательное подключение
Последовательное соединение часто устанавливают для систематизации светильников и нескольких потребителей. Основной принцип — спайка деталей один за одним, последовательно, без переплетений. То есть выход первого контакта соединяют со входом следующего, остальные спаивают точно так же.
Подключение лампочки — первое, что должен уметь электрик
Обратите внимание! Особенностью данной техники подключения является то, что все подсоединенные приборы питаются от единого кабеля из одной первоначальной точки (например, коробки распределения). Отличия последовательного подключения от других схем подсоединения:
Отличия последовательного подключения от других схем подсоединения:
- уровень тока одинаков на всех элементах и участках соединения;
- итоговое значение напряжения вычисляется как сумма показателей на каждом из имеющихся участков;
- максимальное сопротивление равняется сумме сопротивлений каждого из кабелей.
Такое соединение редко используется в чистом виде, чаще как элемент смешанного подключения Уровень общего сопротивления и напряжения всегда выше, чем на отдельных элементах (на участках). Указанные закономерности справедливы для любой сети с последовательным включением, независимо от количества соединенных деталей.
Важно! Недостатком соединения является то, что если один из блоков выйдет из строя, отключится питание всей системы. С другой стороны, проще выяснить участок, где произошел сбой
Законы последовательного и параллельного соединения проводников
Примеры схем соединения розеток
К правилам, объясняющим «поведение» проводников при последовательном и параллельном соединениях, относятся основные законы электротехники и некоторые особенности. Последние не всегда бывают очевидны новичкам, поэтому их разбирают как отдельные законы. При работе со схемами проводников учитывают следующее:
- Последовательное подключение подразумевает одинаковые показатели токов на каждом участке.
- Закон Ома для каждого типа соединения имеет свое значение. Например, при последовательном способе включения напряжение будет равно сумме напряжений всех участков сети.
- Общее сопротивление электрической цепи при поочередном соединении будет равно сумме значений сопротивления элементов, не зависит от числа проводников и точек питания.
- Параллельный метод – напряжение электроцепи равно напряжению на каждом отдельном элементе, не суммируется, а остается одинаковым.
- Сила тока для данного способа соединения определяется суммой значений токов участков подключения.
Данные законы используются при построении схемы электропроводки в помещении.
Последовательное подключение
Такую схему установки потолочных светильников своими руками реализовать достаточно просто, так как она не требует большого количества проводов. Однако последовательно можно подключить не больше шести светильников, при этом освещение будет не таким эффективным. Кроме того при последовательном подключении нарушение работы одного источника света разрывает цепь, следовательно, прекращается работы всех ламп. Чтобы восстановить работоспособность цепи, необходимо проверить каждую лампочку.
Схема подключения выглядит следующим образом: фаза последовательно обходит все приборы освещения, а на выход последней лампы подается ноль.
При решении вопроса, как подключить светодиодные светильники на потолке, следует проявлять особую осторожность и внимательность
Очень важно, чтобы фаза шла именно на выключатель и дальше на светильники. Ноль должен идти на последний элемент электрической цепи
Такая схема сделает работы светильников безопасной и надежной.
Подобная схема подключения точечных светильников используется очень редко, так как фаза постоянно обрывается на светильниках. В тоже время нулевой провод остается цельным на всем протяжении от распределительной коробки до выхода последнего прибора освещения в цепочке.
Схема подключения двух лампочек
Одноклавишный выключатель
Подключение двух лампочек накаливания к одному выключателю осуществляется по стандартной схеме, разница только в том, как соединены сами источники света. С помощью коммутационного устройства с одной клавишей можно выполнять одновременное управление сразу двумя осветительными приборами, как бы они не были подсоединены друг к другу, параллельно или же последовательно.
Главное, нужно помнить, что размыкающий контакт рекомендуется ставить на фазу, а провод, подключенный к лампочке напрямую, к нулю. В обратном случае, конечно же, схема тоже будет работать, но тогда при замене сгоревшего источника света появляется необходимость отключения всего электропитания помещения или участка, так как поражает человеческое тело именно потенциал, идущий по фазному проводнику. Определить фазу легко с помощью обычной индикаторной отвёртки либо тестера.
Двухклавишный выключатель
Если с подключение двух лампочек к одноклавишному выключателю всё понятно, рассмотрим выключатель с двумя клавишами и его особенности работы и подключения. Он имеет один общий контакт и два отходящих, идущих на отдельную нагрузку. При этом весь монтаж нужно выполнять через распределительную коробку, это в дальнейшем упростит подключение новых осветительных приборов или же поиск неисправности. Проводка к выключателю выполняется трёхжильным проводом, а разводка по светильникам и ввод питающего напряжения двухжильным.
Двойной коммутационный аппарат можно использовать для раздельного управления двумя источниками света, любого типа, главное, опять же не забывать об ограничении тока в цепи. Именно по силе тока, протекающей в цепи осветительных приборов, выбирать нужно и сам выключатель и сечение провода.
На видео ниже наглядно показывается, как подключить две лампы к двойному выключателю:
Проходные переключатели
Подключение двух лампочек к проходному выключателю используется при освещении длинных коридоров и тоннелей и для этого они обязательно применяются в паре, иначе смысл их использования теряется. Вот принципиальная схема для такого соединения. Весь монтаж также необходимо делать через распаечную коробку:
Вся сущность подключения двух и более ламп к проходному выключателю предоставлена на видео:
Последовательное соединение
Через цепь из последовательно соединенных элементов протекает один и тот же ток. Напряжение на элементах, как и выделяемая мощность, – распределяется согласно собственным сопротивлениям. При этом ток равняется частному напряжения и сопротивления, т.е.:
I=U/Rобщ,
Где Rобщ – сумма сопротивлений всех элементов последовательно соединенной цепи.
Чем больше сопротивление – тем меньше ток.
Подсоединение потребителей последовательно
Чтобы соединить два и больше источника света последовательно, нужно концы от патронов соединить между собой так, как изображено на картинке, т.е. у крайних патронов останется по одному свободному проводу, на которые мы и подаем фазу (P или L) с нулем (N), а средние патроны соединяются друг с другом одним проводом.
Преимущество:
ресурс ламп накаливания возрастает;
Недостатки:
- если перегорает одна – не горят и остальные;
- если использовать приборы разной мощности, те, что больше, – практически не будут светиться, те, что меньше, – будут светиться нормально;
- все элементы должны быть одинаковой мощности;
- нельзя в светильник с таким соединением включать энергосберегающие лампы (светодиодные и компактные люминесцентные лампы).
Такое соединение отлично подходит в ситуациях, когда нужно создать мягкий свет, например, для бра. Так соединяются светодиоды в гирляндах. Огромный минус – это то, что при сгорании одного звена не светят и другие.
Гипсокартонные потолки
Схема подключения светильников в подвесном потолке выглядит аналогичным образом, однако монтаж начинается только после нанесения слоя шпатлевки. Вначале на бумаге рисуют план расположения светильников с точным расстоянием от стен и друг от друга. Далее делают разводку электрических проводов, фиксируя их на основном потолке, и оставляют свободно свисающие концы. Причем лучше всего оставлять концы с небольшим запасом, примерно 15-20 см.
В целом провод должен свисать ниже гипсокартонной конструкции примерно на 10 см. Дело в том, что короткий провод при непредвиденной ситуации нарастить очень сложно, а вот длину всегда можно уменьшить. В соответствии с рисунком делают метки на потолке и вырезают отверстия с помощью дрели с установленной коронкой, соответствующей размеру отверстия под точечный светильник. В полученные отверстия устанавливают светильники, подсоединяют провода и проверяют работу освещения.
Существует еще одна схема подключения точечных потолочных светильников на гипсокартонной конструкции. К его использованию обращаются в том случае, когда количество источников света не превышает 6 единиц.
Процесс подключения выполняется по следующей схеме:
- От распределительной коробки к месту расположения светильников протягивают электрические провода.
- Далее выполняют монтаж гипсокартонной конструкции и черновые отделочные работы, в частности шпаклевание и шлифовку.
- В потолке вырезают отверстия, в которые при дальнейших установочных работах вставляют точечные приборы освещения.
- Выводят концы прокинутого кабеля наружу и подсоединяют приборы освещения.
Такой способ позволяет легко и быстро найти решение вопроса, как подключить точечный светильник. Однако он не совсем соответствует пожарным нормам и требованиям, так как в этом случае провода оказываются просто лежащими на гипсокартонном потолке. Решить проблему помогает использование негорючего кабеля с большим сечением провода при условии правильного монтажа и наличии бетонного базового перекрытия.
Можно воспользоваться таким способом при подключении на потолке светильников точечного типа при деревянном базовом потолочном перекрытии. Однако здесь обязательна укладка в металлические трубы или негорючие цельнометаллические кабель-каналы
Монтажные работы по укладке электрических проводов важно выполнить перед непосредственной установкой гипсокартонного листа. Отклоняться от перечисленных правил не стоит, так как сочетание дерева, электричества и работы приборов освещения, сопровождающаяся выделением тепла, можно назвать достаточно опасным
