Схема подключения параллельного: Последовательное и параллельное соединение ламп

Исходя из формулы расчета получаем, что две лампочки светят с мощностью равной всего: P=I*U=69.6Вт

При этом, падение яркости будет равномерным только при условии, что лампочки у вас одинаковой мощности.

Если они отличаются, допустим одна из них 60Вт, а другая 40Вт, то и напряжение на них будет распределяться уже по другому.

Что это дает нам в практическом смысле при реализации данных схем?

Какая лампочка будет светить ярче и почему

Лучше и ярче будет гореть лампа, у которой нить накала имеет большее сопротивление.

Возьмите к примеру лампочки, кардинально отличающиеся по мощности — 25Вт и 200Вт и соедините последовательно.

Какая из них будет светиться почти в полный накал? Та, что имеет P=25Вт.

Удельное сопротивление ее вольфрамовой нити значительно больше чем у двухсотки, а следовательно падение напряжения на ней сравнимо с напряжением в сети. При последовательном соединении ток будет одинаков в любом участке цепи.

При этом величина силы тока, способная разжечь 25-ти ваттку, никак не способна «поджечь» двухсотку. Грубо говоря, источник света с лампой 200Вт и более, будет восприниматься относительно 25Вт как обычный участок провода, через который течет ток.

Можно увеличить количество ламп и добавить в схему еще одну. Делается это опять все просто.

Два конца питающего провода третьей лампы, скручиваете с любыми концами от первых двух. А на оставшиеся опять подаете 220В.

Как будет светиться в этом случае данная гирлянда? Падение напряжения будет еще больше, а значит лампочки загорятся не то что в полсилы, а вообще будут еле-еле гореть.

Недостатки схемы

Помимо существенного падения напряжения, вторым отрицательным моментом такой схемы, является ее ненадежность.

Если у вас сгорит всего одна из лампочек в этой цепочке, то сразу же потухнут и все остальные.

Еще нужно сделать замечание, что такая последовательная схема будет хорошо работать на обычных лампах накаливания. На некоторых других видах, в том числе светодиодных, никакого эффекта можете и не дождаться.

У них в конструкции может быть заложена электронная схема, которой нужно питание порядка 220В. Безусловно, они могут работать и от пониженных значений в 150-160В, но 90В и менее, для них уже будет недостаточно.

Ошибки при сборке схемы и подключении выключателя

Кстати, некоторые электрики при монтаже освещения в квартире могут совершить случайную ошибку, которая как раз таки связана с последовательным подключением источников освещения.

В результате, у вас будет наблюдаться следующий эффект. При включении выключателя света будет загораться одна лампочка в комнате, а при его выключении — другая.

При этом невозможно будет добиться того, чтобы потухли обе сразу. Как такое возможно?

Ошибка кроется в том, что электрик просто перепутал место присоединения одного из проводов выключателя и воткнул его в разрыв между двух ламп разной мощности. Вот наглядная схема такой неправильной сборки.

Как видно из нее, при включении напряжения, через контакты одноклавишника на второй источник освещения подается напряжение 220V, и он как положено загорается.

При этом первый источник остается без питания, т.к. с обоих сторон к нему подведена «одноименка».

А когда вы разрываете цепь, здесь уже образуется та самая последовательная схема и лампа меньшей мощности будет светиться.

В то время как большей, практически потухнет. Все как и было описано выше.

Применение в быту

Где же можно в быту, применить такую казалось бы не практичную схему?

Самое широко известное использование подобных конструкций — это елочные новогодние гирлянды.

Также можно сделать последовательную подсветку в длинном проходном коридоре и без особых затрат получить освещение в стиле лофт.

Постоянно горят лампочки в подъезде или дома из-за большого напряжения? Самый дешевый выход — включить последовательно еще одну.

Вместо одной 60Вт, включаете две сотки и пользуетесь ими практически «вечно». Из-за пониженного напряжения в 110В, вероятность выхода их из строя снижается в сотни раз.

Еще одно оригинальное применение, которым я все таки не рекомендую пользоваться, но отдельные электрики в безвыходных ситуациях к нему прибегают. Это так называемая фазировка трехфазных цепей.

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания

Допустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 — фА ввод№2).

А при разных (фА ввод№1 — фВ ввод№2) — они загорятся.

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Как сделать такую простую и незамысловатую инфракрасную печку, читайте в статье по ссылке ниже.

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Схема параллельного подключения

Теперь давайте рассмотрим параллельную схему соединения.

При параллельном включении концы питающих проводов двух лампочек, просто скручиваются между собой. Далее, на них подается напряжение 220V.

Таким образом можно подключить любое количество светильников. Самое главное, чтобы сечение питающих проводников было рассчитано на такую нагрузку.

В этом случае все светиться и гореть у вас будет ровно с такой яркостью, на которую изначально и были рассчитаны светильники.

На практике, конечно в одну кучу все провода не скручиваются, а поступают несколько иначе. Пускают один общий протяженный кабель, а уже к нему, в виде отпаек, подсоединяются отдельные лампочки.

Пи этом схема может быть как шлейфная, так и лучевая. Но обе они являются параллельными.

Данная схема применяется повсеместно — в многорожковых люстрах, в уличных светильниках, в домашних декоративных светильниках и т.д.

И если при этом перегорит любая лампочка, остальные как ни в чем ни бывало продолжат светиться.

Напряжение на них подается одновременно и всегда составляет номинальные 220В.

Но все таки при монтаже освещения у себя дома, используя параллельное подключение, не забывайте и о последовательном.

Как было указано выше, оно тоже имеет свои преимущества в определенных ситуациях и может здорово помочь с решением множества задач (декоративная подсветка, светильники-обогреватели, «вечная» лампочка и т.д).

схема, смешанное подключение, плюсы и минусы

На чтение 6 мин. Просмотров 780 Опубликовано 18.08.2019 Обновлено 09.08.2019

При размещении сетевых осветительных приборов (ламп или светодиодных лент) сомнений в том, как подключать их между собой, как правило, не возникает. Если они рассчитаны на напряжение 220 Вольт, традиционно применяемый способ включения – соединение в параллель. Последовательное подключение лампочек используется лишь в редких случаях, когда на их основе делаются гирлянды, например. Другая распространенная причина применения этого способа – желание повысить срок эксплуатации осветительных изделий, используя их на неполную рабочую мощность.

Последовательное соединение

Нетиповое последовательное подключение лампочек к сети 220 Вольт отличается следующими характеристиками:

• через все включенные в цепь осветительные элементы течет одинаковый ток;
• распределение падений напряжений на них будет пропорционально внутренним сопротивлениям;
• соответственно этому распределяется мощность, расходуемая на каждом осветителе.

При последовательном соединении лампочек в схеме с общим выключателем рассчитанные на 220 Вольт осветители будут гореть не в полную силу.

При установке в цепочку двух лампочек накаливания с различной мощностью P ярче горит та из них, что обладает большим сопротивлением, то есть менее энергоемкая. Объясняется это очень просто: из-за большего внутреннего сопротивления напряжение на ней будет более значительным по величине. Поскольку в формулу для P этот параметр входит в квадрате P=U2/R – то при фиксированном сопротивлении на ней рассеивается большая мощность (она горит ярче).

Преимуществом последовательного включения ламп является более щадящий режим работы из-за меньшей мощности, потребляемой на каждой из них. Во всех остальных отношениях такой способ подсоединения нежелателен, поскольку его отличают следующие характерные недостатки:

• при выходе из строя одной лампы обесточивается вся цепь, так что осветительная линия полностью перестает работать;
• при установке различных по мощности лампочек они дают разное свечение;
• невозможность использования последовательной схемы при соединении энергосберегающих ламп (для них нужно полное напряжение 220 Вольт).

Последовательный вариант оптимально подойдет для создания «мягкого света» в светильниках-бра или при изготовлении гирлянд из низковольтных светодиодных элементов.

Параллельное включение

Классическое параллельное подключение ламп отличается от последовательного способа тем, что в этом случае ко всем осветителям прикладывается полное сетевое напряжение.

При параллельном подключении лампочек через каждое из ответвлений протекает «свой» ток, зависящий от сопротивления данной цепочки.

Проводники, подводимые к цоколям и патронам ламп, подсоединяются к одному проводу в виде параллельной сборки. К бесспорным преимуществам этого метода относят следующие его особенности:

• при перегорании одной из лампочек остальные продолжают работать;
• в каждой из ветвей они горят в полную мощность, поскольку ко всем одновременно приложено полное напряжение;
• допускается использовать энергосберегающие лампочки;
• для подключения к сети достаточно вывести из комнатной люстры нужное количество фазных проводников и оформить их в виде коммутируемой группы.

Законы смешанного соединения

Смешанное включение осветителей описывается следующим образом:

• В его основе лежит параллельное соединение нескольких электрических ветвей.
• В некоторых из ответвлений нагрузки включаются последовательно в виде ряда лампочек, располагающихся одна за другой.

В отдельные параллельные ветви допускается подключать различные типы потребителей, включая лампы накаливания, а также галогенные или светодиодные источники.

При рассмотрении особенностей смешанного соединения обязательно учитываются следующие закономерности:

• Через каждый из последовательно включенных участков цепи протекает один и тот же ток.
• При прохождении через звено с параллельно включенными потребителями он разветвляется, а на выходе снова становится однолинейным.
• С увеличением количества элементов в рабочей цепи абсолютная величина тока в ней уменьшается.
• Напряжение на одном звене равно произведению токовой составляющей на общее сопротивление ветви (закон Ома).
• При росте числа элементов в цепи напряжение на каждом из них соответственно уменьшается.

Рекомендуется при использовании смешанной схемы группировать в последовательные цепи лампы одинаковой мощности, а в параллельные ветви ставить осветители с различным энергопотреблением.

Типы ламп и схемы подключения

Перед монтажом различных видов осветительных приборов желательно ознакомиться с принципом работы и их внутренним устройством, а также с особенностями схемы включения в питающую сеть. Также важно знать, что каждая из разновидностей способна работать длительное время лишь при строгом соблюдении правил эксплуатации.

Люминесцентные лампы

Помимо традиционных ламп накаливания для освещения служебных и частично бытовых пространств нередко применяются их люминесцентные трубчатые аналоги. Они чаще всего устанавливаются на следующих объектах:

• в цехах и на конвейерных линиях промышленных производств;
• в административных зданиях и в различных боксах;
• в гаражах, торговых залах и подобных им местах общественного пользования.

Значительно реже они используются в домашних условиях – иногда ставят на кухне для организации подсветки рабочей зоны.

Особенностью люминесцентных осветителей является невозможность прямого подключения к сети 220 Вольт, так как для пробоя газового столба требуется высокое напряжение. Для их включения используется особая электронная схема, в состав которой входят такие элементы запуска как дроссель, стартер и высоковольтный конденсатор (в некоторых случаях он не обязателен).

В последние годы неэкономичные и сильно гудящие во время работы дроссельные преобразователи заменяются так называемым «электронным балластом». Порядок его подключения обычно указывается в виде схемы, изображенной на корпусе прибора.

При использовании электронного адаптера подключается одна газоразрядная лампа, либо устанавливается сразу две штуки, соединенные последовательно.

Галогенные источники и светодиодные лампы

Осветители первого типа традиционно устанавливаются при монтаже подвесных и натяжных потолков. Они также идеально подходят при необходимости освещения зон с повышенной влажностью, так как выпускаются в нескольких модификациях. Одно из них рассчитано на работу от 12-ти Вольт. Для их получения в районе потолочных перекрытий устанавливается преобразователь, рассчитанный на соответствующее выходное напряжение.

Для светодиодных ламп характерно наличие встроенного драйвера, позволяющего получать нужное напряжение питания (12 или 24 Вольта). Образцы светодиодных осветителей, рассчитанные на работу от 220 Вольт, включаются подобно лампам накаливания. Но в отличие от обычных осветителей включать их в виде последовательной цепочки не рекомендуется.

Важно правильно подбирать тип ламп для определения нужного порядка их подключения. Не допускается соединять в последовательную цепочку энергосберегающие осветители, при монтаже люминесцентных и галогенных светильников руководствуются схемами их включения. При пониженном сетевом напряжении энергосберегающие лампы быстро выходят из строя, а люминесцентные осветители могут совсем не загореться.

Параллельное соединение.

Берем устройство, собранное в течении 2-го занятия — аккуратно срезаем изоляцию на участке около 1см. провода, идущего на эл. патрон. Снимаем крышку с выключателя, что бы получить доступ к его электрическим клеммам.

Присоединяем второй патрон с лампочкой номер 2, как показано на рисунке ниже.

Таким образом, один конец оказывается присоединен с помощью скрутки к проводу идущему напрямую к лампочке номер 1. Второй конец присоединяется к клемме выключателя вместе с другим проводом идущим на электрическую лампочку номер 1. Изолируем место скрутки проводов, с помощью изоленты, закрываем крышку-корпус выключателя. Втыкаем эл. вилку в розетку, нажимаем выключатель — обе лампочки горят. Такое соединение называется параллельным.

Эл. схема параллельного подключения выглядит вот так.

Особенностью такого соединения, является возможность, задействовать одновременно несколько потребителей электроэнергии, рассчитаных на одно и то же напряжение. Эл. лампочек может быть не две, как в нашем примере, а гораздо больше.

На яркость свечения отдельно взятой лампы, увеличение их количества (до определенного предела) практически не влияет, напряжение эл. сети уменьшается незначительно. Но потребление электроэнергии в сети возрастает с каждым, дополнительно подключенным приемником электроэнергии — растет сила тока, начинают греться провода. Что бы предотвратить возгорание изоляции, при превышении эл. током определенного порога, срабатывает автоматический выключатель, и все гаснет.

В нашем быту, как правило, мы постоянно сталкиваемся именно с таким подключением эл. устройств. Различные электроприборы, группы точечных, и других светильников — все это примеры параллельного соединения.
Можно сказать, что все электроприемники, например, в отдельно взятой квартире так или иначе, в итоге оказываются подключенными параллельно, к жилам вводного питающего кабеля.

В случае, если Вас, заинтересовала эта тема, с теоретической точки зрения, дополнительную интересующую информацию, легко почерпнуть в любом учебнике по электротехнике. Параллельное и последовательное соединение, подробно описано там с позиции законов Кирхгофа и Ома, со всеми формулами и выкладками. Несколько упрощенный вариант этой темы вы можете посмотреть здесь

Перейти к 4-му занятию

Необязательное лирическое дополнение.

В моем детстве (конец 70-х), огромной популярностью пользовались, самодельные цветомузыкальные установки. Радиолюбители собирали свои электронные схемы, как правило, используя в выходных каскадах тиристоры ку202н. Это позволяло, применять в качестве источника света, самые обычные лампочки 220-240 вольт. Их покрывали разноцветными лаками, устанавливали в рассеивающие экраны, автомобильные фары — очень ярко и очень красиво. К тому времени, у меня не было, ни достаточных познаний в радиоэлектронике, ни тиристоров, ни магнитофона. Была ламповая радиола Кантата-203, большое количество лампочек от карманного фонаря(2,5 вольт) и огромное желание что-нибудь сделать.

Опытным путем было определено — маленькая лампочка подсоединенная к выходу динамика начинала моргать в такт музыке, чем громче, тем ярче. Лампочка маленькая — света, соответственно, тоже мало. Что же делать? Тут и пришло на помощь параллельное соединение. Паять к тому времени, я уже немного умел (научили на уроках «труда»),взял два достаточно длинных проводка, да и припаял с десяток лампочек. Один проводок к цокольным контактам, второй к боковым. Подключил к «Кантате», влупил громкость на полную — красота! Половину лампочек покрасил зелеными чернилами, половину красными. Прилепил это все пластилином к большой стекляшке от старой люстры, найденной на помойке — настоящая получилась вещь!

Большее количество лампочек добавлять не стал (а хотелось!) — яркость начинала падать, звук в динамиках — хрипеть. Даже у Советских ламповых радиол, запас мощности был ограничен. Соединял я в дальнейшем параллельно и динамики, радиола выдержала, но кассетный магнитофон «Электроника» моего друга, таких издевательств не вынес — сдох. Но точечные светильники и силовая сеть 220 вольт, это совсем другое дело. Можно брать их хоть четыре(светильников), хоть шесть — да и подключать, к двум проводам, торчащим из потолка (где был старый светильник), самое главное делать это очень надежно.

Как подключить надежно, Вы можете посмотреть на странице»Контакты и соединения»
В начало.

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Параллельное подключение выключателей. Как подключить проходной выключатель

Проходной выключатель — это, строго говоря, не выключатель, а переключатель . Хотя в народе его называют именно выключателем, потому что он служит для выключения света. Я тоже буду в данной статье придерживаться народных традиций.

Использование проходного выключателя очень удобно там, где необходимо включать или выключать освещение из разных мест. Как следует из его названия, такой выключатель можно ставить в проходах. Другие примеры применения — большие помещения, коридоры, лестницы, и т.п.

Для того, чтобы включить или выключить свет, в данном случае надо переключить один из переключателей (их как правило два, но может быть и больше) в противоположное положение.

Схема подключения проходных выключателей

Проходные выключатели всегда используются только в паре, то есть их может в схеме быть только два, но не один или три. Схема подключения в случае использования двух проходных выключателей будет выглядеть так:

Классическая схема включения освещения из двух точек с проходными выключателями

Я обычно на практике использую кабель ВВГ 3х1,5, в котором три провода — белый, синий, желто-зеленый. Смотри пример монтажа ниже. Так вот, чтобы не запутаться, делаю по правилу: вход схемы (контакт 1 SA1) — белый, вторые и третьи контакты соединяю соответственно синим и желтым, выход схемы (контакт 1 SA2) — белый. К лампочке подходит всегда белый (фаза) и синий (ноль) провода.

Как видно из схемы, лампа EL будет гореть только тогда, когда переключатели SA1 и SA2 будут находиться в одном одинаковом положении — либо верхнем, либо нижнем. Когда положения разные, ток в цепи не течёт.

Управление светом из нескольких мест: перекрестный переключатель

Проходных переключателей в схеме может быть только два. Если требуется управлять освещением из трех и более мест, то применяется схема с перекрестным (двойным проходным) переключателем:

Схема с перекрестным переключателем для включения освещения с трёх мест

Перекрестный переключатель можно сделать из двойного проходного. Для этого достаточно скрепить две клавиши вместе и соединить нужные контакты согласно схеме. Если использовать несколько перекрестных переключателей, то можно управлять освещением с нескольких мест.

Я живу на пятом этаже. Бывает, что поднявшись к себе на этаж, замечаю, что темновато, и надо было включить свет на втором этаже. На втором я об этом не думал, так как там горит лампочка, которая включается на первом. А вот схема, приведенная выше — на несколько этажей — полностью устранила бы эту проблему — включай свет в подъезде где хочешь.

На практике перекрестные переключатели используются очень редко.

Если необходимо включить освещение из нескольких мест, то можно (и лучше, и проще) использовать лестничный выключатель как рассказано в статье про на СамЭлектрик.ру.

Из проходного — обычный выключатель

Бывают ситуации, когда нужно установить выключатель, а под рукой есть только проходной переключатель. Возникает вопрос — как переделать проходной выключатель в обычный?

Не беда, можно установить проходной как обычный, никакой разницы.

Проходной переключатель, если используется один (без пары), становится обычным выключателем. В этом случае один контакт у него либо не используется, либо переключатель может переключать на выбор две линии освещения:

Двухклавишный проходной выключатель представляет собой два независимых проходных переключателя. Использовать два двойных проходных переключателя — всё равно что использовать четыре обычных проходных. Только разница в количестве монтажных коробок.

Поэтому, если нужно переделать проходной выключатель в обычный — нужно просто не подключать один из его крайних выводов, в остальном подключать его так же, как и обычный.

Вот, как раз, ответ на подобный вопрос читателя (см. комментарии, от 16 августа 2017) — что делать, если есть проходные выключатели, а нужны обычные?

Вот схема, показанная на фото выключателя:

В данном случае показан сдвоенный проходной выключатель (т.е. два проходных выключателя в одном корпусе). Контакты 2 и 5 — средние, на них постоянно подается фаза. Соответственно, с контактов 3 и 4 фаза снимается после коммутации, и поступает на лампочку. И ноль на лампочку подается постоянно.

Если лампочки включаются клавишами в разные стороны, то нужно просто подключить лампочку к другому выходному контакту переключателя. Для левого — не к 3, а к 6. Для правого — не к 4, а 1.

Важно! Я не вполне уверен, что средний контакт в переключателе — 2 и 5. Схема нарисована как-то неявно…

В заключении отмечу ещё одно отличие проходных выключателей от обычных. Количество проводов к проходному переключателю — не два, а три. А к перекрестному должно подводиться четыре провода. Это необходимо заранее учитывать при прокладке проводки.

Схема подключения проходного выключателя

Для примера подключения используем двухклавишный проходной выключатель Gunsan Visage, фото которого приведено ниже:

Надоело? Может, это будет интересно:

Двухклавишный проходной выключатель Gunsan Visage. Внешний вид в сборе спереди.

Кстати, подсветки в таких переключателях не бывает. Я по крайней мере не встречал.

Снимаем клавиши и декоративную панель:

Вид спереди. Сквозь прозрачный пластик хорошо видно контакты переключателя — сразу понятно, что куда подключать.

Вид сзади. Клеммы проходного выключателя

При монтаже к проходному переключателю должно подходить 3 провода, в нашем случае к двухклавишному — 6.

Подключение проходного выключателя

Не надо бояться обилия проводов, подключение одноклавишного от двухклавишного проходного выключателя отличается только тем, что двухклавишный — это фактически два одноклавишных в одном корпусе.

Цвета проводов надо четко запомнить, а лучше зарисовать на схеме, чтобы не ошибиться при монтаже. Выше в цитате приведено мнемоническое правило, которым лучше пользоваться при установке и подключении.

Одеваем крышку, ставим клавиши — и подключение проходного выключателя завершено!

Обновление статьи.

А это — скорее юмор…

Вариант установки «проходного» выключателя

Вариант установки «проходного» выключателя из разных комнат

Проходной — это же ведь с возможностью выключения из разных мест, не так ли?

Цены на жилищно-коммунальные услуги повышаются ежегодно, что заставляет задумываться об экономии, в том числе и электроэнергии. Причем, это касается тех мест, о которых раньше человек даже не задумывался. Например, освещение лестниц и лестничных площадок в многоэтажных домах. В недалеком прошлом, когда цены на электроэнергию были мизерными, лестницы освещались 24 часа в сутки. Эта проблема актуальна и в частных домах, имеющих не один этаж, соединенный между собой лестницей. Чтобы сэкономить средства, свет приходится выключать, но для этого нужно или опять спуститься по лестнице или подняться по ней. Это крайне неудобно, поэтому иногда его попросту не выключают и, он горит до утра, когда не станет светло.

Для удобства освещения на подобных участках были разработаны, так называемые «проходные» выключатели. Их еще называют «дублирующими» или «перекидными». Их можно отличить от классических выключателей наличием большего количества контактов. Поэтому, чтобы их подключить, необходимо знать схему, а тем более, уметь разобраться в принципе их действия. Естественно, что это не совсем просто, но абсолютно реально.

На клавише проходного выключателя расположены две стрелочки (не большие), направленные вверх и вниз.

Такой вид имеет проходной одноклавишный выключатель. На клавише могут находиться двойные стрелочки.

Схема подключения ненамного сложнее схемы подключения классического выключателя. Разница лишь в большем количестве контактов: обычный выключатель имеет два контакта, а проходной – три контакта. Два из трех контактов считаются общими. В схеме включения освещения, задействуются два и более, подобных выключателей.

Отличия – в количестве контактов

Работает выключатель следующим образом: при переключении клавишей вход подключается к одному из выходов. Другими словами, проходной выключатель рассчитан на два рабочих состояния:

• Вход подключен к выходу 1;
• Вход подключен к выходу 2.

Промежуточных положений у него нет, поэтому, схема работает так, как необходимо. Поскольку происходит простое подключение контактов, то по мнению многих специалистов их нужно было назвать «переключателями». Поэтому, переходной переключатель можно смело отнести к таким устройствам.

Чтобы не ошибиться, что за выключатель, следует ознакомиться со схемой включения, которая присутствует на корпусе выключателя. В основном, схема имеется на фирменных изделиях, а вот на не дорогих, примитивных моделях ее не увидишь. Как правило, схему можно обнаружить на выключателях фирмы «Lezard», «Legrand», «Viko» и т.д. Что касается дешевых китайских выключателей, то в основном, подобной схемы нет, поэтому приходится концы вызванивать прибором.

Как уже было сказано выше, при отсутствии схемы контакты лучше вызвонить при разных положениях клавиши. Это еще необходимо и для того, чтобы не перепутать концы, так как безответственные производители часто путают клеммы в процессе производства, а это означает, что он правильно работать не будет.

Чтобы прозвонить контакты, необходимо иметь или цифровой, или стрелочный прибор. Цифровой прибор следует перевести переключателем в режим прозвонки. В таком режиме определяются короткозамкнутые участки электропроводки или других радиодеталей. При замыкании концов щупов, прибор издает звуковой сигнал, что весьма удобно, так как нет необходимости смотреть на дисплей прибора. Если имеется стрелочный прибор, то при замыкании концов щупов у него отклоняется стрелка вправо до упора.

В данном случае важно найти общий провод. Для тех, у кого имеются навыки работы с прибором, особых проблем не будет, а вот для тех, кто взял в руки прибор первый раз, задача может оказаться не разрешимой, несмотря на то, что нужно разобраться всего лишь в трех контактах. В таком случае, лучше сначала посмотреть видео, где доходчиво рассказывается, а главное показывается, как это сделать.

Схема подключения двух проходных выключателей

Подобная схема может оказать существенную помощь в организации освещения на лестнице (в двухэтажном доме), в длинном коридоре или в проходной комнате. Достаточно удобной может оказаться организация освещения в спальне, когда один выключатель устанавливается на входе в спальню, а другой – рядом с кроватью. В таком случае не придется постоянно вставать с кровати, чтобы выключить основной свет.

Электрическая схема подключения двух проходных выключателей

Схема подключения очень простая и понятная: на вход одного из переключателей подается фаза, вход другого переключателя подсоединяется к одному из проводов люстры (светильника). Второй конец светильника соединяется напрямую с нулевым проводом. Выходы N1 обоих выключателей соединяются вместе, как и выходы N2.

Схема функционирует довольно просто. Если посмотреть на схему, то в таком положении источник света включен. При последующем переключении любого из выключателей, в произвольном порядке, светильник будет то выключаться, то включаться.

Для того, чтобы было более понятно, следует внимательно посмотреть на рисунок.

Разводка проводов между двумя проходными выключателями.

В случае установки подобных выключателей в помещении, разводку проводов следует выполнить так, как это видно на рисунке ниже. Современные требования допускают разводку проводов на удалении 15 см от потолка. Как правило, провода укладываются в специальные лотки или короба, а концы проводов сосредотачивают в монтажных (распределительных) коробках. Такой подход имеет неоспоримые плюсы. Главное, что поврежденный провод можно всегда заменить. Соединение проводов в монтажных коробках осуществляется с помощью специальных зажимов (контактных колодок). При этом, допускаются и скрутки, которые затем обязательно пропаиваются и надежно изолируются.

Выход второго выключателя подсоединен к одному из проводников идущего к лампе освещения. Белые проводники – это провода, подключающие выходы обоих выключателей.

Разводка проводов по жилому помещению

Каким способом соединяются концы проводов в распределительной коробке, можно узнать, посмотрев соответствующее видео.

Вариант управления освещения с трех точек

Если имеется необходимость в дальнем управлении светильником из трех мест, то придется приобрести еще и перекрестный выключатель. Он переключает одновременно не по одному, а по два контакта, поэтому он имеет по два входа и два выхода.

Как все три выключателя соединить видно на рисунке. Это несколько сложнее предыдущего случая, но понять принцип работы можно.

Схема электрическая включения лампы из трех мест.

Чтобы подключить источник электрического света, согласно данной схемы, необходимо проделать следующие операции:

1. Нулевой провод подключается к одному из проводов лампы.
2. Фазный провод подключается к входному контакту одного из проходных выключателей.
3. Свободный провод лампы подключается к входному контакту второго выключателя (проходного).
4. Два выходных контакта проходного выключателя подключается к двум входным контактам перекрестного выключателя.
5. Два выходных контакта второго проходного переключателя подсоединяют к двум выходным контактам перекрестного переключателя.

Схема та же, но показано более доходчиво, куда именно подключать провода.

К каким клеммам подключаются провода.

Примерно так следует развести провода по помещению.

На основе схемы на три точки управления, можно собрать схемы на 4 или на 5 точек. В таких случаях необходимо увеличивать количество перекрестных выключателей. Их следует всегда устанавливать в промежутке между двумя проходными переключателями.

Схема организации вкл/выкл лампы на 5 точек.

Если из этой схемы убрать один из перекрестных переключателей, то получится вариант на 4 точки, а если к ней добавить один перекрестный переключатель, то уже выйдет вариант на 6 точек.

Двухклавишный проходной выключатель: схема подключения

Для того, чтобы из нескольких точек можно было управлять работой двух ламп существуют двухклавишные проходные выключатели. Они располагают шестью контактами. Главное – это определить общие контакты. Они определяются по такому же принципу, как и при поиске общего контакта в одноклавишных проходных выключателях.

В схеме, где используется два двухклавишных проходных выключателя, применяется значительно больше проводов.

Фазный провод подается на входы обоих выключателей, а другие входы выключателей подключаются к одному из концов одной и другой лампы. Свободные концы лампы подключаются к нулевому проводнику. Два выхода одного выключателя соединяются с двумя выходами второго выключателя, а два других выхода этого выключателя подсоединяются к двум другим выходам первого выключателя.

Вариант разводки проводов для подключения двухклавишных проходных выключателей.

Если есть желание управлять работой двух ламп из трех или четырех точек, то придется приобрести по два перекрестных переключателя. Каждая пара выходов двухклавишного выключателя подсоединяется к одной паре одного перекрестного переключателя. И так дальше, пара за парой выходы устройств соединяются между собой.

Управление работой двух ламп освещения из четырех точек.

Если разобраться, то сложного ничего нет, особенно при применении одноклавишных проходных выключателей. Что касается двухклавишных проходных выключателей, то здесь все намного серьезнее и затратнее, как по проводам, так и по выключателям. А если быть более точным, то эта схема менее практичная, но более дорогостоящая.

В современном мире мы все чаще стремимся всеми доступными и не очень способами облегчить свою рутинную жизнь. В этом может помочь даже такая незначительная процедура, как подключение проходного выключателя в доме. На самом деле она далеко не так сложна, как это могло бы показаться на первый взгляд и не требует специальных усилий. Прежде всего, стоит сказать, что же такое проходной выключатель , и зачем, собственно, его устанавливать.

Наиболее актуальны такие простые в своем использовании экземпляры в частных домах или на дачах, так как позволяют подсоединить один источник света сразу к двум выключателям. То есть появляется возможность включать и выключать светильник (или даже несколько сразу) из двух точек. Также можно встретить такие названия, как дублирующий и перекидной, которые применяют к этому же типу переключателя.

Схема подключения проходного выключателя

Откровенно говоря, схема подключения проходного выключателя доступна для понимания практически каждому. Она предполагает использование двух проходных выключателей исключительно одинарного типа. Каждый из этих ординарных выключателей имеет сразу три контакта, среди которых 2 выхода и 1 вход. Нулевой провод от основного источника питания проходит на светильник прямиком через распределительную коробку . Уже в нее проходит фазный провод, далее он уходит на контакт выключателя под номером 1. Через распределительную коробку двойка выходных контактов первого выключателя постепенно соединяется с двумя входными выключателя 2. Дальше с общего контакта отдельного второго проходного выключателя контакт уходит через ту же распределительную коробку прямиком на светильник.

Схема подключения двухклавишного проходного выключателя:

Не более сложным является подключение двухклавишного проходного выключателя. Он дает возможность управлять разными группами отдельных лампочек или светильников. Главное отличие схемы состоит прежде всего в том, что для осуществления задуманного требуется два двойных выключателя, а не одинарных, как это показано в предыдущей схеме. Также они называются двухклавишными. Они имеют уже 6 контактов, среди которых 4 выхода и 2 входа. Подключение двойного проходного выключателя происходит по аналогичному принципу.

Схема подключения трех проходных выключателей:

Схема подключения трех проходных выключателей предназначается для непосредственного управления одним источником освещения из трех отдельных мест сразу. В эту схему включается выключатель спаренного двойного типа. Он в действительности отличен как от двойных, так и от одинарных. Прежде всего, тем, что имеет четыре контакта, по два входа и выхода соответственно. Нажатие на этот двойной выключатель дает возможность переключить сразу два независимых контакта.

Для более детального понимания процесса подключения, конечно же, необходим наглядный пример. Поэтому вы можете посмотреть особенности подключения проходных выключателей на видео и фото непосредственно в нашей статье. Это, однозначно облегчит поставленную задачу.

Но стоит также помнить, что подключение проходного выключателя legrand не ограничено тремя или двумя местами управлениями. Их количество порою возрастает до шести. В таком случае абсолютно все действия проводятся в том же порядке, по схеме, предоставленной в статье.

Видео подключения

Управление светом с 2-х и более мест.

Если использовать проходные выключатели, возможно управление одним источником света из двух, трех и более мест. Рассмотрим, какие бывают варианты подключения проходных включателей.

Этот способ необходим в том случае, если есть длинный коридор. Входя в него, Вы зажигаете свет, дойдя до конца, свет нужно выключить. Именно здесь и используется схема подключения двух проходных выключателей.

Необходимо переключение перекидного вида, т.е. с одной стороны коридора контакты замыкаются, с другой – размыкаются. Для этого устанавливаем разветвительную коробку, из которой выходят два кабеля – нулевой и питания, соответственно, нулевой отходит на первый выключатель, питания – на второй. Провод фазы в этом случае соединяется через коробку с двумя контактами выключателя в конце коридора, и эта фаза перекидывается на лампу.

Бывают также и двойные проходные сенсорные выключатели. Нет ничего сложного в том, как подключить модель с диммером. Данные устройства управляются с 30 метрового расстояния. Провода сенсора подключаются к разрыву в цепи управления лампы. В свою очередь сам монтаж коробки сенсорного выключателя практически не отличается от обычного. Один провод уходит в минус, другой – к фазе. Перед тем, как установить дистанционные проходные переключатели, нужно определить, какие контакты уходят к светильнику, а какие к командному блоку или разветвительной коробке, объединить их в определенные группы.

Тройные включатели

Принципиальных отличий, как подсоединить проходные выключатели Легранд для трехместного управления от методики, изложенной выше, нет. Нужно использовать спаренный вид выключателя и четырехжильные провода. При помощи спаренного выключателя с одного прибора контакты перекидываются на остальные два.

Одинарные тройные переключатели имеют по три контакта – это два входа и один выход. Нулевой провод от кабеля питания уходит на источник света. Выходные контакты соединены со вторым проходным выключателем, а третий контакт уходит на сеть питания.

Кроме того, к любой из таких схем можно подключить специальный пульт дистанционного управления, который работает без проводов. Можно использовать абсолютно любое устройство для включения техники на расстоянии мощностью до 1,5 кВт с целью выключения освещения на определенной дистанции. Для этого к пульту подключаем реле, направляем в сторону лампы и нажимаем на определенную кнопку, которая после будет использоваться нами как командная. После этого, операция зафиксирована в энергозависимой памяти и теперь при нажатии именно этой кнопки будет включаться или выключаться свет, независимо, подключен пульт к реле или нет. Места управления освещением в таком случае не ограничены.

Двухклавишные выключатели

Эти устройства имеют возможность управлять шестью источниками света одновременно. Конструктивное решение выполнено таким образом, что в одном корпусе расположено 2 отдельных выключателя. Они могут подсоединяться следующими образами:

• 3 контакта или одинарный метод;
• спаренный или перекрестный способ (для подключения 4 и более светильников).

Покупаем проходные перекрестные выключатели

Перед тем, как подключить проходные выключатели света, нужно подобрать приборы под свои потребности. Сенсорные выключатели имеют от одной до четырех контактных зон, благодаря чему одним прибором можно контролировать до четырех источников света. Такими моделями являются устройства фирм lezard, viko и makel.

Если используются обычные накладные переключатели электричества, рекомендуются приборы двухжильные от фирм Шнайдер Электроникс и abb. Несмотря на то, что цена этих приборов немного ниже. Чем вышеперечисленных фирм, они не отличаются по качеству исполнения.

Что нужно знать, перед тем, купить проходные выключатели:

• количество источников света;
• расположение светильников: параллельное или последовательное;
• сила напряжения сети питания квартиры.

Количество установочных мест, из которых можно управлять светом, неограниченно, любой электрик это подтвердит. Монтаж переключателей производится по всем правилам: герметизация контактов, установка заземления, подключение к УЗО.

Просматривая статистику своего сайта заметил, что многие посетители ищут в интернете схему подключения выключателей без распределительной коробки. Почему они отказываются от нее? Думаю что просто хотят исключить соединения (скрутки) проводов, которые являются слабым звеном во всей схеме. Нет дополнительного соединения проводов — нет плохого контакта, нет окисления проводов, нет неисправностей, связанных с плохим качеством ее расключения. Подключить люстру с выключателем света без распредкоробки вполне возможно. Ниже вы найдете схемы подключения одноклавишного и двухклавишного выключателей без распределительной коробки, а также узнаете плюсы и минусы такого монтажа.

Схема подключения одноклавишного выключателя без распределительной коробки

Такая схема подразумевает собой отсутствие дополнительных скруток проводов между распределительным щитом, выключателем и светильником.

От щитка питания идет двухжильный провод если нет заземления и трехжильный если оно есть. Нам нужно фазный проводник довести целым до выключателя, а нулевой проводник до светильника. Для этого доводим целый провод до светильника. Затем разделываем его до места разделения жил. Обычно это прямо над выключателем. Это нужно для того, чтобы нулевой проводник остался у светильника (его уже можно сразу подключить), а фазный проводник спустился к выключателю. В этом случае получается, что разделывать кабель приходится на несколько метров, в зависимости от расстояния до светильника от выключателя.

Теперь необходимо фазу от клавиши выключателя довести до контакта «L» светильника. Для этого можно использовать одножильный проводник такого же сечения как и двухжильный. Трасса прохождения его будет примерно такая: от выключателя вверх по стене, затем по потолку до светильника.

Вот схема подключения одноклавишного выключателя без распределительной коробки.

Схема подключения двухклавишного выключателя без распределительной коробки

Как быть, если у вас люстра многорожковая и вы хотите ее подключить к двухклавишному выключателю без распределительной коробки?

Тут тоже сложного ничего нет. Провод, идущий от щитка прокладываем и разделываем также, как описано выше для одноклавишного выключателя. На схеме ниже он обозначен «Провод 1».

Теперь нужно от выключателя к люстре вести уже две жилы с разных клавиш. Для этого можно уже использовать полноценный двухжильный кабель. На схеме ниже он обозначен «Провод 2». Разделываем его на 5-10 см. В выключателе подключаем жилы на отходящие контакты. Эти провода будут фазными проводниками, когда клавиши выключателя будут переведены во включенное положение. Затем провод ведем вверх от выключателя и потом по потолку к люстре. Тут опять разделываем на 5-10 см и подключаем в люстре к фазным контактам L1 и L2.

Вот схема подключения двухклавишного выключателя без распределительной коробки.

Плюсами такого монтажа являются:

• отсутствие дополнительных соединений проводов, в которых часто возникают проблемы;
• простота подключения, так как нет пучка проводов в распредкоробке, которые необходимо соединять между собой. Новичку тут бывает сложно разобраться, так как приходится скручивать между собой жилы разных цветов;
• минимум неисправностей.

Минусами такого монтажа являются:

• отсутствие наружной (двойной) изоляции на жилах кабеля, которые разделываются на несколько метров.

Хотя этот минус можно исключить путем использования одножильных проводов с хорошей изоляцией. Делаем так:

• один самостоятельный провод от щитка с «шины N» пускаем сразу на светильник на контакт «N»;
• фазу от щитка с автоматического выключателя также самостоятельным проводом пускаем на выключатель;
• от выключателя пускаем одножильный или двухжильный провод (в зависимости от количества клавиш) к светильнику.

Как то так!

Улыбнемся:

Из записной книжки электрика:

Очень трудно найти в комнате выключатель, особенно, если он в коридоре.

как подключить розетку с заземлением своими руками

Установка и подключение розеток и выключателей своими руками – это несложный процесс, который можно выполнить, обладая определенными знаниями. Монтируя электропроводку в квартире, нужно знать, что такое схема подключения розетки. Кроме установки простых однофазных электророзеток с заземлением или без него, для отдельных электроприборов, работающих при сети с напряжением 380 Вольт, необходимы трехфазные электророзетки. В настоящее время наиболее распространены розеточные блоки из нескольких единиц или блок из розетки и выключателя. Все единицы розеточной группы подключаются только с помощью параллельного соединения, последовательно в блоке подключать нельзя. Из параллельных соединений наиболее популярно подключение розетки шлейфом.

Схема подключения розетки и выключателя: шлейфом, последовательно, параллельно

Давайте рассмотрим, как подсоединить розетку или блок из нескольких единиц. Подключить электророзетки параллельным соединением можно через распаечную (распределительную) коробку или с помощью клемм, это способ еще называется шлейфным соединением. При соединении электророзеток шлейфом, кабель подсоединяется к первой единице блока, а кабель для следующего блока запитывается от последней. Для шлейфового соединения требуется обязательные независимые друг от друга отсоединения розетки. Для этого проводники соединяются с нулевыми проводниками через клеммы или пайки. К первой электророзетке подсоединяется ноль и фаза. На провод заземления ставится сжим, от которого к каждой из единиц подводится по проводу для заземления. Чтобы подключить второй розеточный блок, нужно от последней единицы первого блока подключить фазу и рабочий ноль, а в сжим – провод заземления.

Теперь рассмотрим подключение обычного одноклавишного выключателя. Для этого фазовый провод подсоединяем к выключателю с помощью зажима, отмеченного английской «L» или стрелкой «наружу», ноль подсоединяем к зажиму со стрелкой «внутрь» или буквой «N». Оба провода надежно прикручиваем. Так как заземление в выключателях не используется, лишний провод обрезаем и изолируем.

Еще один актуальный вопрос: «Как подключить выключатель от розетки»? Для этого лучше использовать блок, состоящий из электророзетки и одного или нескольких выключателей. От распределительной коробки прокладывается новый кабель. По одной жиле кабеля направляется фаза к выключателю, а по другой – рабочий «ноль» к розетке. Остальные жилы проходят на светильники через выключатели. От распаечной коробки к светильникам прокладываются 3-х жильные провода (ноль, заземление и фаза).

Как подключить двойную розетку и тройную, трехфазную и с тремя проводами (заземлением)

При подсоединении двойного или тройного розеточного блока, питающие провода подключаются к разным токопроводящим пластинкам. Если это отдельные электророзетки, соединяем их с помощью параллельного подключения, например шлейфа, как описывалось выше.

Теперь рассмотрим, как подключить розетку с заземлением (трехфазную). Все трехфазные электророзетки отличаются наличием четырех контактов для трехфазной вилки (четвертый – это заземление или ноль). Подключение розетки с заземлением производится с помощью отдельной четырехжильной электропроводки (три фазы, заземление и ноль), протянутой от электрощита. Провода подсоединяются к аналогичным контактам на электророзетке.

Узнайте больше о подключении розеток

Если вы задумались о том, как подключить розетки последовательно, то вам следует помнить, что такая схема имеет две неприятные особенности:

• Напряжение в собранной цепи повышается от первой розетки к последующим. А повышение напряжения, в свою очередь, приводит к усилению нагрева розеток и вилок, а так же к лишней нагрузке на электроприборы.
• Так как схема подразумевает запитывание каждой розетки от предыдущей, то порча одной из них приведет к выходу из строя всех идущих после нее.

Последовательное подключение розеток имеет смысл использовать в случаях, когда использоваться эти точки питания будут для маломощных электроприборов – небольших светильников, зарядок телефонов и ноутбуков, фенов и т. д. Для силовых трехфазных розеток на кухне такая схема может быть попросту опасной.

Параллельное подключение розеток, в отличие от последовательного, обеспечивает независимость каждой точки питания. Напряжение всегда будет равномерное – сколько бы розеток в цепи не участвовало. А работоспособность каждой отдельно взятой точки питания совершенно не влияет на все остальные. Такая схема наиболее стабильна и безопасна для бытовой техники, а минус имеет один – больший расход проводов.

Параллельное подключение применяется не только на отдельно стоящих розетках, но и в блоках из двух и более штук. Все преимущества такой схемы в этом случае сохраняются. Правда, сам процесс подключения будет более трудоемким и долгим.

Схема подключения выключателя и розетки может быть разной. Например, так она будет выглядеть для блока из розетки и выключателя:

1. От распред. коробки до блока тянем трех- или, если заземления не будет, двухжильный кабель. На розетку подключаем фазу, ноль, и землю, если она есть.
2. Далее от розетки фазу зажимаем в клеммы выключателя.
3. От выключателя фазу тянем до светильника и так их подключаем.
4. От распред. коробки к светильникам прокладываем ноль и землю.

И еще одна схема. Она не сложная, и подойдет для выключателя, располагающегося отдельно от розетки:

1. От розетки фаза проводится через выключатель и подключается к светильникам.
2. Ноль и земля для светильников тянутся так же от розетки.

Как видите, схемы разные, но общее правило у них одно: фаза обязательно должна разрываться выключателем.

Подключение розетки с заземлением не составит труда, если проводка в квартире или доме трехжильная. Но вот в строениях, где сеть разводилась много лет назад, проводка, как правило, в две жилы: фаза и ноль. В этом случае проблему можно решить двумя способами:

• На лестничной площадке всегда есть распределительный щиток, с заземлением. Нужно протянуть от него контакт в квартиру, и через шину распределить заземление уже по всей квартире. Использовать лучше провод с медной жилой.
• Выполнение так называемого «зануления». Здесь к клеммам заземляющего контакта подсоединяется ноль. Этот способ стоит использовать только в крайнем случае, так как могут возникнуть проблемы в работе розеток с заземлением.

[/vc_toggle] [vc_toggle title=”Как соединить розетку с проводами?” open=”false”]

В том, как подсоединять провода к розетке, нет ничего сложного. Сначала подготавливаем провод: внешнюю изоляцию снимаем примерно на 10 см, а жилы зачищаем на 1,5 см. Делается это специальным инструментом или любым удобным ножом. С розетки снимаем защитную пластиковую крышку, а затем откручиваем зажимные винты – так, чтобы между их шляпками и основанием зажима было пространство ок. 5 мм. Так же выкручиваем винт и на клемме заземления. Теперь электророзетка готова к подключению. Зачищенные провода – фазу, ноль и землю, по одному вкладываем в свое гнездо и плотно затягиваем винтами.

Есть еще один вариант крепления проводов к розетке. Каждую жилу зачищаем на 2 см и оголенные коны сворачиваем кольцами с таким диаметром, чтобы в них вошли ножки винтов. Каждый винт поочередно откручиваем и вкладываем под него скрученные в кольца концы проводов. Вставляем винт обратно и плотно затягиваем. Такая сборка надежнее, но времени занимает больше.

Тройная розетка подключается параллельным или последовательным способом, они описаны выше. Тройной выключатель можно подсоединить также двумя способами:

1. От розетки. Ноль и земля на светильники при этом идут от розетки же или от распределительной коробки.
2. От распределительной коробки. Фаза идет на выключатель и подсоединяется к клеммам клавиш. Затем жилы возвращаются в распределительную коробку и оттуда разводятся к светильникам. Ноль и земля идут от коробки на светильники напрямую.

Второй способ предпочтительнее, так как в первом случае, при выходе из строя розетки перестанет работать и выключатель.

Для работы понадобится двойная розетка с двойным же подрозетником, отрезок трехжильного кабеля (ок. 25 см) и инструменты для резки и зачистки проводов. Подключение производится так:

• В левое гнездо подрозетника вытягиваем провода.
• Отрезаем кусок кабеля, с обоих концов зачищаем жилы.
• Вкладываем кабель в подрозетник так, чтобы его концы выходили из обоих гнезд.
• В левом гнезде скручиваем попарно жилы проводки с жилами кабеля – фаза с фазой, ноль с нолем и т. д.

Далее делаем соединение проводов с розетками, обычным порядком.

| Последовательные и параллельные схемы

На этой странице мы изложим три принципа, которые вы должны понимать в отношении последовательных цепей:

1. Ток : величина тока одинакова для любого компонента в последовательной цепи.
2. Сопротивление : Общее сопротивление любой последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений.
3. Напряжение : напряжение питания в последовательной цепи равно сумме отдельных падений напряжения.

Давайте взглянем на несколько примеров последовательных цепей, демонстрирующих эти принципы.

Начнем с последовательной схемы, состоящей из трех резисторов и одной батареи:

Первый принцип, который нужно понять о последовательных схемах, заключается в следующем:

Величина тока в последовательной цепи одинакова для любого компонента в цепи.

Это связано с тем, что в последовательной цепи существует только один путь прохождения тока.Поскольку электрический заряд проходит через проводники, как шарики в трубке, скорость потока (скорость мрамора) в любой точке цепи (трубки) в любой конкретный момент времени должна быть одинаковой.

Использование закона Ома в последовательных цепях

По расположению 9-вольтовой батареи мы можем сказать, что ток в этой цепи будет течь по часовой стрелке от точки 1 к 2, к 3 к 4 и обратно к 1. Однако у нас есть один источник напряжение и три сопротивления. Как мы можем использовать здесь закон Ома?

Важная оговорка к закону Ома заключается в том, что все величины (напряжение, ток, сопротивление и мощность) должны относиться друг к другу в терминах одних и тех же двух точек в цепи.Мы можем увидеть эту концепцию в действии на примере схемы с одним резистором ниже.

Использование закона Ома в простой цепи с одним резистором

В схеме с одной батареей и одним резистором мы можем легко вычислить любое количество, потому что все они относятся к одним и тем же двум точкам в цепи:

Поскольку точки 1 и 2 соединены вместе проводом с незначительным сопротивлением, как и точки 3 и 4, мы можем сказать, что точка 1 электрически является общей с точкой 2, а точка 3 электрически общей с точкой 4.Поскольку мы знаем, что у нас есть 9 вольт электродвижущей силы между точками 1 и 4 (непосредственно через батарею), и поскольку точка 2 является общей для точки 1, а точка 3 — общей для точки 4, мы также должны иметь 9 вольт между точками 2 и 3. (прямо через резистор).

Следовательно, мы можем применить закон Ома (I = E / R) к току через резистор, потому что мы знаем напряжение (E) на резисторе и сопротивление (R) этого резистора. Все термины (E, I, R) относятся к одним и тем же двум точкам в цепи, к одному и тому же резистору, поэтому мы можем безоговорочно использовать формулу закона Ома.

Использование закона Ома в схемах с несколькими резисторами

В схемах, содержащих более одного резистора, мы должны соблюдать осторожность при применении закона Ома. В приведенном ниже примере схемы с тремя резисторами мы знаем, что у нас есть 9 вольт между точками 1 и 4, что является величиной электродвижущей силы, управляющей током через последовательную комбинацию R ₁ , R ₂ и R _{. 3} . Однако мы не можем взять значение 9 вольт и разделить его на 3 кОм, 10 кОм или 5 кОм, чтобы попытаться найти значение тока, потому что мы не знаем, какое напряжение есть на любом из этих резисторов по отдельности.

Цифра 9 вольт составляет всего величин для всей цепи, тогда как цифры 3 кОм, 10 кОм и 5 кОм представляют собой отдельных величин для отдельных резисторов. Если бы мы включили цифру для общего напряжения в уравнение закона Ома с цифрой для отдельного сопротивления, результат не будет точно соответствовать какой-либо величине в реальной цепи.

Для R ₁ закон Ома будет связывать величину напряжения на R ₁ с током через R ₁ , учитывая сопротивление R ₁ , 3 кОм:

Но, поскольку нам неизвестно напряжение на R ₁ (только полное напряжение, подаваемое батареей на комбинацию из трех последовательных резисторов), и нам не известен ток через R ₁ , мы можем ‘ t делать какие-либо расчеты по любой из формул.То же самое касается R ₂ и R ₃ : мы можем применять уравнения закона Ома тогда и только тогда, когда все члены представляют свои соответствующие величины между одними и теми же двумя точками в цепи.

Итак, что мы можем сделать? Нам известно напряжение источника (9 вольт), приложенное к последовательной комбинации R ₁ , R ₂ и R ₃ , и мы знаем сопротивление каждого резистора, но поскольку эти величины не входят в В том же контексте мы не можем использовать закон Ома для определения тока в цепи.Если бы мы только знали, что такое общее сопротивление для цепи: тогда мы могли бы вычислить общий ток с нашей цифрой для общего напряжения (I = E / R).

Объединение нескольких резисторов в эквивалентный общий резистор

Это подводит нас ко второму принципу последовательной схемы:

Общее сопротивление любой последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений.

Это должно иметь интуитивный смысл: чем больше последовательно подключенных резисторов, через которые должен протекать ток, тем труднее будет протекать ток.

В примере задачи у нас были последовательно подключены резисторы 3 кОм, 10 кОм и 5 кОм, что дало нам общее сопротивление 18 кОм:

По сути, мы вычислили эквивалентное сопротивление для R ₁ , R ₂ и R ₃ вместе взятых. Зная это, мы могли бы перерисовать схему с одним эквивалентным резистором, представляющим последовательную комбинацию R ₁ , R ₂ и R ₃ :

Расчет тока цепи по закону Ома

Теперь у нас есть вся необходимая информация для расчета тока цепи, потому что у нас есть напряжение между точками 1 и 4 (9 вольт) и сопротивление между точками 1 и 4 (18 кОм):

Расчет напряжений компонентов по закону Ома

Зная, что ток одинаков во всех компонентах последовательной цепи (и мы только что определили ток через батарею), мы можем вернуться к нашей исходной принципиальной схеме и отметить ток через каждый компонент:

Теперь, когда мы знаем величину тока, протекающего через каждый резистор, мы можем использовать закон Ома для определения падения напряжения на каждом из них (применяя закон Ома в его надлежащем контексте):

Обратите внимание на падение напряжения на каждом резисторе и на то, как падает сумма напряжений (1.5 + 5 + 2,5) равно напряжению аккумулятора (питания): 9 вольт.

Это третий принцип последовательных цепей:

Напряжение питания в последовательной цепи равно сумме отдельных падений напряжения.

Анализ простых последовательных цепей с помощью «табличного метода» и закона Ома

Однако метод, который мы только что использовали для анализа этой простой последовательной схемы, можно упростить для лучшего понимания. Используя таблицу для перечисления всех напряжений, токов и сопротивлений в цепи, становится очень легко увидеть, какие из этих величин могут быть правильно связаны в любом уравнении закона Ома:

Правило с такой таблицей — применять закон Ома только к значениям в каждом вертикальном столбце.Например, E _R1 только с I _R1 и R ₁ ; E _R2 только с I _R2 и R ₂ ; и т.д. Вы начинаете свой анализ с заполнения тех элементов таблицы, которые даны вам с самого начала:

Как видно из расположения данных, мы не можем подать 9 вольт ET (полное напряжение) ни на одно из сопротивлений (R ₁ , R ₂ или R ₃ ) ни при каких условиях. Формула закона Ома, потому что они находятся в разных столбцах.Напряжение батареи 9 В составляет , а не , приложенное непосредственно к R ₁ , ₂ R или ₃ R. Однако мы можем использовать наши «правила» для последовательных цепей, чтобы заполнить пустые места в горизонтальном ряду. В этом случае мы можем использовать правило ряда сопротивлений для определения общего сопротивления из суммы отдельных сопротивлений:

Теперь, когда значение общего сопротивления вставлено в крайний правый столбец («Всего»), мы можем применить закон Ома I = E / R к общему напряжению и общему сопротивлению, чтобы получить общий ток 500 мкА:

Затем, зная, что ток распределяется поровну между всеми компонентами последовательной цепи (еще одно «правило» для последовательных цепей), мы можем ввести токи для каждого резистора из только что рассчитанного значения тока:

Наконец, мы можем использовать закон Ома для определения падения напряжения на каждом резисторе, по столбцу за раз:

Проверка расчетов с помощью компьютерного анализа (SPICE)

Ради удовольствия, мы можем использовать компьютер для автоматического анализа этой самой схемы.Это будет хороший способ проверить наши расчеты, а также познакомиться с компьютерным анализом. Во-первых, мы должны описать схему компьютеру в формате, распознаваемом программным обеспечением.

Программа SPICE, которую мы будем использовать, требует, чтобы все электрически уникальные точки в цепи были пронумерованы, а размещение компонентов понималось по тому, какие из этих пронумерованных точек или «узлов» они разделяют. Для ясности я пронумеровал четыре угла схемы в нашем примере с 1 по 4. SPICE, однако, требует, чтобы где-то в схеме был нулевой узел, поэтому я перерисую схему, немного изменив схему нумерации:

Все, что я здесь сделал, это перенумеровал нижний левый угол цепи 0 вместо 4.Теперь я могу ввести несколько строк текста в компьютерный файл, описывающий схему в терминах, понятных SPICE, вместе с парой дополнительных строк кода, предписывающих программе отображать данные о напряжении и токе для нашего удовольствия от просмотра. Этот компьютерный файл известен как список цепей в терминологии SPICE:

последовательная цепь
v1 1 0
r1 1 2 3к
r2 2 3 10к
r3 3 0 5k
.dc v1 9 9 1
.print dc v (1,2) v (2,3) v (3,0)
.конец
 

Теперь все, что мне нужно сделать, это запустить программу SPICE для обработки списка соединений и вывода результатов:

Эта распечатка сообщает нам, что напряжение батареи составляет 9 вольт, а падение напряжения на R ₁ , R ₂ и R ₃ составляет 1,5 В, 5 В и 2,5 В соответственно. Падения напряжения на любом компоненте в SPICE обозначаются номерами узлов, между которыми находится компонент, поэтому v (1,2) относится к напряжению между узлами 1 и 2 в цепи, которые являются точками, между которыми находится R ₁ . .

Порядок номеров узлов важен: когда SPICE выводит число для v (1,2), он учитывает полярность так же, как если бы мы держали вольтметр с красным измерительным проводом на узле 1 и черным измерительным проводом на узел 2. У нас также есть дисплей, показывающий ток (хотя и с отрицательным значением) на уровне 0,5 миллиампер или 500 микроампер. Итак, наш математический анализ был подтвержден компьютером. Эта цифра отображается как отрицательное число в анализе SPICE из-за необычного способа обработки текущих вычислений SPICE.

Таким образом, последовательная цепь определяется как имеющая только один путь, по которому может течь ток. Из этого определения следуют три правила последовательных цепей: все компоненты имеют одинаковый ток; сопротивления складываются, чтобы равняться большему общему сопротивлению; а падение напряжения в сумме равняется большему общему напряжению. Все эти правила находят корень в определении последовательной цепи. Если вы полностью понимаете это определение, то правила — не более чем сноски к определению.

ОБЗОР:

• Компоненты в последовательной цепи имеют одинаковый ток: I _Всего = I ₁ = I ₂ =.. . Я _n
• Общее сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений: RTotal = R ₁ + R ₂ +. . . Р _н
• Общее напряжение в последовательной цепи равно сумме отдельных падений напряжения E _Всего = E ₁ + E ₂ +. . . En

Попробуйте наш Калькулятор закона Ома в разделе Инструменты .

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Что такое последовательно-параллельная схема? | Последовательно-параллельные комбинированные схемы

В простых последовательных цепях все компоненты соединены встык, образуя только один путь для прохождения тока по цепи:

В простых параллельных цепях все компоненты подключаются между одними и теми же двумя наборами электрически общих точек, создавая несколько путей для прохождения тока от одного конца батареи к другому:

Правила, касающиеся последовательных и параллельных цепей

Для каждой из этих двух базовых конфигураций схемы у нас есть определенные наборы правил, описывающих отношения напряжения, тока и сопротивления.

Цепи серии :

• Сумма падений напряжения равна общему напряжению.
• Все компоненты имеют одинаковый (равный) ток.
• Сопротивлений суммируются с равным общим сопротивлением.

Параллельные цепи:

• Все компоненты имеют одинаковое (равное) напряжение.
• Токи ответвления добавляют к равному общему току.
• Сопротивления уменьшаются до полного сопротивления.

— Параллельные схемы

Однако, если компоненты схемы соединены последовательно в одних частях и параллельно в других, мы не сможем применить единый набор правил для каждой части этой цепи.Вместо этого нам придется определить, какие части этой цепи являются последовательными, а какие — параллельными, а затем выборочно применять правила последовательного и параллельного подключения, если это необходимо, чтобы определить, что происходит. Возьмем, к примеру, следующую схему:

Эта схема не является ни простой последовательной, ни простой параллельной. Скорее, он содержит элементы обоих. Ток, выходящий из нижней части батареи, разделяется, чтобы пройти через R ₃ и R ₄ , снова присоединяется, затем снова разделяется, чтобы пройти через R ₁ и R ₂ , затем снова присоединиться, чтобы вернуться наверх батареи.Существует более одного пути для прохождения тока (не последовательно), но в цепи более двух наборов электрически общих точек (не параллельных).

Поскольку схема представляет собой комбинацию как последовательной, так и параллельной, мы не можем применять правила для напряжения, тока и сопротивления «поперек стола», чтобы начать анализ, как мы могли бы, когда цепи были в том или ином положении. Например, если бы вышеуказанная схема была простой последовательной, мы могли бы просто сложить R ₁ — R ₄ , чтобы получить общее сопротивление, вычислить общий ток, а затем вычислить все падения напряжения.Точно так же, если бы вышеприведенная схема была простой параллельной, мы могли бы просто решить для токов ответвления, сложить токи ответвления, чтобы вычислить общий ток, а затем вычислить общее сопротивление из общего напряжения и общего тока. Однако решение этой схемы будет более сложным.

Таблица по-прежнему поможет нам управлять различными значениями для последовательно-параллельных комбинированных схем, но мы должны быть осторожны, как и где мы применяем разные правила для последовательного и параллельного подключения. Закон Ома, конечно, по-прежнему работает точно так же для определения значений в вертикальном столбце таблицы.

Если мы можем определить, какие части схемы являются последовательными, а какие — параллельными, мы можем анализировать это поэтапно, подходя к каждой части по очереди, используя соответствующие правила для определения отношений напряжения, тока и сопротивления. . Остальная часть этой главы будет посвящена демонстрации техник для этого.

ОБЗОР:

• Правила последовательных и параллельных цепей должны применяться выборочно к цепям, содержащим оба типа межсоединений.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Введение в последовательные, параллельные и последовательно-параллельные соединения

Сегодня невозможно переоценить использование, применение и важность последовательного и параллельного соединения цепей. Применение последовательного и параллельного подключения цепей можно увидеть в наших домах, школьных залах и в наших уличных фонарях.Одним нажатием кнопки включаются все качели в наших гостиных. некоторые говорят, что у бобов в их домах должны быть разные переключатели.

Что ж, это не волшебство, когда одним переключателем управляет более трех электрических бобов или нагрузок. Нагрузка — это что угодно, то есть это могут быть приборы, электрические качалки или даже потолочные вентиляторы, которые потребляют электроэнергию при подключении к источнику питания. Электрические бобы, телевизоры, холодильники и т. Д. Можно назвать грузом.Бобы преобразуют электрическую энергию в световую и тепловую форму энергии. Вентиляторы преобразуют электрическую энергию в механическую.

Тип подключения наших потолочных вентиляторов и электрических бобов определит, будут ли они иметь общий выключатель или нет. Последовательное соединение цепи дает нам возможность подключить более двух нагрузок к общему выключателю. Уличные фонари — очень хороший тому пример. Параллельное соединение цепи позволяет нам подключать нагрузки к их индивидуальному переключателю.Подходит как последовательное, так и параллельное соединение, но одно предпочтительнее другого по той или иной причине. Прежде чем мы поговорим о том, почему параллельное соединение предпочтительнее последовательного, давайте вспомним, какие последовательные и параллельные соединения являются первыми.

Последовательная цепь — это цепь, в которой резисторы или нагрузки подключены встык, так что в цепи будет только один путь, по которому протекает электрический ток.Таким образом, когда несколько резисторов соединены последовательно, эффективное сопротивление (общее сопротивление в цепи) получается путем алгебраического сложения отдельных сопротивлений. То есть, если у нас есть резисторы с сопротивлением R1, R2, R3… Rn , соединенные последовательно , то;

R _eff = R _T = R ₁ + R ₂ + R ₃ +… R _n .

При последовательном соединении один и тот же ток течет по всем ветвям цепи, но разное напряжение на нем, что заставляет резисторы иметь разное напряжение на них.На каждом резисторе или нагрузке будет падение напряжения. Приложенное напряжение равно сумме падений напряжения на разных частях цепи. Падение напряжения пропорционально тому, что ток сопротивления одинаков во всей цепи. Когда нагрузки подключаются последовательно, они, как правило, имеют общий выключатель. Такая связь используется в школьных залах, уличных фонарях.

Некоторые люди подключают сигнальные огни в своих домах последовательно, в результате чего у них будет общий выключатель.Проблема с таким типом подключения заключается в том, что при возникновении проблемы с нагрузкой другая подключенная система выйдет из строя. Это тип подключения по схеме «все или ничего». Пока нагрузка не получит энергию до того, как она передаст ее другой, и одна из них не выйдет из строя, будет отключение электроэнергии.

Последовательные соединения схем распространены и широко используются в электрическом оборудовании. Нити трубки в небольших радиоприемниках обычно идут последовательно. Устройства управления током всегда подключаются последовательно с устройством, которое они защищают.Предохранители соединены последовательно с устройством, которое они защищают. Автоматическое отопительное оборудование имеет термостат, электромагнитные катушки и предохранительные выключатели, соединенные последовательно с источником напряжения и т. Д.

• Разрыв в проводе отказ или удаление любой отдельной лампы приведет к разрыву цепи и приведению к прекращению работы всех остальных, поскольку в цепи протекает только один единственный путь тока.
• Если в цепь последовательного освещения добавлено больше ламп, их яркость уменьшится.потому что напряжение распределяется по последовательной цепи. Если мы добавим больше нагрузок в последовательную цепь, падение напряжения возрастет, что не является хорошим признаком для защиты электроприборов. Проводка серии
• представляет собой проводку типа «ВСЕ или НЕТ», что означает, что все устройства будут работать одновременно или все они отключатся, если произойдет сбой в любом из подключенных устройств в последовательной цепи.
• Высокое напряжение питания необходимо, если нам нужно добавить дополнительную нагрузку (лампочки, электрические обогреватели, кондиционер и т. Д.) В последовательную цепь.Например, если пять ламп 220 В должны быть подключены последовательно, то напряжение питания должно быть: 5 x 220 В = 1,1 кВ.
• Общее сопротивление последовательной цепи увеличивается (а ток уменьшается), когда в цепь добавляется дополнительная нагрузка.
• В соответствии с будущими потребностями, в последовательную цепь тока следует добавлять только эти электроприборы, если они имеют тот же номинальный ток, что и ток в каждой точке последовательной цепи. Однако мы знаем, что электрические приборы и устройства i.е. лампочки, вентилятор, обогреватель, кондиционер и т. д. имеют разный номинальный ток, поэтому их нельзя подключать последовательно для бесперебойной и эффективной работы. Фары, подключенные последовательно

• Меньше размер провода кабеля требуется при последовательном подключении.
• Мы используем для защиты цепи для последовательного соединения предохранителей и автоматических выключателей с другими приборами. Цепи серии
• нелегко получить накладные расходы из-за высокого сопротивления, когда в цепь добавляется дополнительная нагрузка.
• Срок службы батареи в последовательной цепи больше, чем в параллельной.
• Это самый простой способ подключения электропроводки, который позволяет легко обнаружить и устранить неисправность по сравнению с параллельным или последовательно-параллельным подключением.

Резисторы, нагрузки считаются подключенными параллельно, когда конец каждого из резисторов или нагрузок имеет общую точку или соединение, а другие концы также подключены к общей точке или соединению.Такие схемы известны как параллельные схемы.

В отличие от последовательного подключения, при нахождении общего (эффективного) сопротивления в параллельной цепи берется величина, обратная отдельному сопротивлению. Таким образом, когда несколько сопротивлений соединены параллельно, величина, обратная величине эффективного сопротивления, определяется арифметической или алгебраической суммой величины, обратной величине отдельного сопротивления.

1 / R _eff или 1 / R _T = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ + 1 / R ₃ … 1 / R _n .

Параллельное соединение цепи имеет одинаковое напряжение, протекающее по всем ветвям цепи. У разных резисторов свои токи.

Параллельное соединение очень распространено. Различные лампы и электроприборы в наших домах подключаются параллельно, так что каждая из ламп или бобышек и приборов может работать независимо. Чтобы мы могли управлять отдельными лампами или нагрузками, они должны быть подключены параллельно.

• Каждое подключенное электрическое устройство и устройство не зависят от других. Таким образом, включение / выключение устройства не повлияет на другие устройства и их работу.
• В случае обрыва кабеля или удаления какой-либо лампы все цепи и подключенные нагрузки не разорвутся, другими словами, другие светильники / лампы и электроприборы по-прежнему будут работать без сбоев.
• Если добавить больше ламп в параллельные цепи освещения, их яркость не будет уменьшена (как это происходит только в цепях последовательного освещения).Потому что напряжение одинаково в каждой точке параллельной цепи. Короче говоря, они получают то же напряжение, что и напряжение источника.
• Можно добавить дополнительные осветительные приборы и точки нагрузки в параллельных цепях в соответствии с будущими потребностями, если цепь не будет перегружена.
• Добавление дополнительных устройств и компонентов не приведет к увеличению сопротивления, но уменьшит общее сопротивление цепи, особенно когда используются устройства с высоким номинальным током, такие как кондиционер и электрические нагреватели.
• параллельная проводка более надежна, безопасна и проста в использовании. Неисправности в параллельных цепях освещения

• Кабель и провод большего размера используются в цепи параллельной проводки освещения.
• При добавлении дополнительной лампочки в параллельную цепь требуется больше тока.
• Батарея разряжается быстрее при установке постоянного тока.
• Схема параллельного подключения более сложна по сравнению с последовательным подключением.

Связанное сообщение: Какая лампа светится ярче при последовательном и параллельном подключении и почему?

Схема не является последовательной или параллельной на следующем рисунке, т.е. это последовательно-параллельная схема. Первые три лампы (B ₁ , B ₂ и B ₃ ) подключены параллельно, а переключатели (S ₁ , S ₂ и S ₃ ) подключены последовательно соответственно.B ₇ , B ₈ , B ₉ и B ₁₀ соединены последовательно друг с другом, в то время как они параллельны первым трем лампочкам (B ₁ , B ₂ и B ₃ ) в то время как переключатели (S5 и S6) параллельно подключены к Bulb (B ₁₀ ). Кроме того, лампы (B ₄ , B ₅ и B ₆ ) и выключатель (S ₇ ) включены последовательно друг с другом, в то время как они параллельны (B ₁ , B ₂ и B ₃ ) и так далее.

Поскольку схема является комбинацией последовательной и параллельной, мы не можем упростить ток, напряжение, сопротивление и мощность с помощью простого закона Ома. Мы должны применить различные теоремы, такие как теоремы Нортона, Тевенина, теоремы о максимальной передаче мощности и т. Д., Или упростим схему в основных последовательных и параллельных схемах, чтобы найти все эти величины.

Наиболее распространенная в настоящее время установка бытовой электропроводки с использованием этого метода электропроводки.

Ниже в данной таблице показаны основные различия между последовательным и параллельным подключением.

Последовательное соединение — это соединение всех или отсутствующих схем.Это означает, что если одно из устройств выйдет из строя, все другие устройства также выйдут из строя, поэтому этот тип подключения хорош только тогда, когда мы хотим защитить устройство. Когда плавкий предохранитель сгорает, например, из-за высокого тока, устройство его защищает не будет повреждена, потому что ток больше не будет достигать ее. В то время как последовательное соединение является полным или нулевым, параллельное соединение дает вам возможность дать нагрузкам и приборам их индивидуальный переключатель. Параллельное соединение обеспечивает сопротивление протеканию тока по сравнению с последовательным соединением.

Резисторы сопротивлением 100 Ом и 150 Ом, подключенные параллельно, будут иметь меньшее влияние на электрический ток по сравнению с резисторами 50 Ом и 40 Ом, подключенными последовательно. В электронных устройствах параллельное соединение имеет первостепенное значение. Все элементы в блоке питания подключены параллельно. Параллельное соединение продлевает срок службы электрической энергии. Сами элементы имеют свое внутреннее сопротивление, поэтому, если они были подключены последовательно, некоторая часть энергии будет потеряна, преодолевая внутреннее сопротивление, поскольку при последовательном соединении его влияние выше, чем при параллельном.

Похожие сообщения:

Почему батарея рассчитана в Ач (ампер-час), а не в ВА.

Аккумулятор накапливает заряд в виде химической энергии, а затем преобразует его в электрическую, которую можно использовать в течение определенного времени. Количество доступного заряда — это емкость элемента или батареи, которая может быть выражена в Ач (ампер-час). Более того, в заряженной батарее количество молекул ограничено для создания потока электронов в электрических цепях, поэтому в элементе / батарее должно быть ограниченное количество электронов, которые они мотивируют через цепь для полной разрядки.

Теперь у нас есть возможность оценивать емкость батареи в виде количества протекающих электронов за определенное время, но это будет головной болью, потому что в ней огромное количество электронов. Итак, у нас есть другой вариант ( 1C (кулон) = 6,25 x 10 ¹⁸ электронов, или 6,250,000,000,000,000,000 электронов.

Кроме того, 1A (ампер) = 1 кулон электронов в секунду и,

1 час (ч ) = 3600 секунд

Следовательно;

1Ah = (1A) x (3600s) = (C / s) x (3600s) = 3600 C.

∴ A (1 ампер) = 1 кулон в секунду = C / s

Но,

Зачем составлять новый блок для оценки емкости батареи, если старый блок работает нормально? Конечно! Чтобы усложнить вам жизнь техников и студентов;). Так же, как и с электрическими единицами… т.е. 1 единица электроэнергии = 1 кВтч = 1 доска торговой единицы.

ВА — вольт-амперы. Это измерение полной мощности одного из трех типов мощности в цепях переменного тока.Два других — это истинная мощность, измеряемая в ваттах, и реактивная мощность, измеряемая в VARS (вольт-амперы, реактивная мощность). Взаимосвязь между этими тремя определяет высокий коэффициент мощности, который вам нужен в цепи переменного тока. Батареи работают от постоянного тока с коэффициентом мощности, равным единице (т.е. P.f не применяется в цепях постоянного тока из-за нулевой частоты).

Кроме того, аккумулятор не является источником постоянного напряжения, то есть нас интересует только емкость аккумулятора, которая рассчитана только на определенное время, поэтому мы также не можем использовать Wh вместо Ah для аккумулятора.Вот почему батарея не измеряется в ВА или Вт вместо Ач.

Вы также можете прочитать:

Учебное пособие по физике: два типа соединений

Когда в цепи с источником энергии присутствуют два или более электрических устройства, существует несколько основных способов их соединения. Их можно подключить последовательно или подключить параллельно . Предположим, что в одну цепь включены три лампочки. При последовательном соединении они соединяются таким образом, чтобы отдельный заряд проходил через каждую из лампочек последовательно.При последовательном соединении заряд проходит через каждую лампочку. При параллельном подключении один заряд, проходящий через внешнюю цепь, будет проходить только через одну из лампочек. Лампочки помещаются в отдельную ветвь, и заряд, проходящий через внешнюю цепь, проходит только через одну из ветвей на обратном пути к клемме с низким потенциалом. Способы подключения резисторов будут иметь большое влияние на общее сопротивление цепи, общий ток в цепи и ток в каждом резисторе.В Уроке 4 мы исследуем влияние типа подключения на общий ток и сопротивление цепи.

Обычная физическая лаборатория состоит в построении обоих типов цепей с лампами, подключенными последовательно, и лампами, подключенными параллельно. Эти две схемы сравниваются и противопоставляются.

Основные вопросы, вызывающие беспокойство при такой лабораторной деятельности, как правило, следующие:

• Что происходит с общим током в цепи при увеличении количества резисторов (лампочек)?
• Что происходит с общим сопротивлением в цепи при увеличении количества резисторов (лампочек)?
• Если один из резисторов выключен (т.е.е., лампочка гаснет (), что происходит с другими резисторами (лампочками) в цепи? Они остаются включенными (т.е. горят)?

При проведении лабораторных работ для двух типов цепей производятся совершенно разные наблюдения. Последовательная цепь может быть построена путем соединения лампочек таким образом, чтобы оставался единственный путь для потока заряда; луковицы добавляются к той же линии без точки ветвления.По мере того, как добавляется все больше и больше лампочек, яркость каждой лампочки постепенно уменьшается. Это наблюдение является индикатором того, что ток в цепи уменьшается.

Итак, для последовательных цепей по мере добавления резисторов общий ток в цепи уменьшается. Это уменьшение тока согласуется с выводом о том, что общее сопротивление увеличивается.

Последнее наблюдение, которое является уникальным для последовательных цепей, — это эффект вынимания лампы из розетки.Если одна из трех лампочек в последовательной цепи вывинчивается из своего патрона, то наблюдается, что остальные лампочки сразу же гаснут. Чтобы устройства в последовательной цепи работали, каждое устройство должно работать. Если один погаснет, погаснут все. Предположим, что вся бытовая техника на домашней кухне подключена последовательно. Чтобы холодильник работал на этой кухне, должны быть включены тостер, посудомоечная машина, мусоропровод и верхний свет. Чтобы одно устройство, включенное последовательно, работало, все они должны работать.Если ток равен , отрежьте от любого из них, он отключается от всех. Совершенно очевидно, что приборы на кухне не подключены последовательно.

Используя тот же набор проводов, D-элементов и лампочек, можно таким же образом исследовать параллельные цепи. Можно исследовать влияние количества резисторов на общий ток и общее сопротивление.На схемах ниже изображены обычные способы построения схемы с параллельным подключением лампочек. Следует отметить, что исследование общего тока для параллельных соединений требует добавления индикаторной лампы . Лампа индикатора размещена вне ответвлений и позволяет наблюдать влияние дополнительных резисторов на общий ток. Лампочки, размещенные в параллельных ветвях, служат только индикатором тока через эту конкретную ветвь.Поэтому, исследуя влияние количества резисторов на общий ток и сопротивление, нужно внимательно следить за лампочкой индикатора, а не за лампочками, помещенными в ответвления. На диаграмме ниже показаны типичные наблюдения.

Из показаний лампочек индикаторов на приведенных выше схемах видно, что добавление большего количества резисторов приводит к тому, что лампочка индикатора становится ярче. Для параллельных цепей с увеличением количества резисторов общий ток также увеличивается.Это увеличение тока согласуется с уменьшением общего сопротивления. Добавление резисторов в отдельную ветвь приводит к неожиданному результату уменьшения общего сопротивления!

Если отдельная лампочка в параллельной ветви вывинчивается из патрона, то ток в общей цепи и в других ветвях все равно остается. Удаление третьей лампочки из патрона приводит к преобразованию схемы из параллельной цепи с тремя лампами в параллельную цепь с двумя лампами.Если бы приборы на домашней кухне были подключены параллельно, то холодильник мог бы работать без включения посудомоечной машины, тостера, мусоропровода и верхнего освещения. Одно устройство может работать без включения других. Поскольку каждое устройство находится в своей отдельной ветви, выключение этого устройства просто прекращает подачу заряда в эту ветвь. По другим ответвлениям к другим приборам по-прежнему будет поступать заряд. Совершенно очевидно, что бытовая техника в доме подключена параллельно.

Эффект добавления резисторов совершенно иной, если они добавляются параллельно, по сравнению с их последовательным соединением. Последовательное добавление большего количества резисторов означает увеличение общего сопротивления; тем не менее, добавление большего количества резисторов параллельно означает уменьшение общего сопротивления. Тот факт, что можно добавить больше резисторов параллельно и добиться меньшего сопротивления, многих очень беспокоит. Аналогия может помочь прояснить причину этой изначально надоедливой правды.

Поток заряда по проводам цепи можно сравнить с потоком автомобилей по платной дороге в очень густонаселенном мегаполисе. Основными источниками сопротивления на платных дорогах являются посты. Остановка автомобилей и принуждение их к уплате дорожных сборов не только замедляет движение автомобилей, но и в районе с интенсивным движением, также приведет к возникновению узких мест с резервной копией на многие мили. Скорость, с которой автомобили проезжают через точку на этой платной системе, значительно снижается из-за наличия платы за проезд.Понятно, что пункты пропуска дороги — это главный фактор, препятствующий потоку автомобилей.

Теперь предположим, что в попытке увеличить скорость потока Управление взимания платы за проезд решает добавить еще две точки взимания платы за проезд на конкретной станции взимания платы, где узкое место создает проблемы для путешественников. Они рассматривают два возможных способа подключения своих платных пунктов оплаты — последовательно или параллельно. При последовательном добавлении платных постов (т. Е. Резисторов) они добавляли бы их таким образом, чтобы каждый автомобиль, движущийся по шоссе, должен был бы последовательно останавливаться на каждой плате за проезд.При наличии только одного пути через пункты взимания платы за проезд каждая машина должна будет останавливаться и платить за проезд в каждой будке. Вместо того, чтобы платить 60 центов один раз в одной будке, теперь им придется платить по 20 центов трижды в каждой из трех платных. Совершенно очевидно, что добавление платных постов последовательно имело бы общий эффект увеличения общего сопротивления и уменьшения общей скорости потока автомобиля (т. Е. Тока).

Другим способом добавления двух дополнительных пунктов взимания платы на этой конкретной станции сбора платы за проезд может быть параллельное добавление пунктов взимания платы.Каждую будку можно разместить в отдельном филиале. Машины, проезжающие по платной дороге, останавливались только у одной из трех будок. У автомобилей будет три возможных пути, по которым они будут проезжать через станцию ​​сбора платы за проезд, и каждая машина выберет только один из маршрутов. Совершенно очевидно, что параллельное добавление платных постов приведет к уменьшению общего сопротивления и увеличению общей скорости потока автомобилей (т. Е. Тока) вдоль платной дороги. Как и в случае добавления дополнительных электрических резисторов параллельно, добавление дополнительных плат в параллельных ветвях создает меньшее общее сопротивление.Обеспечивая большее количество путей (то есть ответвлений), по которым заряд и автомобили могут проходить через узкие места, скорость потока может быть увеличена.

1. Обратите внимание на электрическую проводку, указанную ниже. Укажите, являются ли соединения последовательными или параллельными. Объясните каждый выбор.

2. Ниже показаны две электрические цепи. Для каждой цепи укажите, какие два устройства подключены последовательно, а какие — параллельно.

и параллельные схемы — узнать.sparkfun.com

и параллельные схемы

Простые схемы (состоящие всего из нескольких компонентов) обычно довольно просты для понимания новичками. Но, когда на вечеринку приходят другие компоненты, все может запутаться. Куда идет ток? Что делает напряжение? Можно ли это упростить для облегчения понимания? Не бойся, бесстрашный читатель.Ценная информация приводится ниже.

В этом руководстве мы сначала обсудим разницу между последовательными и параллельными схемами, используя схемы, содержащие самые основные компоненты — резисторы и батареи, — чтобы показать разницу между двумя конфигурациями. Затем мы рассмотрим, что происходит в последовательных и параллельных цепях, когда вы комбинируете компоненты разных типов, например конденсаторы и катушки индуктивности.

Рассмотрено в этом учебном пособии

• Как выглядят конфигурации последовательной и параллельной цепей
• Как пассивные компоненты действуют в этих конфигурациях
• Как источник напряжения будет воздействовать на пассивные компоненты в этих конфигурациях

Рекомендуемая литература

Вы можете посетить эти учебные пособия по основным компонентам, прежде чем углубляться в построение схем в этом учебном пособии.

Видео

Узлы и текущий поток

Прежде чем мы углубимся в это, мы должны упомянуть, что такое узел . Ничего особенного, просто представление электрического соединения между двумя или более компонентами. Когда схема моделируется на схеме, эти узлы представляют собой провода между компонентами.

Пример схемы с четырьмя узлами уникального цвета.

Это полдела на пути к пониманию разницы между последовательным и параллельным. Нам также нужно понять , как ток течет по цепи. Ток течет от высокого напряжения к более низкому напряжению в цепи. Некоторое количество тока будет проходить по каждому пути, который может пройти, чтобы добраться до точки с наименьшим напряжением (обычно называемой землей). Используя приведенную выше схему в качестве примера, вот как будет течь ток, когда он проходит от положительной клеммы аккумулятора к отрицательной:

Ток (обозначенный синей, оранжевой и розовой линиями), протекающий по той же примерной схеме, что и выше.Разные токи обозначены разными цветами.

Обратите внимание, что в некоторых узлах (например, между R ₁ и R ₂ ) ток на входе такой же, как на выходе. В других узлах (в частности, трехсторонний переход между R ₂ , R ₃ и R ₄ ) основной (синий) ток разделяется на два разных. Это ключевое различие между последовательным и параллельным подключением!

Два компонента соединены последовательно, если они имеют общий узел и если через них протекает один и тот же ток .Вот пример схемы с тремя последовательными резисторами:

В вышеуказанной цепи есть только один способ протекания тока. Начиная с положительной клеммы аккумуляторной батареи, ток сначала будет встречать R ₁ . Оттуда ток пойдет прямо на ₂ рандов, затем на ₃ рандов и, наконец, обратно на отрицательную клемму батареи. Обратите внимание, что у текущего есть только один путь. Эти компоненты включены последовательно.

Параллельные схемы

Определение параллельных цепей

Если компоненты имеют два общих узла , они работают параллельно.Вот пример схемы трех резисторов, подключенных параллельно к батарее:

От положительной клеммы аккумуляторной батареи ток течет на R ₁ … и R ₂ , а также на R ₃ . Узел, который подключает батарею к R ₁ , также подключен к другим резисторам. Другие концы этих резисторов аналогично связываются вместе, а затем снова подключаются к отрицательной клемме батареи. Существует три различных пути, по которым ток может пройти перед возвращением в батарею, и соответствующие резисторы считаются параллельными.

Если все последовательные компоненты имеют одинаковые токи, протекающие через них, все параллельные компоненты имеют одинаковое падение напряжения на них — series: current :: parallel: Voltage.

Оттуда мы можем смешивать и сочетать. На следующем снимке мы снова видим три резистора и батарею. С положительной клеммы аккумуляторной батареи ток сначала достигает _рандов руб. Но на другой стороне R ₁ узел разделяется, и ток может идти как на R ₂ , так и на R ₃ .Затем пути тока через R ₂ и R ₃ снова связываются вместе, и ток возвращается к отрицательной клемме батареи.

В этом примере R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, а R ₁ идут последовательно с параллельной комбинацией R ₂ и R ₃ .

Расчет эквивалентных сопротивлений в последовательных цепях

Вот некоторая информация, которая может оказаться для вас более полезной.Когда мы соединяем резисторы таким образом, последовательно и параллельно, мы меняем способ протекания тока через них. Например, если у нас есть питание 10 В через 10 кОм; резистора, закон Ома гласит, что у нас протекает ток 1 мА.

Если потом поставить еще 10к & ом; резистор, включенный последовательно с первым и оставив питание без изменений, мы сократили ток вдвое, потому что сопротивление увеличилось вдвое.

Другими словами, есть только один путь для прохождения тока, и мы только усложнили прохождение тока.Насколько сложнее? 10к & Ом; + 10к & Ом; = 20 кОм ;. Вот как мы рассчитываем последовательно подключенные резисторы — всего суммируют их значения .

Если выразить это уравнение в более общем виде: полное сопротивление Н, — произвольное количество резисторов — это их общая сумма.

Расчет эквивалентных сопротивлений в параллельных цепях

А как насчет параллельных резисторов? Это немного сложнее, но ненамного.Рассмотрим последний пример, в котором мы начали с источника питания 10 В и 10 кОм; резистор, но на этот раз мы добавляем еще 10кОм; параллельно, а не последовательно. Теперь у тока есть два пути. Поскольку напряжение питания не изменилось, закон Ома гласит, что первый резистор по-прежнему будет потреблять 1 мА. Но то же самое и со вторым резистором, и теперь у нас есть в общей сложности 2 мА, поступающие от источника питания, что вдвое превышает первоначальный 1 мА. Это означает, что мы уменьшили общее сопротивление вдвое.

Пока можно сказать, что 10к & ом; || 10к & Ом; = 5 кОм; («||» примерно переводится как «параллельно»), у нас не всегда будет 2 одинаковых резистора.Что тогда?

Уравнение для добавления произвольного количества резисторов параллельно:

Если обратные значения вам не подходят, мы также можем использовать метод, называемый «произведение на сумму», когда у нас есть два параллельных резистора:

Однако этот метод подходит только для двух резисторов в одном вычислении. Мы можем объединить более 2 резисторов этим методом, взяв результат R1 || R2 и вычисление этого значения параллельно с третьим резистором (снова как произведение на сумму), но обратный метод может быть меньше работы.

Время эксперимента — Часть 1

Что вам понадобится:

Давайте проведем простой эксперимент, чтобы доказать, что все работает именно так, как мы говорим.

Во-первых, мы собираемся подключить 10 кОм; последовательно подключите резисторы и наблюдайте, как они складываются самым необычным образом. Используя макетную плату, поместите один 10 кОм; резистор, как показано на рисунке, и измерьте его мультиметром. Да, мы уже знаем, что на нем будет указано 10 кОм, но это то, что мы в бизнесе называем «проверкой работоспособности».Убедившись, что мир существенно не изменился с тех пор, как мы в последний раз смотрели на него, поместите еще один аналогично, но с выводами каждого резистора, электрически подключенными через макетную плату, и снова произведите измерения. Теперь измеритель должен показывать что-то близкое к 20 кОм.

Вы можете заметить, что сопротивление, которое вы измеряете, может быть не совсем таким, каким должно быть резистор. Резисторы имеют определенное значение , допуск , что означает, что они могут быть отключены на определенный процент в любом направлении.Таким образом, вы можете прочитать 9.99k & ohm; или 10.01кОм. Пока оно близко к правильному значению, все должно работать нормально.

Читателю следует продолжать это упражнение до тех пор, пока он не убедится, что знает, что будет в результате, прежде чем делать это снова, или у него закончатся резисторы, которые можно вставить в макет, в зависимости от того, что произойдет раньше.

Время эксперимента — Часть 2

Теперь давайте попробуем это с резисторами в параллельной конфигурации .Поместите один 10 кОм; резистор в макетной плате, как и раньше (мы полагаем, что читатель уже верит, что один резистор 10 кОм будет измерять на мультиметре что-то близкое к 10 кОм). Теперь поместите второй 10k & ohm; резистор рядом с первым, следя за тем, чтобы выводы каждого резистора находились в электрически соединенных рядах. Но перед тем, как измерить комбинацию, вычислите, используя метод «произведение над суммой» или «обратный», каким должно быть новое значение (подсказка: оно будет 5 кОм;).Затем измерьте. Это что-то близкое к 5к & ом ;? Если это не так, дважды проверьте отверстия, в которые вставлены резисторы.

Повторите упражнение с резисторами 3, 4 и 5. Расчетные / измеренные значения должны быть 3,33 кОм, 2,5 кОм; и 2кОм соответственно. Все ли получилось по плану? Если нет, вернитесь и проверьте свои соединения. Если это так, EXCELSIOR! Прежде чем продолжить, выпейте молочный коктейль. Ты заслужил это.

Практические правила для последовательных и параллельных резисторов

Есть несколько ситуаций, которые могут потребовать творческих комбинаций резисторов.Например, если мы пытаемся создать очень специфический источник опорного напряжения вы почти всегда необходимо очень специфическое соотношение резисторов, значения которых вряд ли будут «стандартные» значения. И хотя мы можем получить очень высокую степень точности значений резисторов, мы, возможно, не захотим ждать X дней, необходимых для доставки чего-либо, или платить цену за нестандартные значения, отсутствующие на складе. Так что в крайнем случае мы всегда можем создать собственные номиналы резисторов.

Совет №1: Равнопараллельные резисторы

Добавление N резисторов аналогичного номинала R , включенных параллельно, дает нам R / N Ом.Допустим, нам нужен 2,5 кОм; резистор, но все, что у нас есть, это ящик, полный 10 кОм. Объединение четырех из них параллельно дает нам 10 кОм / 4 = 2,5 кОм.

Совет № 2: Допуск

Знайте, какую терпимость вы можете терпеть. Например, если вам нужен 3.2k & ohm; резистор, можно было поставить 3 10кОм; резисторы параллельно. Это даст вам 3,3 кОм, что составляет около 4% отклонения от необходимого значения. Но если схема, которую вы строите, должна иметь допуск ближе, чем 4%, мы можем измерить наш запас в 10 кОм, чтобы увидеть, какие из них являются самыми низкими значениями, потому что они также имеют допуск.По идее, если заначка 10к & ом; резисторы имеют допуск 1%, мы можем получить только 3,3 кОм. Но производители запчастей, как известно, допускают именно такого рода ошибки, поэтому стоит немного покопаться.

Совет № 3: Номинальная мощность при последовательном / параллельном подключении

Такая комбинация резисторов последовательно и параллельно работает и с номинальной мощностью. Допустим, нам нужен 100 & Ом; резистор рассчитан на 2 Вт (Вт), но все, что у нас есть, это связка 1 кОм; резисторы на четверть ватта (Вт) (а сейчас 3 часа ночи, вся Mountain Dew исчезла, а кофе остыл).Вы можете объединить 10 Ом 1 кОм, чтобы получить 100 Ом; (1 кОм / 10 = 100 Ом), а номинальная мощность будет 10×0,25 Вт или 2,5 Вт. Не очень красиво, но это поможет нам завершить финальный проект и даже может принести нам дополнительные баллы за способность думать на ногах.

Нам нужно быть немного более осторожными, когда мы объединяем резисторы разных номиналов параллельно, когда речь идет об общем эквивалентном сопротивлении и номинальной мощности. Для читателя это должно быть совершенно очевидно, но …

Совет № 4: Разные резисторы параллельно

Суммарное сопротивление двух резисторов разного номинала всегда меньше, чем резистор наименьшего номинала.Читатель будет поражен тем, сколько раз кто-то объединяет значения в своей голове и приходит к значению, которое находится посередине между двумя резисторами (1 кОм || 10 кОм; НЕ равняется чему-либо около 5 кОм ;!). Общее параллельное сопротивление всегда будет приближаться к резистору с наименьшим значением. Сделайте себе одолжение и прочитайте совет №4 10 раз.

Совет № 5: Параллельное рассеяние мощности

Мощность, рассеиваемая при параллельной комбинации резисторов разных номиналов, не распределяется между резисторами равномерно, поскольку токи не равны.Используя предыдущий пример (1k & ohm; || 10k & ohm;), мы видим, что 1k & ohm; будет потреблять в 10 раз больше тока 10 кОм. Поскольку закон Ома гласит, что мощность = напряжение x ток, отсюда следует, что 1 кОм; резистор рассеивает в 10 раз мощность, превышающую 10 кОм.

В конечном счете, уроки советов 4 и 5 заключаются в том, что мы должны уделять больше внимания тому, что мы делаем при параллельном соединении резисторов разного номинала. Но советы 1 и 3 предлагают несколько удобных ярлыков, когда значения совпадают.

и параллельные

Объединение конденсаторов аналогично объединению резисторов … только наоборот. Как бы странно это ни звучало, это абсолютная правда. Почему это могло быть?

Конденсатор — это всего лишь две пластины, расположенные очень близко друг к другу, и его основная функция — удерживать целую группу электронов. Чем больше значение емкости, тем больше электронов она может удерживать. Если размер пластин увеличивается, емкость увеличивается, потому что физически больше места для электронов, чтобы болтаться.А если пластины раздвинуть дальше друг от друга, емкость падает, потому что напряженность электрического поля между ними уменьшается с увеличением расстояния.

Теперь предположим, что у нас есть два конденсатора по 10 мкФ, соединенных последовательно, и предположим, что они оба заряжены и готовы к разрядке в друга, сидящего рядом с вами.

Помните, что в последовательной цепи есть только один путь для прохождения тока. Отсюда следует, что количество электронов, выходящих из колпачка внизу, будет таким же, как и количество электронов, выходящих из колпачка наверху.Значит, емкость не увеличилась?

На самом деле все еще хуже. Разместив конденсаторы последовательно, мы эффективно раздвинули пластины дальше друг от друга, потому что расстояние между пластинами двух конденсаторов складывается. Так что у нас нет 20 мкФ или даже 10 мкФ. У нас 5 мкФ. Результатом этого является то, что мы добавляем значения последовательного конденсатора так же, как мы добавляем значения параллельного резистора. И метод «произведение над суммой», и метод взаимности действительны для последовательного добавления конденсаторов.

Может показаться, что нет смысла добавлять конденсаторы последовательно. Но следует отметить, что мы получили вдвое большее напряжение (или номинальное напряжение). Как и в случае с батареями, когда мы соединяем конденсаторы последовательно, напряжения складываются.

Добавление конденсаторов параллельно похоже на добавление резисторов последовательно: значения просто складываются, никаких уловок. Почему это? Их параллельное расположение эффективно увеличивает размер пластин без увеличения расстояния между ними.Чем больше площадь, тем больше емкость. Простой.

Experiment Time — Part 3

Что вам понадобится:

Давайте посмотрим, как работают конденсаторы, соединенные последовательно и параллельно. Это будет немного сложнее, чем примеры резисторов, потому что измерить емкость напрямую мультиметром труднее.

Давайте сначала поговорим о том, что происходит, когда конденсатор заряжается с нуля вольт. Когда ток начинает идти в один из выводов, равное количество тока выходит из другого.А если последовательно с конденсатором нет сопротивления, может быть довольно большой ток. В любом случае ток течет до тех пор, пока конденсатор не начнет заряжаться до значения приложенного напряжения, и медленнее будет стекать до тех пор, пока напряжения не станут равными, когда ток полностью прекратится.

Как указано выше, потребляемый ток может быть довольно большим, если нет последовательного сопротивления конденсатора, а время зарядки может быть очень коротким (например, миллисекунды или меньше). Для этого эксперимента мы хотим иметь возможность наблюдать за зарядом конденсатора, поэтому мы собираемся использовать 10 кОм; резистор, включенный последовательно, чтобы замедлить действие до точки, где мы его легко увидим.Но сначала нам нужно поговорить о том, что такое постоянная времени RC.

В приведенном выше уравнении говорится, что одна постоянная времени в секундах (называемая тау) равна сопротивлению в омах, умноженному на емкость в фарадах. Простой? Нет? Продемонстрируем на следующей странице.

Время эксперимента — часть 3, продолжение …

Для первой части этого эксперимента мы собираемся использовать один резистор 10 кОм и один резистор 100 мкФ (что равно 0,0001 фарад). Эти две части создают постоянную времени в 1 секунду:

При зарядке нашего конденсатора 100 мкФ через 10 кОм; резистора, мы можем ожидать, что напряжение на цоколе вырастет примерно до 63% от напряжения питания за 1 постоянную времени, которая составляет 1 секунду.После 5 постоянных времени (в данном случае 5 секунд) конденсатор заряжается примерно на 99% до напряжения питания, и он будет следовать кривой заряда, похожей на график ниже.

Теперь, когда мы это знаем, мы собираемся подключить схему, показанную на схеме (убедитесь, что полярность на этом конденсаторе правильная!).

С помощью нашего мультиметра, установленного для измерения вольт, проверьте выходное напряжение батареи при включенном переключателе. Это наше напряжение питания, и оно должно быть около 4.5В (будет немного больше, если батарейки новые). Теперь подключите схему, убедившись, что переключатель на батарейном блоке находится в положении «ВЫКЛ», прежде чем вставлять его в макетную плату. Также позаботьтесь о том, чтобы красный и черный провода были в нужных местах. Если это более удобно, вы можете использовать зажимы типа «крокодил», чтобы прикрепить измерительные щупы к ножкам конденсатора для измерения (вы также можете немного раздвинуть эти ножки, чтобы было легче).

Когда мы убедимся, что схема выглядит правильно, а наш счетчик включен и настроен на считывание вольт, переведите переключатель на батарейном блоке в положение «ВКЛ».Примерно через 5 секунд показания счетчика должны быть довольно близкими к напряжению аккумуляторной батареи, что демонстрирует, что уравнение верное, и мы знаем, что делаем. Теперь выключите выключатель. Он все еще довольно хорошо держит это напряжение, не так ли? Это потому, что ток не может разрядить конденсатор; у нас разомкнутая цепь. Для разряда конденсатора можно использовать еще один резистор на 10 кОм параллельно. Примерно через 5 секунд он вернется к почти нулевому значению.

Experiment Time — Часть 3, и даже больше…

Теперь мы переходим к интересным моментам, начиная с последовательного соединения двух конденсаторов. Помните, что мы сказали, что результат будет аналогичен параллельному соединению двух резисторов. Если это так, мы можем ожидать (используя соотношение произведения к сумме)

Что это будет делать с нашей постоянной времени?

Имея это в виду, подключите другой конденсатор последовательно с первым, убедитесь, что измеритель показывает ноль вольт (или около того), и переведите переключатель в положение «ON».Зарядка до напряжения аккумуляторной батареи занимала примерно половину времени? Это потому, что емкость вдвое меньше. Электронный бензобак стал меньше, поэтому на его зарядку уходит меньше времени. Для этого эксперимента предлагается третий конденсатор, просто чтобы доказать это, но мы держим пари, что читатель сможет увидеть надпись на стене.

Теперь мы попробуем подключить конденсаторы параллельно, помня, что мы говорили ранее, что это будет похоже на последовательное добавление резисторов. Если это правда, то мы можем ожидать 200 мкФ, верно? Тогда наша постоянная времени станет

Это означает, что теперь потребуется около 10 секунд, чтобы увидеть, как параллельные конденсаторы заряжаются до напряжения питания 4.5В.

Для доказательства начнем с нашей исходной схемы с одним сопротивлением 10 кОм; последовательно подключены резистор и один конденсатор емкостью 100 мкФ, как показано на первой схеме этого эксперимента. Мы уже знаем, что конденсатор заряжается примерно за 5 секунд. Теперь подключите второй конденсатор параллельно. Убедитесь, что показания измерителя близки к нулю (разрядите через резистор, если он не показывает нулевое значение), и переведите переключатель на батарейном блоке в положение «ON». Нужно много времени, не правда ли? Разумеется, мы увеличили размер электронного бензобака, и теперь на его заполнение уходит больше времени.Чтобы убедиться в этом, попробуйте добавить третий конденсатор на 100 мкФ и понаблюдайте, как он заряжается в течение долгого времени.

и параллельные

и параллельные

Случаи, когда индукторы необходимо добавлять последовательно или параллельно, довольно редки, но не редкость. В любом случае, давайте рассмотрим их для полноты картины.

Вкратце, они складываются так же, как и резисторы, то есть они складываются со знаком плюс, когда соединены последовательно, и с превышением произведения при параллельном соединении.Сложность возникает, когда они размещаются близко друг к другу, чтобы иметь взаимодействующие магнитные поля, намеренно или нет. По этой причине предпочтительно иметь один компонент, а не два или более, хотя большинство индукторов экранированы для предотвращения взаимодействия магнитных полей.

В любом случае достаточно сказать, что они добавляют, как резисторы. Дополнительная информация о катушках индуктивности выходит далеко за рамки этого руководства.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знакомы с основами последовательных и параллельных цепей, почему бы не ознакомиться с некоторыми из этих руководств?

• Делители напряжения — Одной из самых простых и повторяющихся схем является делитель напряжения.Это схема, которая действительно основана на концепциях, рассмотренных в этом руководстве.
• Что такое Ардуино? — Теперь, когда у вас есть основы схемотехники, вы можете перейти непосредственно к изучению микроконтроллеров с одной из самых популярных платформ: Arduino.
Основы работы с коммутатором
• — В этом руководстве мы говорили о некоторых наиболее основных элементах схемы, но это не был один из них. Переключатели являются важным компонентом практически в каждом электронном проекте.Узнайте все о переключателях в этом руководстве
• Шитье проводящей нитью — схемы не обязательно должны состоять из макетов и проводов. Электронный текстиль использует токопроводящую нить для вшивания светильников и другой электроники в одежду или другую ткань.

5.1: Что такое «последовательные» и «параллельные» схемы?

и параллельные схемы

Существует два основных способа соединения более двух компонентов схемы: серия и параллельная .Сначала пример последовательной схемы:

Здесь у нас есть три резистора (с маркировкой R ₁ , R ₂ и R ₃ ), соединенных длинной цепочкой от одного вывода батареи к другому. (Следует отметить, что нижний индекс — эти маленькие числа в правом нижнем углу буквы «R» — не связаны со значениями резистора в омах. Они служат только для того, чтобы отличить один резистор от другого.) Определяющая характеристика резистора. Последовательная схема состоит в том, что электроны могут двигаться только по одному пути.В этой цепи электроны движутся против часовой стрелки, от точки 4 к точке 3, от точки 2 к точке 1 и обратно до 4.

Теперь давайте посмотрим на другой тип схемы, параллельную конфигурацию:

Опять же, у нас есть три резистора, но на этот раз они образуют более одного непрерывного пути для прохождения электронов. Есть один путь от 8 к 7, от 2 к 1 и снова к 8. Еще один — от 8 до 7, от 6 до 3, до 2, до 1 и снова до 8. И затем есть третий путь от 8 до 7 до 6 до 5 до 4 до 3 до 2 к 1 и снова обратно к 8.Каждый отдельный путь (через ₁ рэнд, ₂ рэнд и ₃ рэнд) называется ветвью .

Определяющей характеристикой параллельной цепи является то, что все компоненты подключены между одним и тем же набором электрически общих точек. Глядя на схематическую диаграмму, мы видим, что все точки 1, 2, 3 и 4 электрически общие. То же самое с точками 8, 7, 6 и 5. Обратите внимание, что все резисторы, а также батарея подключены между этими двумя наборами точек.

И, конечно же, сложность не ограничивается простыми последовательностями и параллелями! У нас также могут быть цепи, которые представляют собой комбинацию последовательной и параллельной цепи:

В этой схеме у нас есть два контура для прохождения электронов: один от 6 до 5, до 2, до 1 и снова обратно к 6, а другой от 6 до 5, до 4, до 3, до 2, до 1 и снова обратно до 6.Обратите внимание, как оба текущих пути проходят через R ₁ (от точки 2 до точки 1). В этой конфигурации мы бы сказали, что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, а R ₁ — последовательно с параллельной комбинацией R ₂ и R ₃ .

Это всего лишь предварительный обзор того, что будет в будущем. Не волнуйся! Мы рассмотрим все эти схемы подробно, по очереди!

Изучите основные идеи последовательного и параллельного подключения

Основная идея «последовательного» соединения заключается в том, что компоненты соединяются встык в линию, образуя единый путь для прохождения электронов:

С другой стороны, основная идея «параллельного» соединения состоит в том, что все компоненты подключаются друг к другу через выводы.В чисто параллельной схеме никогда не может быть более двух наборов электрически общих точек, независимо от того, сколько компонентов подключено. Есть много путей для прохождения электронов, но только одно напряжение на всех компонентах:

имеют очень разные электрические свойства.