Como conectar lâmpadas em série e em paralelo

Todos os dias usamos fontes de luz. As lâmpadas nas fontes são conectadas em série ou em paralelo. Cada método tem características próprias e é eficaz em situações específicas.

É possível conectar lâmpadas em paralelo

Este tipo de conexão é o mais eficiente. A lâmpada está conectada à fase e zero. Ao conectar duas ou mais lâmpadas, os fios de alimentação de tensão podem ser torcidos.

Mas, mais frequentemente, todas as cargas são conectadas a um cabo comum. A conexão paralela pode ser viga ou stub. Na primeira opção, um cabo separado é conectado a cada lâmpada. Na segunda, fase e zero são alimentados à primeira fonte de luz, o restante dos dispositivos é parcialmente alimentado.

Conectando cargas à rede.

Ao usar lâmpadas halógenas com transformador, deve-se lembrar que elas são conectadas ao enrolamento secundário do conversor usando blocos de terminais.

A conexão paralela pode suavizar um pouco as deficiências do equipamento de iluminação, reduzir a cintilação das lâmpadas fluorescentes. Um capacitor é adicionado ao circuito para mudar a fase de todos os elementos do circuito.

Regras para conectar lâmpadas

Ao conectar lâmpadas, você deve seguir as regras. Considere conexões seriais e paralelas.

Sequencial

Uma conexão serial envolve a conexão a uma rede de 220 V para que a mesma corrente flua por todos os elementos do circuito. Neste caso, a distribuição das quedas de tensão é proporcional às resistências internas das cargas. O poder também é distribuído proporcionalmente.

Ao usar uma conexão em série com um interruptor comum, os iluminadores não queimarão com força total. Ao conectar lâmpadas de diferentes potências, um dispositivo com maior resistência terá um brilho mais forte.

O diagrama de uma conexão serial padrão é mostrado na figura abaixo.

Diagrama de conexão serial.

Paralelo

Distingue-se pelo fornecimento de tensão de rede total para cada lâmpada. A corrente será diferente, dependendo da resistência do dispositivo.

Diagrama de conexão paralela.

Os condutores são levados aos soquetes das lâmpadas da mesma maneira, às vezes de acordo com o princípio do barramento, quando todas as cargas são conectadas a uma linha comum.

Você pode conectar tantas lâmpadas a uma fonte. O switch funciona da mesma forma que na conexão em série.

Prós e contras da conexão paralela

Prós:

• se um elemento falhar, o resto continuará funcionando;
• o circuito fornece a luz mais brilhante possível, pois a tensão total é aplicada a cada dispositivo;
• quantos fios você quiser podem ser retirados de uma lâmpada para conectar cargas adicionais (será necessário um zero e um número específico de fases);
• adequado para dispositivos elétricos de economia de energia.

Esquema de conexão de uma lâmpada economizadora de energia a um reator eletrônico.

Praticamente não há desvantagens, exceto por um grande número de condutores em um sistema extenso com muitas lâmpadas.

Inscrição

Na vida cotidiana, uma conexão paralela é muito comum. Por exemplo, guirlandas de árvores de Natal, onde todas as lâmpadas têm o brilho máximo do brilho.

Ao conectar, você pode criar iluminação interna de qualquer comprimento. Substituir um elemento queimado é fácil. Duas luminárias de 60 W podem ser trocadas por uma lâmpada de 10 W sem comprometer o desempenho da iluminação. Esta propriedade do circuito é usada por eletricistas experientes para identificar a fase em redes trifásicas.

Lâmpadas de halogênio e dispositivos incandescentes não apenas dão um brilho intenso, mas também aquecem o ambiente. Por esta razão, são frequentemente utilizados em garagens, hangares ou oficinas para aquecimento de ambientes. Para isso, conecte os dispositivos à rede, colocando-os em um bloco de metal. O design aquece até 60 graus e mantém uma temperatura confortável na sala. No entanto, a alta potência leva à queima frequente das lâmpadas.

Vídeo relacionado: O QUE É CONEXÃO EM SÉRIE E PARALELA

A conexão paralela é usada em luzes de tira, lustres, iluminação pública. Ao mesmo tempo, cada lâmpada pode ser controlada separadamente, o que aumenta a conveniência de usar uma rede comum. Só é necessário montar o número necessário de comutadores no sistema.

Em casas e apartamentos, não apenas dispositivos de iluminação, mas também vários equipamentos são conectados à rede em paralelo.

Ao criar luminárias com elementos LED, muitas vezes é usada uma conexão mista com base em um circuito de carga em série, seguida de sua conexão paralela com a mesma cadeia.

Aconselhamos que você veja: Como entender se deve conectar lâmpadas ou cargas em série ou em paralelo

Um exemplo de cálculo da conexão de lâmpadas de diferentes potências

Para entender as diferenças, basta conhecer a lei de Ohm e outras leis elétricas simples.

Suponha que haja uma lâmpada incandescente para uma tensão de 220 volts. Na frequência de 50 Hz, é uma resistência puramente ativa, por isso é mais conveniente lidar com problemas iniciais com ela. Se a lâmpada tiver uma potência de 100 watts, quando conectada à rede, a corrente fluirá através dela I=P/U=100 watts/220 volts=0,5 A (aproximadamente o suficiente para o raciocínio). Vai cair a tensão total da rede 220 volts. Você pode calcular a resistência de um fio: R \u003d U / I \u003d 220 volts / 0,5 amperes \u003d 400 ohms (aproximadamente).

Se você conectar uma segunda lâmpada semelhante em paralelo com a primeira, é óbvio que toda a tensão da rede será aplicada a cada lâmpada. O ícone de corrente consumida se ramificará em dois fluxos e uma corrente fluirá através de cada lâmpada I=U/R=220 volts/400 ohms=0,5 amperes. A corrente consumida será igual à soma de duas correntes (como diz a primeira lei de Kirchhoff) e será de 1 A. Como resultado, ambas as lâmpadas estarão sob tensão total da rede, a corrente nominal fluirá através delas e o total luminoso fluxo será igual a duas vezes o fluxo de uma lâmpada.

Ligação em série e em paralelo de fontes luminosas de igual potência.

Se duas lâmpadas idênticas forem conectadas em série, a tensão da rede será dividida entre elas e cerca de 110 volts cairão em cada uma.A resistência total do circuito será Rtot=400+400=800 Ohm, e a corrente através de cada lâmpada (quando conectada em série, é a mesma para cada elemento) será Ilamps \u003d U / Rtotal \u003d 220 volts / 800 Ohms \u003d 0,25 A. O resultado é:

• apenas metade da tensão da rede cai em cada lâmpada;
• Uma corrente flui através de cada lâmpada, reduzida do nominal em 2 vezes.

Para estimar o fluxo luminoso das lâmpadas incandescentes para este caso, você pode usar a lei de Joule-Lenz. O brilho das lâmpadas incandescentes é realizado aquecendo o filamento. Por um período de tempo t, o fio liberará a quantidade de calor Q=I²*R*t=U*I*t. A corrente será reduzida pela metade, a tensão em uma lâmpada também será reduzida pela metade. Assim, podemos esperar uma diminuição no fluxo luminoso em 2*2=4 vezes. Para duas lâmpadas, o fluxo diminuirá pela metade em relação a uma lâmpada no modo nominal. Ou seja, quando conectadas em série, duas lâmpadas brilharão cerca de duas vezes mais fracas que uma.

O problema pode ser resolvido usando lâmpadas com uma tensão de operação duas vezes menor que a tensão da rede.. Se você usar duas fontes de luz de cem watts para uma tensão de 127 volts, 220 volts serão divididos pela metade e cada lâmpada operará no modo nominal, o fluxo luminoso dobrará em comparação com uma lâmpada da mesma potência. Mas isso não elimina a principal desvantagem de tal esquema - se um dispositivo de iluminação falhar, o circuito quebra e a segunda lâmpada também para de brilhar.

Todos os itens acima se aplicam a lâmpadas com a mesma potência. Se a potência das luminárias for visivelmente diferente, os seguintes efeitos ocorrem nos circuitos. Deixe uma lâmpada de 220 volts ter uma potência de 70 watts, a outra 140.

Então a corrente nominal do primeiro I1=P/U=70/220=0,3 amperes (arredondado), o segundo - I2=140/220=0,7 amp. Resistência do filamento de uma lâmpada menos potente R1=U/I=220/0,3=700 ohms, segundo - R2=220/0,7=300 ohms.

Uma lâmpada com mais potência corresponde a uma menor resistência do filamento.

Conexão paralela e em série de fontes de luz de diferentes potências.

Quando conectado em paralelo, a tensão em ambos os dispositivos será igual, cada lâmpada terá sua própria corrente. O consumo total de corrente é igual à soma de duas correntes Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 ampere. Cada lâmpada opera em modo nominal e consome sua própria corrente.

Quando conectado em série, a corrente será limitada pela resistência Rtot=300+700=1000 Ohm e será igual I=U/R=220/1000=0,2A. A tensão será distribuída proporcionalmente à resistência do fio (potência). Em uma lâmpada de 140 watts, será 1/3 de 220 volts - aproximadamente 70 volts. Em uma lâmpada de baixa potência - 2/3 de 220 volts. Ou seja, cerca de 140 volts. Ambas as lâmpadas brilharão com uma curta duração devido à diminuição da tensão e da corrente, mas o modo para elas será leve. Outra coisa é se as lâmpadas forem usadas na metade da tensão da rede. Em uma lâmpada de menor potência, a tensão será maior que a permitida, e a diferença será tanto maior quanto maior for a diferença de potência. Tal lâmpada logo estará fora de serviço. E esta é outra desvantagem da inclusão sequencial de lâmpadas. Portanto, essa conexão raramente é usada na prática. Uma exceção é a conexão em série de lâmpadas fluorescentes. Acredita-se que com este esquema funcionem de forma mais estável.

Conexão serial de fontes de luz fluorescente. Os starters aqui também são classificados em 127 volts.

Resumindo as diferenças entre conexão paralela e conexão serial:

• quando conectados em paralelo, a tensão em todos os consumidores é a mesma, a corrente é distribuída proporcionalmente à potência das lâmpadas (se a potência for a mesma, as correntes serão iguais), o consumo total de corrente é igual ao soma das correntes de todas as lâmpadas;
• quando conectado em série, a corrente através de todas as lâmpadas será a mesma, é determinada pela resistência total do circuito (e será menor que a corrente da lâmpada de menor potência), a tensão nos consumidores será distribuída proporcionalmente à potência das lâmpadas (se for a mesma, as tensões serão iguais).

Usando esses princípios, você pode analisar a operação de qualquer circuito.

Como evitar erros

É necessário conectar aparelhos elétricos à rede em conformidade com as regras de engenharia elétrica. Os recursos de conexão não são óbvios e podem ser incompreensíveis para pessoas distantes do assunto.

É importante considerar:

1. Cada tipo de conexão possui características associadas à lei de Ohm. Em uma conexão em série, a corrente é igual em todas as partes do circuito, enquanto a tensão depende da resistência. Em uma conexão paralela, a tensão é a mesma e a força total da corrente é a soma dos valores das seções individuais.
2. Qualquer circuito não deve ser sobrecarregado, isso pode levar à operação instável dos dispositivos e danos aos condutores.
3. Em uma conexão paralela, a seção transversal dos fios deve corresponder à carga aplicada, caso contrário, o superaquecimento dos condutores é inevitável, seguido pelo derretimento do enrolamento e um curto-circuito.
4. Uma fase é fornecida ao interruptor, zero vai para o dispositivo de iluminação. O não cumprimento desta regra pode resultar em choque elétrico ao substituir a lâmpada, pois o aparelho fica energizado mesmo quando desligado.
5. O fio principal da lâmpada está conectado a um contato comum. Se estiver conectado a uma torneira, apenas parte do circuito funcionará.
6. Antes de instalar o switch, é melhor marcar os fios com antecedência. Durante a instalação, será fácil conectar os condutores com o mesmo nome entre si.

O não cumprimento das recomendações pode causar operação instável do equipamento de iluminação, queima rápida das lâmpadas e causar ferimentos graves com risco de vida.