Параллельное подключение лампочек и последовательное соединение: как правильно подключить лампы и светильники параллельно или последовательно

Варианты соединений

Чтобы выполнить последовательное соединение светодиодов на 220В, воспользуйтесь схемой ниже.

В данном случае в большей степени ограничивает ток конденсатор С1, он играет роль реактивного сопротивления. Подробнее о расчете конденсатора мы писали в статье. Для получения необходимого значения емкости конденсатора воспользуйтесь онлайн калькулятором:

Так вы можете подключить даже один светодиод.

Если вы хотите собрать схему последовательного соединения светодиодов на 100 вольт постоянного напряжения, в цепь нужно включить порядка 30 светодиодов. Тогда необходимое напряжение будет порядка 90 вольт. Расчёт резистора выполнить по формуле в предыдущих разделах статьи.

Конденсатор нужен для сглаживания пульсаций тока, резистор стоящий параллельно – для разряда конденсатора после отключения прибора, в целях безопасности. Если источник питания достаточно стабилизирован их можно исключить.

Смешанное соединение проводников

Как правило, в электпроводке используют параллельное и последовательное соединения одновременно. Такой способ подключения проводов называется смешанным или комбинированным. При построении первоначальной схемы питания в помещении, где указывается число и расположения точек питания (розеток, выключателей, трансформаторов), учитывают необходимость каждого из типов подключения на разных участках.

Электрическая проводка редко состоит из простых элементов. Зачастую получается сложная схема из множества разных участков и соединений

Поэтому при составлении плана важно разобраться в преимуществах и недостатках типов подсоединения проводов, чтобы оптимально использовать каждый. Для этого схему разбивают по участкам и в каждом конкретном случае подбирают собственный метод врезки проводов

Типы ламп и выключателей

Перед тем как перейти непосредственно к монтажу, нужно чётко понимать, что существует несколько типов лампочек, которые подключаются к сети как напрямую, так и через пускорегулирующую или же выпрямительно-понижающую аппаратуру. В любом случае каждая из них имеет своё рабочее напряжение и мощность, от которой соответственно зависит и ток.

Виды источников искусственного света, часто применяемых в быту:

Накаливания и галогенные, принцип работы одинаков только в одних находится вакуум, а в других специальные пары галогена, увеличивающие срок службы.
Люминесцентные, а также их разновидность, так называемые экономки и натриевые.
Светодиодные, работающие на LED системах и на особенности полупроводникового диода излучать световой поток.

Основные виды выключателей света, предназначенные для управления освещением, можно разделить на:

Одноклавишные, двухклавишные, трехклавишные и т.д.
Проходные и перекрестные.

Каждый тип ламп имеет свои особенности и схемы соединения, даже если они подключены к одному и тому же выключателю.

Параллельное соединение

В цепях, соединенных параллельно, к каждому из элементов прикладывается полное напряжение источника питания. При этом ток, протекающий через каждую из ветвей, зависит только от ее сопротивления. Провода от каждого патрона соединены между собой обоими концами.

если одна лампа перегорит – остальные продолжат выполнять свои функции;
каждая из цепей светит в полный накал независимо от своей мощности, потому что к каждой приложено полное напряжение;
можно вывести из светильника три, четыре и больше проводов (ноль и нужное количество фаз к выключателю) и включать нужное количество ламп или группу;
работают энергосберегающие лампочки.

Чтобы включать свет по группам, соберите такую схему либо в корпусе светильника, либо в распределительной коробке.

Каждая из ламп включается своим выключателем, их в этом случае три, а включены две.

Применение

В быту параллельное соединение встречается очень часто. Например елочные гирлянды, где все лампочки имеют максимальную яркость свечения.

Подключением можно создавать интерьерную подсветку любой длины. Замена сгоревшего элемента делается легко. Два прибора по 60 Вт можно поменять на одну лампу мощностью 10 Вт без ущерба для параметров освещенности. Это свойство цепи используется опытными электриками для выявления фазы в трехфазных сетях.

Галогенные лампы и приборы накаливания не только дают яркое свечение, но нагревают окружающую среду. По этой причине их часто используют в гаражах, ангарах или мастерских для отапливания помещений. Для этого подключают приборы к сети, размещая в металлическом блоке. Конструкция прогревается до 60 градусов и поддерживает комфортную температуру в помещении. Однако высокие мощности приводят к частому перегоранию ламп.

Видео по теме: ЧТО ТАКОЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Параллельное подключение применяется в ленточных подсветках, люстрах, уличном освещении. Каждой лампой при этом можно управлять отдельно, что повышает удобство использования общей сети. Надо лишь вмонтировать в систему нужное количество выключателей.

В домах и квартирах параллельно подключаются к сети не только приборы освещения, но и различная аппаратура.

Советуем посмотреть: Как понять — последовательно или параллельно соединить лампы или нагрузку

Схема с одноклавишным выключателем

Всё абсолютно аналогично, только в этом случае в распределительную коробку приходят четыре двухжильных провода – один из питающей сети, второй от одноклавишного выключателя, и два от лампочек.

В коробке производятся следующие соединения:

нулевая жила сетевого провода соединяется с нулевыми жилами ламп накаливания;
фазная жила сетевого провода соединяется с жилой, идущей на вход выключателя;
жила от выходящего контакта выключателя соединяется с двумя фазными жилами лампочек.

Такая схема применяется, когда лампы накаливания установлены в разных направлениях. Если в одном направлении, то для экономии провода, вторую лампочку можно подключить от патрона первой.

Как видите, ничего сложного нет. Если вы мало-мальски знакомы с электротехникой и физикой, то вполне сможете самостоятельно подключить две лампочки на один выключатель.

Преимущества и недостатки параллельного подключения

Вид лампы	Преимущества	Недостатки
Накаливания галогеновые, люминесцентные	Возможно подключить к сети любое количество светильников по щлейфной схеме

Перегорание отдельного элемента лучевой модели не влияет на работу остальных

Накал полный на всех лампочках

Можно подключить люстру с несколькими лампами

Немного соединительных контактов

Повышение стоимости при использовании лучевой схемы за счет большого расхода кабеля и необходимости в клеммной колодке

При щлейфной модели нарушение одного соединения мешает работе остальных

Светодиодная
Можно соединить некоторое количество диодов, если их суммарная мощность не превышает мощность источника питания

При перегорании отдельного источника остальные работают

Схема не работает, если диоды подсоединяются через один резистор

Конструкция громоздкая и дорогая из-за большого количества деталей

При выходе из строя отдельного элемента на остальных увеличивается нагрузка

Подготовка материалов и деталей

Начинать подготовку следует с выбора конструкции и технологии. Необходимо решить, как сделать светильник из светодиодной ленты своими руками, определиться с его формой, размерами и прочими параметрами. Только после этого можно будет подсчитать количество материалов, определиться с инструментами и прочими нужными элементами. В любом случае понадобится:

светодиодная лента;
блок питания;
паяльник;
ножницы;
клей;
изолента.

Для изготовления своими руками светильника также потребуется опорная конструкция, несущий элемент, на который будет крепиться светодиодная лента. Этот вопрос также должен быть решен заранее, на стадии проектирования.

Форма светильника может быть разной. Особенность светодиодной ленты состоит в гибкости, способности устанавливаться как на плоскую, так и на криволинейную поверхность. Возможно создание подвесной линейной конструкции, настенный или настольный вариант.

Поскольку нужно лишь в установке светодиодной ленты на определенную опорную систему, то основной задачей становится выбор того или иного вида конструкции или дизайна. Большинство пользователей обходятся подручными материалами, но существуют и более сложные изделия, когда из светодиодной ленты делают люстру, изготавливают светильник, напоминающий отдельную лампочку и т.п.

Для них также требуются исходные детали или материалы, которые необходимо приготовить заранее. Форма или конструкция опорной части принципиального значения не имеет, но одно правило следует учитывать в обязательном порядке: поскольку светодиодная лента чувствительна к температуре, опорный элемент должен являться также радиатором, эффективно отводящим тепловую энергию. Оптимальным вариантом является самодельный корпус из массивных металлических деталей, хромированных мебельных труб и прочих подобных предметов.

Что делать если нет готовой светодиодной ленты

Отсутствие светодиодной ленты не обязательно ставит крест на всей затее. Ее можно изготовить самостоятельно, используя для этого определенное количество обычных светодиодов. Способов изготовления может быть много, рассмотрим наиболее простой и удобный. Понадобятся:

светодиоды с рабочим напряжением 3 В;
полоски гетинакса или иного, менее жесткого пластика с хорошей теплопроводностью;
прозрачная термоусадочная трубка;
пластиковая бутылка, желательно зеленого цвета;
провода, паяльник и припой.

Порядок действий:

На полосках гетинакса шириной 1 см по всей длине сверлят отверстия, куда будут вставлены корпуса светодиодов. Расстояние между центрами выбирается таким, чтобы на элементы равномерно размещались по длине и не слишком отдалялись друг от друга (размещение с шагом 3 см выглядит достаточно привлекательно). После установки контакты соединяются между собой (если их длины не хватает, наращивают тонким проводом), на лицевую сторону полосок укладываются полосы пластика такой же ширины, нарезанные из бутылок

Они играют роль светофильтра и хороши при использовании прозрачных (бесцветных) светодиодов

Затем аккуратно натягивают прозрачную термоусадку и, осторожно нагревая ее, обтягивают получившуюся светодиодную ленту, обеспечивая качественную защиту от влаги. Получившиеся отрезки соединяют в группу из 4 параллельных элементов, чтобы можно было использовать стандартный 12-вольтный источник

Остается только подключить блок питания и установить светильник в отведенное место.

Виды ламп для использования дома

Ламповый прогресс не отстает от выключателей. Их многообразие также впечатляет.

Приобретая энергосберегающую лампочку, стоит ориентироваться на известные бренды – ведь она должна быть не только эффективной, но и служить как можно дольше

Но и здесь определяются некоторые более ходовые виды:

Лампы накаливания – укоренившиеся домашние источники света в округлой стеклянной колбе с вакуумом и вольфрамовой спиралью внутри.
Лампы галогенные – те же лампы накаливания, наполненные специальным газом. Он повышает сроки службы, минимизирует размеры их колб. Недостаток – при установке нельзя трогать стекло колбы руками.
Лампы люминесцентные дневного света – распространенные в домашних условиях не очень, но тоже традиционные световые устройства (далее просто «лампы дневного света»).
Лампы энергосберегающие светодиодные, исходя из названия, используют свечение групп светодиодов. Могут закрепляться в обычные вкручивающиеся патроны (далее просто «светодиодные лампы»).

Энергосберегающие люминесцентные лампочки все больше подменяют привычные. Принцип работы подобен действию ламп дневного света. Вкручиваются, как лампы накаливания (далее просто «энергосберегающие лампы»).

Типы ламп и выключателей

Виды источников искусственного света, часто применяемых в быту:

Накаливания и галогенные, принцип работы одинаков только в одних находится вакуум, а в других специальные пары галогена, увеличивающие срок службы.
Люминесцентные, а также их разновидность, так называемые экономки и натриевые.
Светодиодные, работающие на LED системах и на особенности полупроводникового диода излучать световой поток.

Основные виды выключателей света, предназначенные для управления освещением, можно разделить на:

Одноклавишные, двухклавишные, трехклавишные и т.д.
Проходные.

Лампочки, соединенные параллельно

Параллельное соединение может быть лучевым и шлейфным:

первый вариант предполагает подсоединение отдельного двухжильного или трёхжильного кабеля на каждый источник света;
второй вариант заключается в подсоединения «фазы» и «нейтрали» от щитка к первому источнику света и далее, кроме последнего осветительного прибора, к которому подключается по два кабеля.

Параллельное соединение лампочек

Лучевая схема является более надежной, но с большим расходом кабеля, и схождением в одной точке значительного количество электрических проводов. Шлейфное подсоединение отличается тем, что при сбое на определенном участке, все расположенные дальше светильники перестают работать.

Как правильно подключать?

При параллельном соединении светодиодов нужно пользоваться ограничительным резистором для каждого из диодов, как изображено на рисунке ниже. Это даёт возможность установить ток для каждого из элементов электрический схемы.

Схема параллельного соединения светодиодов

Ниже схема НЕ правильного подключения резистора в цепь.

Так подключать не правильно

При параллельном подключении светодиодов и любых других потребителей, напряжение на их выводах будет равным. С одной стороны это хорошо, но не для диодов. Каждый светодиод, даже набор взятый из одной партии, имеет небольшой технологический разброс параметров. Напряжение, необходимое для достижения номинального тока, может незначительно отличаться в пределах десятых долей вольта.

Выше вы видели вольт-амперную характеристику прибора и легко сделаете вывод, что незначительное превышение номинального напряжения ведет к лавинообразному росту тока и перегреву. Некоторые предлагают исключить и резистор из этой схемы, такое соединение светодиодов самое неудачное!

Общий ток в цепи равен сумме токов в каждой из ветвей параллельной цепи. Если выбирать, как соединять светодиоды для работы в цепи с повышенным напряжением (6 и более вольт), лучше использовать последовательное соединение.

Физические параметры

Важным этапом при подключении галогенных, светодиодных или люминесцентных светильников являются физические данные. Основным параметром для всех ламп можно считать омическое сопротивление, на основании которого и рассчитывается потребляемая мощность.

Для примера рассмотрим вариант подключения приборов освещения, как классической резистивной нагрузки:

Рис. 3. Параллельное включение резистивной нагрузки

Так те же нити накаливания представляют собой чисто резистивную нагрузку, поэтому мы их будем рассчитывать, как сумму резисторов R1 – R3. Для параллельных схем включения вычисление суммарного сопротивления всех устройств производится исходя из соотношения:

1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

После преобразования выражение получит вид:

Аналогичным образом вычисление производится для включения люминесцентных и светодиодных светильников. Заметьте, что при расчетах в идеальных условиях сопротивлением соединительных проводов пренебрегают. Такой прием актуален и для большинства осветительных приборов, так как величина получается несоизмеримо меньше. Однако в случае расчета слаботочных ламп или светодиодов сопротивлением проводов не всегда можно пренебречь, поэтому они также участвуют в расчетах.

Свойства и технические характеристики резисторов

Как уже отмечалось, резисторы в электрических цепях и схемах выполняют регулировочную функцию. С этой целью используется закон Ома, выраженный формулой: I = U/R. Таким образом, с уменьшением сопротивления происходит заметное возрастание тока. И, наоборот, чем выше сопротивление, тем меньше ток. Благодаря этому свойству, резисторы нашли широкое применение в электротехнике. На этой основе создаются делители тока, использующиеся в конструкциях электротехнических устройств.

Помимо функции регулировки тока, резисторы применяются в схемах делителей напряжения. В этом случае закон Ома будет выглядеть несколько иначе: U = I x R. Это означает, что с ростом сопротивления происходит увеличение напряжения. На этом принципе строится вся работа устройств, предназначенных для деления напряжения. Для делителей тока используется паралл ельное соединение резисторов, а для делителей напряжения – последовательное.

На схемах резисторы отображаются в виде прямоугольника, размером 10х4 мм. Для обозначения применяется символ R, который может быть дополнен значением мощности данного элемента. При мощности свыше 2 Вт, обозначение выполняется с помощью римских цифр. Соответствующая надпись наносится на схеме возле значка резистора. Мощность также входит в состав маркировки, нанесенной на корпус элемента. Единицами измерения сопротивления служат ом (1 Ом), килоом (1000 Ом) и мегаом (1000000 Ом). Ассортимент резисторов находится в пределах от долей ома до нескольких сотен мегаом. Современные технологии позволяют изготавливать данные элементы с довольно точными значениями сопротивления.

Важным параметром резистора считается отклонение сопротивления. Его измерение осуществляется в процентах от номинала. Стандартный ряд отклонений представляет собой значения в виде: +20, +10, +5, +2, +1% и так далее до величины +0,001%.

Большое значение имеет мощность резистора. По каждому из них во время работы проходит электрический ток, вызывающий нагрев. Если допустимое значение рассеиваемой мощности превысит норму, это приведет к выходу из строя резистора. Следует учитывать, что в процессе нагревания происходит изменение сопротивления элемента. Поэтому если устройства работают в широких диапазонах температур, применяется специальная величина, именуемая температурным коэффициентом сопротивления.

Для соединения резисторов в схемах используются три разных способа подключения — паралл ельное, последовательное и смешанное. Каждый способ обладает индивидуальными качествами, что позволяет применять данные элементы в самых разных целях.

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.

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания

Допустим, необходимо подключить параллельно два трехфазных входа (380В) от одного источника питания. У вас нет под рукой вольтметра, мультиметра или тестера. Что делать?

Ведь если смешать фазы, можно легко создать межфазное короткое замыкание! И здесь тоже поможет последовательная сборка сразу двух лампочек.

Соберите их по самой первой приведенной схеме и подключите один конец шнура питания ко входу №1. 1, другим концом поочередно касается проводов входа n. 2.

У одноименных фаз лампы не включаются (например, вход fA n. 1 — вход fA n. 2).

А с несколькими (вход fA № 1 — вход PV № 2) — они загораются.

Такой эксперимент только с одной лампой вы никогда не добьетесь успеха, так как она мгновенно взорвется от напряжения выше 380В для нее. А при последовательной сборке с двумя продуктами одинаковой мощности будет подаваться напряжение в пределах нормального диапазона. Но самое лучшее и практичное применение — использовать эту схему не для освещения, а для обогрева. То есть ваши источники света в первую очередь будут работать не как лампы, а как обогреватели.

Нечто подобное часто используется в инкубаторах.

Законы смешанного соединения

Смешанное соединение

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.

Последовательное подключение

Такую схему установки потолочных светильников своими руками реализовать достаточно просто, так как она не требует большого количества проводов. Однако последовательно можно подключить не больше шести светильников, при этом освещение будет не таким эффективным. Кроме того при последовательном подключении нарушение работы одного источника света разрывает цепь, следовательно, прекращается работы всех ламп. Чтобы восстановить работоспособность цепи, необходимо проверить каждую лампочку.

Схема подключения выглядит следующим образом: фаза последовательно обходит все приборы освещения, а на выход последней лампы подается ноль.

При решении вопроса, как подключить светодиодные светильники на потолке, следует проявлять особую осторожность и внимательность

Очень важно, чтобы фаза шла именно на выключатель и дальше на светильники. Ноль должен идти на последний элемент электрической цепи

Такая схема сделает работы светильников безопасной и надежной.

Подобная схема подключения точечных светильников используется очень редко, так как фаза постоянно обрывается на светильниках. В то же время нулевой провод остается цельным на всем протяжении от распределительной коробки до выхода последнего прибора освещения в цепочке.

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.

1 of 2

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.

Применение обеих схем в быту

Самые популярные изделия с последовательным соединением – гирлянды.

Эту модель можно использовать и для других целей:

сделать дешевую подсветку в длинном коридоре;
сэкономить на покупке лампочек из-за частого перегорания подключением дополнительной;
продлить срок эксплуатации источников света (если вместо одной на 60 Вт подключить 2 по 100 Вт).

В мастерских и гаражах мощные лампы накаливания или галогенки используют для обогрева. Два элемента по 1кВт соединяют последовательно и помещают в металлическую емкость, которую устанавливают на кирпич. Температура такого обогревателя примерно 60оС. Но следует учесть минус – лампы перегорают очень скоро.

Параллельная схема используется в помещениях любого назначения (в подсветке, люстрах), на улицах. Она позволяет включать отдельные источники света независимо от работы остальных, достаточно подключить несколько выключателей. Обычно не только светильники, но и все электроприборы в жилых домах соединяются параллельно и подключаются к бытовой сети на 220 В.

Для подключения светодиодных светильников часто используется смешанная модель. Создается несколько последовательных цепочек, которые между собой соединяются параллельно.