Comment connecter des ampoules en série et en parallèle
Chaque jour, nous utilisons des sources lumineuses. Les lampes des sources sont connectées en série ou en parallèle. Chaque méthode a ses propres caractéristiques et est efficace dans des situations spécifiques.
Est-il possible de connecter des ampoules en parallèle
Ce type de connexion est le plus efficace. La lampe est connectée à la phase et au zéro. Lors de la connexion de deux lampes ou plus, les fils d'alimentation en tension peuvent être torsadés.
Mais le plus souvent, toutes les charges sont attachées à un câble commun. La connexion parallèle peut être une poutre ou un tronçon. Dans la première option, un câble séparé est connecté à chaque lampe. Dans le second, la phase et le zéro sont alimentés à la première source lumineuse, le reste des appareils est partiellement alimenté.
Lors de l'utilisation de lampes halogènes avec un transformateur, il ne faut pas oublier qu'elles sont connectées à l'enroulement secondaire du convertisseur à l'aide de borniers.
La connexion parallèle peut quelque peu atténuer les lacunes des équipements d'éclairage, réduire le scintillement des lampes fluorescentes. Un condensateur est ajouté au circuit pour décaler la phase de tous les éléments du circuit.
Règles de connexion des ampoules
Lors de la connexion des lampes, vous devez suivre les règles. Considérez les connexions série et parallèle.
Séquentiel
Une connexion en série consiste à se connecter à un réseau 220 V afin que le même courant circule dans tous les éléments du circuit. Dans ce cas, la répartition des chutes de tension est proportionnelle aux résistances internes des charges. La puissance est également distribuée proportionnellement.
Lors de l'utilisation d'une connexion en série avec un interrupteur commun, les illuminateurs ne brûleront pas à pleine puissance. Lors de la connexion de lampes de différentes puissances, un appareil avec une résistance plus élevée aura une lueur plus brillante.
Le schéma d'une connexion série standard est illustré dans la figure ci-dessous.
Parallèle
Il se distingue par la fourniture de la pleine tension secteur à chaque lampe. Le courant sera différent en fonction de la résistance de l'appareil.
Les conducteurs sont amenés aux douilles de la lampe de la même manière, parfois selon le principe du bus, lorsque toutes les charges sont connectées à une ligne commune.
Vous pouvez connecter autant d'ampoules à une alimentation. L'interrupteur fonctionne de la même manière qu'en connexion série.
Avantages et inconvénients de la connexion parallèle
Avantages:
- si un élément tombe en panne, le reste continuera à fonctionner ;
- le circuit donne la lumière la plus brillante possible, puisque la pleine tension est appliquée à chaque appareil ;
- autant de fils que vous le souhaitez peuvent être prélevés sur une lampe pour connecter des charges supplémentaires (un zéro et un nombre spécifique de phases seront nécessaires);
- adapté aux appareils électriques économes en énergie.
Il n'y a pratiquement aucun inconvénient, à l'exception d'un grand nombre de conducteurs dans un système étendu avec de nombreuses lampes.
Application
Dans la vie de tous les jours, une connexion parallèle est très courante. Par exemple, les guirlandes d'arbres de Noël, où toutes les ampoules ont la luminosité maximale de la lueur.
En vous connectant, vous pouvez créer un éclairage intérieur de n'importe quelle longueur. Remplacer un élément brûlé est facile. Deux luminaires de 60 W peuvent être remplacés par une lampe de 10 W sans compromettre les performances d'éclairage. Cette propriété du circuit est utilisée par les électriciens expérimentés pour identifier la phase dans les réseaux triphasés.
Les lampes halogènes et les appareils à incandescence donnent non seulement une lueur brillante, mais réchauffent l'environnement. Pour cette raison, ils sont souvent utilisés dans les garages, les hangars ou les ateliers pour le chauffage des locaux. Pour ce faire, connectez les appareils au réseau en les plaçant dans un bloc métallique. La conception se réchauffe jusqu'à 60 degrés et maintient une température confortable dans la pièce. Cependant, une puissance élevée entraîne un épuisement fréquent des lampes.
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La connexion parallèle est utilisée dans les bandes lumineuses, les lustres, l'éclairage public. Dans le même temps, chaque lampe peut être contrôlée séparément, ce qui augmente la commodité d'utilisation d'un réseau commun. Il suffit de monter le nombre requis de commutateurs dans le système.
Dans les maisons et les appartements, non seulement les appareils d'éclairage, mais également divers équipements sont connectés au réseau en parallèle.
Lors de la création de luminaires avec des éléments LED, une connexion mixte est souvent utilisée sur la base d'un circuit de charge en série, suivie de sa connexion parallèle avec la même chaîne.
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Un exemple de calcul de la connexion de lampes de puissance différente
Pour comprendre les différences, il suffit de connaître la loi d'Ohm et d'autres lois électriques simples.
Supposons qu'il y ait une ampoule à incandescence pour une tension de 220 volts. À une fréquence de 50 Hz, il s'agit d'une résistance purement active, il est donc plus pratique de traiter les problèmes initiaux avec elle. Si la lampe a une puissance de 100 watts, alors lorsqu'elle est branchée sur le réseau, le courant la traversera I=P/U=100 watts/220 volts=0,5 A (approximativement suffisant pour le raisonnement). Il fera chuter la pleine tension du réseau 220 volts. Vous pouvez calculer la résistance d'un fil : R \u003d U / I \u003d 220 volts / 0,5 ampère \u003d 400 ohms (approximativement).
Si vous connectez une deuxième ampoule similaire en parallèle avec la première, il est évident que la totalité de la tension secteur sera appliquée à chaque lampe. L'icône de courant consommé se divisera en deux flux et un courant circulera à travers chaque ampoule I=U/R=220 volts/400 ohms=0,5 ampères. Le courant consommé sera égal à la somme de deux courants (comme le dit la première loi de Kirchhoff) et sera de 1 A. En conséquence, les deux lampes seront sous pleine tension secteur, le courant nominal les traversera et le total lumineux le flux sera égal au double du flux d'une lampe.
Si deux lampes identiques sont connectées en série, la tension du secteur sera divisée entre elles et environ 110 volts tomberont sur chacune.La résistance totale du circuit sera Rtot=400+400=800 Ohm, et le courant à travers chaque lampe (lorsqu'il est connecté en série, il est le même pour chaque élément) sera Lampes \u003d U / Rtotal \u003d 220 volts / 800 Ohms \u003d 0,25 A. Le résultat est:
- seulement la moitié de la tension secteur chute sur chaque lampe ;
- Un courant traverse chaque lampe, réduit de 2 fois le nominal.
Pour estimer le flux lumineux des lampes à incandescence pour ce cas, vous pouvez utiliser la loi Joule-Lenz. La lueur des lampes à incandescence est réalisée en chauffant le filament. Pendant une période de temps t, le fil va libérer la quantité de chaleur Q=je2*R*t=U*I*t. Le courant sera divisé par deux, la tension sur une lampe sera également divisée par deux. On peut donc s'attendre à une diminution du flux lumineux dans 2*2=4 fois. Pour deux lampes, le flux diminuera de moitié par rapport à une lampe en mode nominal. Autrement dit, lorsqu'elles sont connectées en série, deux ampoules brilleront environ deux fois plus faiblement qu'une seule.
Le problème peut être résolu en utilisant des lampes avec une tension de fonctionnement deux fois inférieure à la tension du secteur.. Si vous utilisez deux sources lumineuses de cent watts pour une tension de 127 volts, alors 220 volts seront divisés en deux, et chaque lampe fonctionnera en mode nominal, le flux lumineux doublera par rapport à une lampe de même puissance. Mais cela ne supprime pas le principal inconvénient d'un tel schéma - si un appareil d'éclairage tombe en panne, le circuit se coupe et la deuxième lampe cesse également de briller.
Tout ce qui précède s'applique aux lampes de même puissance. Si la puissance des luminaires est sensiblement différente, les effets suivants se produisent dans les circuits. Laissez une lampe de 220 volts avoir une puissance de 70 watts, l'autre de 140.
Ensuite, le courant nominal du premier I1=P/U=70/220=0,3 ampères (arrondi), le deuxième - I2=140/220=0,7 A. Résistance du filament d'une lampe moins puissante R1=U/I=220/0.3=700 ohms, deuxième - R2=220/0.7=300 ohms.
Une lampe avec plus de puissance correspond à une résistance de filament plus faible.
Lorsqu'il est connecté en parallèle, la tension sur les deux appareils sera égale, chaque lampe aura son propre courant. La consommation totale de courant est égale à la somme de deux courants Ipotr \u003d 0,3 + 0,7 \u003d 1 ampère. Chaque lampe fonctionne en mode nominal et consomme son propre courant.
Lorsqu'il est connecté en série, le courant sera limité par la résistance Rtot=300+700=1000 Ohm et sera égal I=U/R=220/1000=0,2 A. La tension sera répartie proportionnellement à la résistance du fil (puissance). Sur une lampe de 140 watts, ce sera 1/3 de 220 volts - environ 70 volts. Sur une lampe à faible puissance - 2/3 de 220 volts. Soit environ 140 volts. Les deux lampes brilleront pendant une courte durée en raison d'une diminution de la tension et du courant, mais leur mode sera léger. Une autre chose est si les lampes sont utilisées à la moitié de la tension du secteur. Sur une lampe de puissance inférieure, la tension sera supérieure à celle autorisée, et la différence sera d'autant plus grande que la différence de puissance sera grande. Une telle lampe sera bientôt hors d'usage. Et c'est un autre inconvénient de l'inclusion séquentielle des lampes. Par conséquent, une telle connexion est rarement utilisée dans la pratique. Une exception est la connexion en série des lampes fluorescentes. On pense qu'avec ce schéma, ils fonctionnent de manière plus stable.
Résumant les différences entre la connexion parallèle et la connexion série :
- lorsqu'ils sont connectés en parallèle, la tension sur tous les consommateurs est la même, le courant est réparti proportionnellement à la puissance des lampes (si la puissance est la même, alors les courants seront égaux), la consommation totale de courant est égale à la somme des courants de toutes les lampes ;
- lorsqu'il est connecté en série, le courant à travers toutes les lampes sera le même, il est déterminé par la résistance totale du circuit (et sera inférieur au courant de la lampe la moins alimentée), la tension aux consommateurs sera distribuée proportionnellement à la puissance des lampes (si c'est la même, alors les tensions seront égales).
En utilisant ces principes, vous pouvez analyser le fonctionnement de n'importe quel circuit.
Comment éviter les erreurs
Il est nécessaire de connecter les appareils électriques au réseau dans le respect des règles de l'électrotechnique. Les fonctions de connexion ne sont pas évidentes et peuvent être incompréhensibles pour les personnes éloignées du sujet.
Il est important de considérer :
- Chaque type de connexion a des caractéristiques associées à la loi d'Ohm. Dans une connexion en série, le courant est égal dans toutes les parties du circuit, tandis que la tension dépend de la résistance. Dans une connexion parallèle, la tension s'avère être la même et l'intensité totale du courant est la somme des valeurs des sections individuelles.
- Aucun circuit ne doit être surchargé, cela peut entraîner un fonctionnement instable des appareils et endommager les conducteurs.
- Dans une connexion en parallèle, la section des fils doit correspondre à la charge appliquée, sinon une surchauffe des conducteurs est inévitable, suivie d'une fusion de l'enroulement et d'un court-circuit.
- Une phase est fournie à l'interrupteur, zéro va au dispositif d'éclairage. Le non-respect de cette règle peut entraîner un choc électrique lors du remplacement de la lampe, car l'appareil est sous tension même lorsqu'il est éteint.
- Le fil principal de la lampe est connecté à un contact commun. S'il est connecté à un robinet, seule une partie du circuit fonctionnera.
- Avant d'installer l'interrupteur, il est préférable de marquer les fils à l'avance. Lors de l'installation, il sera facile de connecter les conducteurs du même nom entre eux.
Le non-respect des recommandations peut entraîner un fonctionnement instable de l'équipement d'éclairage, un épuisement rapide des lampes et entraîner des blessures graves avec un danger de mort.
