Cómo conectar bombillas en serie y paralelo
Todos los días usamos fuentes de luz. Las lámparas de las fuentes se conectan en serie o en paralelo. Cada método tiene sus propias características y es efectivo en situaciones específicas.
¿Es posible conectar bombillas en paralelo?
Este tipo de conexión es la más eficiente. La lámpara está conectada a fase y cero. Al conectar dos o más lámparas, los cables de alimentación de tensión se pueden torcer.
Pero más a menudo, todas las cargas están conectadas a un cable común. La conexión en paralelo puede ser viga o trozo. En la primera opción, se conecta un cable separado a cada lámpara. En la segunda, la primera fuente de luz se alimenta de fase y cero, el resto de dispositivos se alimentan parcialmente.
Al usar lámparas halógenas con un transformador, debe recordarse que están conectadas al devanado secundario del convertidor mediante bloques de terminales.
La conexión en paralelo puede suavizar un poco las deficiencias del equipo de iluminación y reducir el parpadeo de las lámparas fluorescentes. Se agrega un capacitor al circuito para cambiar la fase de todos los elementos del circuito.
Reglas para conectar bombillas.
Al conectar lámparas, debe seguir las reglas. Considere las conexiones en serie y en paralelo.
Secuencial
Una conexión en serie implica conectarse a una red de 220 V para que fluya la misma corriente por todos los elementos del circuito. En este caso, la distribución de las caídas de tensión es proporcional a las resistencias internas de las cargas. El poder también se distribuye proporcionalmente.
Cuando se utiliza una conexión en serie con un interruptor común, los iluminadores no se quemarán con toda su potencia. Al conectar lámparas de diferentes potencias, un dispositivo con mayor resistencia tendrá un brillo más brillante.
El diagrama de una conexión serie estándar se muestra en la siguiente figura.
Paralela
Se distingue por el suministro de tensión de red completa a cada lámpara. La corriente será diferente, dependiendo de la resistencia del dispositivo.
Los conductores se llevan a los portalámparas de la misma manera, a veces según el principio del bus, cuando todas las cargas están conectadas a una línea común.
Puede conectar tantas bombillas a un solo suministro. El interruptor funciona de la misma manera que en la conexión en serie.
Pros y contras de la conexión en paralelo
Ventajas:
- si un elemento falla, el resto seguirá funcionando;
- el circuito brinda la luz más brillante posible, ya que se aplica voltaje completo a cada dispositivo;
- Se pueden tomar tantos cables como desee de una lámpara para conectar cargas adicionales (se requerirá un cero y un número específico de fases);
- adecuado para dispositivos eléctricos de ahorro de energía.
Prácticamente no hay desventajas, excepto por una gran cantidad de conductores en un sistema extenso con muchas lámparas.
Solicitud
En la vida cotidiana, una conexión en paralelo es muy común. Por ejemplo, guirnaldas de árboles de Navidad, donde todas las bombillas tienen el brillo máximo del resplandor.
Al conectar, puede crear iluminación interior de cualquier longitud. Reemplazar un elemento quemado es fácil. Se pueden cambiar dos luminarias de 60 W por una lámpara de 10 W sin comprometer el rendimiento de la iluminación. Esta propiedad del circuito es utilizada por electricistas experimentados para identificar la fase en redes trifásicas.
Las lámparas halógenas y los dispositivos incandescentes no solo dan un brillo brillante, sino que también calientan el ambiente. Por este motivo, a menudo se utilizan en garajes, hangares o talleres para la calefacción de espacios. Para hacer esto, conecte los dispositivos a la red, colocándolos en un bloque de metal. El diseño se calienta hasta 60 grados y mantiene una temperatura agradable en la habitación. Sin embargo, la alta potencia conduce al agotamiento frecuente de las lámparas.
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La conexión en paralelo se utiliza en tiras de luces, candelabros, alumbrado público. Al mismo tiempo, cada lámpara se puede controlar por separado, lo que aumenta la conveniencia de usar una red común. Solo es necesario montar el número requerido de interruptores en el sistema.
En casas y apartamentos, no solo los dispositivos de iluminación, sino también varios equipos están conectados a la red en paralelo.
Al crear luminarias con elementos LED, se suele utilizar una conexión mixta basada en un circuito de carga en serie, seguido de su conexión en paralelo con la misma cadena.
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Un ejemplo de cálculo de la conexión de lámparas de diferente potencia.
Para entender las diferencias, basta con conocer la ley de Ohm y otras leyes eléctricas sencillas.
Supongamos que hay una bombilla incandescente para un voltaje de 220 voltios. A una frecuencia de 50 Hz, es una resistencia puramente activa, por lo que es más conveniente tratar los problemas iniciales con ella. Si la lámpara tiene una potencia de 100 vatios, cuando se conecte a la red, la corriente fluirá a través de ella. I=P/U=100 vatios/220 voltios=0,5 A (aproximadamente suficiente para el razonamiento). Caerá el voltaje completo de la red 220 voltios. Puedes calcular la resistencia de un hilo: R \u003d U / I \u003d 220 voltios / 0,5 amperios \u003d 400 ohmios (aproximadamente).
Si conecta una segunda bombilla similar en paralelo con la primera, entonces es obvio que se aplicará todo el voltaje de la red a cada lámpara. El icono actual consumido se ramificará en dos corrientes y una corriente fluirá a través de cada bombilla I=U/R=220 voltios/400 ohmios=0,5 amperios. La corriente consumida será igual a la suma de dos corrientes (como dice la primera ley de Kirchhoff) y será de 1 A. Como resultado, ambas lámparas estarán a plena tensión de red, por ellas circulará la corriente nominal y el total luminoso el flujo será igual al doble del flujo de una lámpara.
Si se conectan dos lámparas idénticas en serie, la tensión de la red se dividirá entre ellas y caerán aproximadamente 110 voltios en cada una.La resistencia total del circuito será Rtot=400+400=800 ohmios, y la corriente a través de cada lámpara (cuando se conectan en serie, es la misma para cada elemento) será Ilamps \u003d U / Rtotal \u003d 220 voltios / 800 ohmios \u003d 0,25 A. El resultado es:
- solo la mitad del voltaje de la red cae en cada lámpara;
- Una corriente fluye a través de cada lámpara, reducida de la nominal por 2 veces.
Para estimar el flujo luminoso de las lámparas incandescentes para este caso, puede utilizar la ley de Joule-Lenz. El brillo de las lámparas incandescentes se realiza calentando el filamento. Durante un período de tiempo t, el hilo liberará la cantidad de calor q = yo2*R*t=U*I*t. La corriente se reducirá a la mitad, el voltaje en una lámpara también se reducirá a la mitad. Entonces podemos esperar una disminución en el flujo luminoso en 2*2=4 veces. Para dos lámparas, el flujo se reducirá a la mitad en relación con una lámpara en modo nominal. Es decir, cuando se conectan en serie, dos bombillas brillarán aproximadamente el doble de atenuadas que una.
El problema se puede resolver utilizando lámparas con un voltaje de funcionamiento dos veces menor que el voltaje de la red.. Si usa fuentes de luz de doscientos vatios para un voltaje de 127 voltios, entonces 220 voltios se dividirán por la mitad, y cada lámpara funcionará en modo nominal, el flujo luminoso se duplicará en comparación con una lámpara de la misma potencia. Pero esto no elimina el principal inconveniente de dicho esquema: si falla un dispositivo de iluminación, el circuito se rompe y la segunda lámpara también deja de brillar.
Todo lo anterior se aplica a lámparas con la misma potencia. Si la potencia de los aparatos es notablemente diferente, entonces se producen los siguientes efectos en los circuitos. Deje que una lámpara de 220 voltios tenga una potencia de 70 vatios, la otra 140.
Entonces la corriente nominal de la primera I1=P/U=70/220=0,3 amperios (redondeado), el segundo - I2=140/220=0,7 amperios. Resistencia del filamento de una lámpara menos potente R1=U/I=220/0,3=700 ohmios, segundo - R2=220/0.7=300 ohmios.
Una lámpara con más potencia corresponde a una menor resistencia del filamento.
Cuando se conectan en paralelo, el voltaje en ambos dispositivos será igual, cada lámpara tendrá su propia corriente. El consumo total de corriente es igual a la suma de dos corrientes Ipotr \u003d 0.3 + 0.7 \u003d 1 amperio. Cada lámpara funciona en modo nominal y consume su propia corriente.
Cuando se conecta en serie, la corriente estará limitada por la resistencia Rtot=300+700=1000 ohmios y sera igual I=U/R=220/1000=0,2 A. El voltaje se distribuirá en proporción a la resistencia del hilo (potencia). En una lámpara de 140 vatios, será 1/3 de 220 voltios, aproximadamente 70 voltios. En una lámpara de baja potencia: 2/3 de 220 voltios. Es decir, unos 140 voltios. Ambas lámparas brillarán con una duración corta debido a una disminución en el voltaje y la corriente, pero el modo para ellas será luz. Otra cosa es que las lámparas se utilicen a la mitad de la tensión de red. En una lámpara de menor potencia, el voltaje será mayor que el permitido, y la diferencia será mayor cuanto mayor sea la diferencia de potencia. Tal lámpara pronto estará fuera de servicio. Y este es otro inconveniente de la inclusión secuencial de lámparas. Por lo tanto, tal conexión rara vez se usa en la práctica. Una excepción es la conexión en serie de lámparas fluorescentes. Se cree que con este esquema funcionan de manera más estable.
Resumiendo las diferencias entre la conexión en paralelo y la conexión en serie:
- cuando se conecta en paralelo, el voltaje en todos los consumidores es el mismo, la corriente se distribuye en proporción a la potencia de las lámparas (si la potencia es la misma, entonces las corrientes serán iguales), el consumo total de corriente es igual a la suma de las corrientes de todas las lámparas;
- cuando se conectan en serie, la corriente a través de todas las lámparas será la misma, está determinada por la resistencia total del circuito (y será menor que la corriente de la lámpara de menor potencia), el voltaje en los consumidores se distribuirá en proporción a la potencia de las lámparas (si es la misma, entonces los voltajes serán iguales).
Usando estos principios, puede analizar el funcionamiento de cualquier circuito.
Cómo evitar errores
Es necesario conectar los aparatos eléctricos a la red de acuerdo con las reglas de ingeniería eléctrica. Las características de la conexión no son obvias y pueden ser incomprensibles para las personas que están alejadas del tema.
Es importante considerar:
- Cada tipo de conexión tiene características asociadas con la ley de Ohm. En una conexión en serie, la corriente es igual en todas las partes del circuito, mientras que el voltaje depende de la resistencia. En una conexión en paralelo, el voltaje resulta ser el mismo y la intensidad de corriente total es la suma de los valores de las secciones individuales.
- No se debe sobrecargar ningún circuito, ya que esto puede provocar un funcionamiento inestable de los dispositivos y daños en los conductores.
- En una conexión en paralelo, la sección transversal de los cables debe corresponder a la carga aplicada; de lo contrario, es inevitable el sobrecalentamiento de los conductores, seguido de la fusión del devanado y un cortocircuito.
- Se suministra una fase al interruptor, cero va al dispositivo de iluminación. El incumplimiento de esta regla puede provocar una descarga eléctrica al reemplazar la lámpara, ya que el dispositivo está energizado incluso cuando está apagado.
- El cable principal de la lámpara está conectado a un contacto común. Si está conectado a un grifo, solo funcionará una parte del circuito.
- Antes de instalar el interruptor, es mejor marcar los cables por adelantado. Durante la instalación, será fácil conectar los conductores del mismo nombre entre sí.
El incumplimiento de las recomendaciones puede ocasionar un funcionamiento inestable del equipo de iluminación, el rápido agotamiento de las lámparas y causar lesiones graves con riesgo para la vida.
