Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Задачи для самостоятельного решения. 301. Сила тока в проводнике равномерно возрастает от нуля до 5 А в течение 10 с

Задачи для самостоятельного решения. 301. Сила тока в проводнике равномерно возрастает от нуля до 5 А в течение 10 с

301. Сила тока в проводнике равномерно возрастает от нуля до 5 А в течение 10 с. Определить заряд, прошедший в проводнике.

302. Определить плотность тока в железном проводнике длиной 10 м, если провод находится под напряжением 6 В.

303. Напряжение на шинах электростанции 6,6 кВ. Потребитель находится на расстоянии 10 км. Какого сечения нужно взять медный провод для устройства двухпроводной линии передачи, если сила тока в линии 20 А и потери напряжения в проводах не должны превышать 3%?

304. Вычислить сопротивления R графического проводника, изготовленного в виде прямого усеченного конуса длиной 20 см и радиусом оснований 12 мм, 8 мм. Температура проводника 200 0 С.

305. На одном конце цилиндрического медного проводника сопротивлением 10 Ом при 0 0 С поддерживается температура 200 0 С, на другом – 4 000 0 С. Найти сопротивление проводника, считая градиент температуры вдоль его оси постоянным.

306. Проволочный куб составлен из проводников. Сопротивление каждого проводника, составляющего ребро куба, равно 10 Ом. Вычислить сопротивление всего этого куба R, если он включен в электрическую цепь (рис. 3.11 а).

307. Проволочный куб составлен из проводников. Сопротивление каждого проводника, составляющего ребро куба, равно 10 Ом. Вычислить сопротивление всего этого куба R, если он включен в электрическую цепь, как показано на рис. 3.11 б.

308. Вычислить сопротивление цепи (рис. 3.12). Считать сопротивление каждого проводника, заключенного между двумя узлами, равным 1 Ом.

309. Вычислить сопротивление цепи (рис. 3.13). Считать сопротивление каждого проводника, заключенного между двумя узлами, равным 1 Ом.

310. Вычислить сопротивление цепи (рис. 3.14) Считать сопротивление каждого проводника, заключенного между двумя узлами, равным 1 Ом.

311. Из материала с удельным сопротивлением r изготовлено плоское кольцо толщиной d. Радиусы кольца равны a и b (a>b). Между внешней и внутренней цилиндрическими поверхностями кольца поддерживается некоторая разность потенциалов Dj. Найти сопротивление кольца R в этих условиях.

312. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен веществом с относительной диэлектрической проницаемостью, равной 7, и удельным сопротивлением 10 11 Ом∙м. Емкость конденсатора 3 000 пФ. Найти ток утечки через конденсатор при подаче на него напряжения 2 000 В.

313. Бумажный конденсатор (e = 2,1) теряет за 5 мин половину сообщенного ему заряда. Предполагая, что утечка заряда происходит только через диэлектрическую прокладку, вычислить ее удельное сопротивление.

314. Зашунтированный амперметр измеряет токи силой до 10 А. Какую наибольшую силу тока может измерить этот амперметр без шунта, если сопротивление амперметра 0,02 Ом и сопротивление шунта 5 мОм?

315. Внутреннее сопротивление батареи аккумуляторов 3 Ом. Сколько процентов от точного значения ЭДС составляет ошибка, если, измеряя разность потенциалов на зажимах батареи вольтметром с сопротивлением 200 Ом, принять ее равной ЭДС?

316. К элементу с ЭДС 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5 А. Когда к элементу присоединили последовательно еще один элемент с такой же ЭДС, то сила тока в этой же катушке оказалась 0,4 А. Определить внутреннее сопротивление первого и второго источников.

317. Две группы 2-х последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС каждого элемента 1,2 В, внутреннее сопротивление 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление 1,5 Ом. Найти силу тока во внешней цепи.

318. Имеется N одинаковых элементов с ЭДС e и внутренним сопротивлением r каждый. Из этих элементов требуется собрать батарею, состоящую из нескольких параллельно соединенных групп, содержащих по n последовательно соединенных элементов. При каком значении n сила тока во внешней цепи, имеющей сопротивление R, будет максимальной? Чему будет равно внутреннее сопротивление r батареи при этом значении n?

319. Даны 12 элементов с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом. Как нужно соединить эти элементы, чтобы получить из собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление 0,3 Ом? Чему равна наибольшая сила тока?

320. Два одинаковых источника тока с ЭДС 1,2 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом соединены, как показано на рис. 3.16. Какова сила тока в цепи и разность потенциалов между точками А и В в первом и во втором случаях?

321. Два элемента (ε1 = 1,2 В; r1 = 0,1 Ом; ε2 = 0,9 В; r2 = 0,3 Ом) соединены одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов 0,2 Ом. Определить силу тока в цепи.

322. Два последовательно соединенных элемента с одинаковыми ЭДС 2 В и внутренними сопротивлениями 10 Ом и 1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление 0,5 Ом. Найти разность потенциалов на зажимах каждого элемента.

323. Определить температуру вольфрамовой нити лампы в рабочем состоянии, если при включении ее в сеть с напряжением 120 В установился ток

0,4 А. Сопротивление нити при 0 0 С считать равным 30 Ом.

324. На лампочке для карманного фонаря написано: 3,5 В, 0,28 А. Температура накала нити 425 0 С, а ее сопротивление в холодном состоянии 4 Ом. Каков температурный коэффициент сопротивления материала, из которого изготовлена нить?

325. Сопротивление угольного стержня уменьшилось от 5,0 до 4,5 Ом при повышении температуры от 50 до 545 °С. Каков температурный коэффициент сопротивления угля? На что указывает знак минус в ответе?

326. При прохождении электрического тока по железной проволоке ее температура понизилась на 250 °С, а сопротивление увеличилось в два раза. Каков температурный коэффициент сопротивления железа?

Читайте так же:
Китайский выключатель с лампочкой

327. К дуговой лампе с сопротивлением 5 Ом последовательно присоединен реостат с сопротивлением 7,5 Ом. Определить ток в лампе, если напряжение на зажимах генератора 127 В, проводка выполнена медным проводом длиной 20 м и сечением 18 мм 2 , а реостат введен полностью.

328. В сеть с напряжением 220 В включены последовательно 10 ламп с сопротивлением по 24 Ом, рассчитанные на напряжение 12 В каждая. Лишнее напряжение поглощается реостатом. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если он введен полностью.

329. Какое дополнительное сопротивление необходимо присоединить к вольтметру с сопротивлением 1,5 кОм, чтобы цена деления на шкале увеличилась в пять раз?

330. Во сколько раз увеличится верхний предел шкалы вольтметра с сопротивлением 1 кОм, если присоединить к нему последовательно добавочное сопротивление 9 кОм?

331. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 20 В, необходимо включить в сеть с напряжением 120 В. Какое для этого потребуется дополнительное сопротивление, если ток в вольтметре не должен превышать 5 мА?

332. Вольтметр, рассчитанный на измерение до 30 В, со шкалой в 150 делений, использовали для измерения разности потенциалов до 75 В, включив последовательно с ним сопротивление 3 кОм. Какова цена деления шкалы в обоих случаях? Каково внутреннее сопротивление вольтметра?

333. Для измерения напряжения в сети в нее включают вольтметр с сопротивлением 450 Ом. Если последовательно с вольтметром включить дополнительное сопротивление, он покажет 100 В; если включить еще одно дополнительное сопротивление, больше первого на 60 Ом, вольтметр покажет

90 В. Определить напряжение в сети и дополнительные сопротивления.

334. На сколько равных частей требуется разрезать проводник сопротивлением 60 Ом, чтобы, соединив эти части параллельно, получить сопротивление 1 Ом?

335. Эквивалентное сопротивление трех параллельно соединенных потребителей 30 Ом, а их сопротивления относятся как 1:3:5. Определить сопротивления потребителей.

336. Два проводника при последовательном сопротивлении дают сопротивление 27 Ом, а при параллельном соединении — 6 Ом. Определить их сопротивления.

337. Определить общее сопротивление цепи (рис. 3.15), если напряжение между точками А и В 110 В. Определить все токи в проводниках и распределение напряжений.

338. К источнику электрической энергии с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 0,6 Ом подключается нагрузка, состоящая из трех одинаковых сопротивлений, соединенных по схеме, приведенной на рис. 3.16. Амперметр показывает 2 А. Определить каждое сопротивление.

339. Конденсатор емкостью 0,3 мкФ и сопротивление 5 Ом соединены параллельно и подключены к источнику электрической энергии с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом (рис. 3.17). Определить заряд, накопленный конденсатором.

340. К зажимам источника с ЭДС 1,8 В и внутренним сопротивлением 0,25 Ом подключен реостат. Определить сопротивление реостата и ток в нем, если падение напряжения на полностью введенном реостате 1,65 В. Определить длину константановой проволоки, пошедшей на изготовление реостата, если ее сечение 0,6 мм 2 .

341. Цепь составлена по схеме, изображенной на рис. 3.18, где R1 = 2,5 Oм,

R2 = 2 Oм, R3 = 6 Oм, R4 = 14 Oм, e = 5,6 В. Какой ток покажет амперметр? Внутреннее сопротивление источника тока не учитывать.

342. Батарея аккумуляторов с ЭДС 12,4 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом включена в цепь, как показано на рис. 3.19. Амперметр показывает 2 А при

R1 = 2,9 Ом, R2 = 1,6 Ом и R3 = 6 Ом. Определить сопротивление R4, ток, проходящий через него, и напряжение на зажимах батареи.

343. Генератор с ЭДС 130 В и внутренним сопротивлением 1,8 Ом питает током несколько параллельно соединенных ламп общим сопротивлением 24 Ом. Сопротивление подводящих проводов 0,2 Ом. Определить ток в цепи, напряжение на лампах, падение напряжения на подводящих проводах и напряжение на зажимах генератора.

344. Что покажет вольтметр при подключении его к источнику с ЭДС 150 В и внутренним сопротивлением 4 Ом? Сопротивление вольтметра 10 2 Ом.

345. Плоский воздушный конденсатор с квадратными пластинами площадью 225 см 2 каждая погружается в жидкий диэлектрик со скоростью 0,6 м/с так, что пластины перпендикулярны уровню жидкости. Конденсатор подключен к источнику тока с ЭДС 200 В. Расстояние между пластинами 1,5 мм, относительная диэлектрическая проницаемость среды 3. Определить ток в соединительных проводах. Внутреннее сопротивление источника тока не учитывать.

346. Определить ток в цепи и в сопротивлении R3 (рис. 3.20), если батарея состоит из трех параллельно соединенных элементов с ЭДС по 1,44 В и внутренним сопротивлением 0,6 Ом каждый, а R1 = R2 = 1,2 Ом, R3 = 2 Ом, R4=3 Ом.

347. Найти распределение токов и напряжений во внешней цепи (рис. 3.21), если ее питают четыре щелочных аккумулятора с ЭДС по 1,4 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом каждый, соединенные в батарею последовательно, а

348. Как следует соединить три аккумулятора с ЭДС по 2 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом каждый, чтобы, замкнув их на сопротивление 0,6 Ом, получить наибольший ток?

349. При каком способе соединения двух элементов с ЭДС по 1,45 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом каждый в проводнике с сопротивлением

13,9 Ом будет наибольший ток?

350. Три одинаковых элемента, соединенных последовательно и замкнутых проводником с сопротивлением 1,5 Ом, дали ток 2 А. При параллельном соединении элементов в том же проводнике возникает ток 0,9 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление каждого элемента.

351. Какое количество аккумуляторов с ЭДС по 2,1 В и внутренним сопротивлением по 0,2 Ом необходимо соединить в батарею последовательно, чтобы в проводнике сопротивлением 6 Ом получить ток 1,5 А?

352. Шесть элементов с ЭДС по 1,1 В и внутренним сопротивлением по 3 Ом соединяют по два последовательно в три параллельные группы. Определить силу тока, если сопротивление внешней цепи 2 Ом.

Читайте так же:
Китайские сенсорные выключатели для настольных ламп

353. Батарея, составленная из трех последовательно соединенных аккумуляторов с ЭДС по 2 В и внутренним сопротивлением 0,25 Ом каждый, питает внешнюю цепь, состоящую из двух параллельно соединенных проводников с сопротивлениями 3 и 9 Ом. Определить разность потенциалов на зажимах батареи и токи в проводниках.

354. Два элемента с ЭДС 1,7 и 1,4 В и внутренними сопротивлениями 0,8 и

0,4 Ом соединены последовательно и подключены к сопротивлению 5 Ом. Определить ток в цепи, напряжение на внешней части цепи и напряжение на зажимах каждого элемента.

355. Два источника с ЭДС 6,5 и 3,9 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями по 2 Ом соединены параллельно и подключены к внешней цепи сопротивлением 9 Ом. Определить токи в элементах и во внешней цепи.

356. Два источника с ЭДС 2 и 1,8 В и внутренними сопротивлениями 0,5 и 0,3 Ом соединены, как показано на рис. 3.22, и подключены к сопротивлению R =3 Ом. Найти токи в элементах и в сопротивлении R.

357. При каком значении ЭДС e1 ток Iчерез сопротивление R (рис. 3.23) будет равен нулю? Сопротивление соединительных проводов и внутренние сопротивления источников тока не учитывать, сопротивления R1и R2известны.

358. Два элемента с ЭДС 1,3 и 1,5 соединены по схеме, изображенной на рис. 3.24. Вольтметр показывает 1,45 В. У какого элемента внутреннее сопротивление больше и во сколько раз? Сопротивление вольтметра считать очень большим.

359. Два элемента с ЭДС 1,8 и 2 В и внутренними сопротивлениями 0,6 и 0,4 Ом соединены, как показано на рис. 3.25. Каково будет показание вольтметра, если его сопротивление во много раз больше внутренних сопротивлений элементов?

360. Несколько одинаковых элементов соединены, как показано на рис. 3.26. Какова разность потенциалов между точками А и В? А и С?

361. В цепи, изображенной на рис. 3.27, ε1 = 1,8 В, ε1 = ε2 = 1,7 В, ε3 = 1,5 В, r1 = 0,2 Ом, r2 = r3 = 0,1 Ом. Определить сопротивление R и токи во всех участках, если известно, что в третьем элементе ток равен нулю.

Электрический ток. Закон Ома (страница 3)

Амперметр с внутренним сопротивлением (R_1=3) Ом, подключенный к батарее, показывает силу тока (I=20) Ом. Вольтметр с внутренним сопротивлением (R_2=10 ) Ом, подключенный к батарее, показывает напряжение (U=100) В. Найдите силу тока на батарее при коротком замыкании. Ответ дайте в Амперах.

Амперметр, при подключении к батарее, показывает силу тока в цепи: [I=dfrac, quad (1)] где (xi) и (r) – ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
При подключении вольтметра, он будет показывает напряжение на себе [U=dfracR_2 quad (2)] Поделим (2) на (1) и выразим внутреннее сопротивление источника [dfrac=dfrac<(R_1+r)R_2>=5 Rightarrow 30+10r=50+5r Rightarrow r=4text< Ом>] Подставим в (1) и найдем ЭДС источника [xi=I(R_1+r)=25text< А>cdot (5text< Ом>+4text< Ом>)=225text< В>] Теперь находим силу тока короткого замыкания [I_text< к.з.>=dfrac=dfrac<225text< В>><4text< Ом>>=56,25text< А>]

В цепь, состоящую из источника тока и сопротивления (R=5) Ом, подключают вольтметр. В первом случае подключают последовательно сопротивлению, во втором параллельно сопротивлению, при этом в обоих случаях показания вольтметра одинаковы. Каково внутреннее сопротивление вольтметра, если сопротивление источника тока (r=1) Ом. Ответ дайте в Омах.

В первом случае вольтметр и резистор подключены последовательно, а вольтметр показывает напряжение на себе, значит, по закону Ома для полной цепи: [U=dfracR', quad (1)] где (R') – сопротивление вольтметра.
Во втором случае вольтметр подключен параллельно резистору, а значит общее сопротивление цепи равно [R_0=dfrac] А напряжение на вольтметре равно напряжению на участке [U=dfracR_0=dfrac>dfrac quad (2)] Приравняв (2) и (1), получим [dfrac<1>=dfrac<()r+Rcdot R'> Rightarrow (Rr+R'r+Rcdot R'=Rr+R^2+Rcdot R') Rightarrow R'=dfrac] Откуда сопротивление вольтметра [R'=dfrac<25text< Ом$^2$>><1text< Ом>>=25text< Ом>]

Резисторы, сопротивлениями 4 и 9 Ом, поочередно подключенные к источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Во сколько раз КПД источника во втором случае больше, чем в первом?

По закону Ома для полной цепи, сила тока в цепи [I=dfrac,] где (xi) и (r) – ЭДС и внутреннее сопротивление источника, (R) – внешнее сопротивление.
А мощность вычисляется по формуле: [P=I^2R=left(dfracright)^2R] Преобразуем данное уравнение: [dfrac=P] Поделим на ( dfrac

) [R^2 left(2r-dfrac

right)R+r=] Где корни (R_1) и (R_2) удовлетворяют условию (r^2=R_1R_2) Откуда внутреннее сопротивление источника [r=sqrt=sqrt<4text< Ом>cdot 9text< Ом>>=6text< Ом>] КПД источника же равно отношению мощности, переданной в цепь, к мощности, выделившейся на источнике, то есть [eta=dfrac=dfrac] Найдем КПД для первого и второго резисторов [eta_1=dfrac<4text< Ом>><6text< Ом>+4text< Ом>>=dfrac<4><10>] [eta_2=dfrac<9text< Ом>><6text< Ом>+9text< Ом>>=dfrac<9><15>] Откуда отношение КПД [dfrac=dfrac<90><60>=1,5]

Если вольтметр присоединить последовательно к сопротивлению (R_1=140) Ом, то при напряжении в сети (U_0=120) В он покажет (U_1=50) В. А если подсоединить последовательно с неизвестным сопротивлением, то при подключении к той же сети он покажет (U_2=10) В. Найдите неизвестное сопротивление. Ответ дайте в Омах.

1) При последовательном соединении в первом случае, напряжение на резисторе составит [U_=U_0-U_1] А значит, по закону Ома, сила тока в цепи равна (так как все составляющие цепи подсоединены последовательно, то на каждом из них одинаковая сила тока) [I_1=dfrac] 2) Найдем сопротивление вольтметра [R_0=dfrac=dfrac] 3) Во втором случае напряжение на резисторе составит [U_=U_0-U_2=I_2R_2, quad (1)] где (I_2) – сила тока во втором случае, (R_2) – сопротивление второго резистора.
А силу тока в цепи можем найти, как силу тока на вольтметре, то есть [I_2=dfrac=dfracquad (2)] Объединим (1) и (2) и выразим сопротивление второго резистора [R_2=dfrac=dfrac=dfrac<50text< В>cdot 140text< Ом>(120text< В>-10text< В>)><10text< В>(120text< В>-50text< В>)>=1100text< Ом>]

Читайте так же:
Как вычислить мощность электрического тока в лампе

Преимущества и недостатки параллельного и последовательного соединения лампочек

Нет ничего проще для электрика, чем подключить светильник. Но если приходится собирать люстру или бра с несколькими плафонами, часто возникает вопрос: «Как лучше соединить?» Чтобы понять, чем отличается последовательное и параллельное соединение лампочек – вспомним курс физики за 8 класс. Давайте заранее договоримся, что будем рассматривать как пример освещение в сетях 220 V AC, эта информация справедлива и для других напряжений и токов.

Последовательное соединение

Через цепь из последовательно соединенных элементов протекает один и тот же ток. Напряжение на элементах, как и выделяемая мощность, – распределяется согласно собственным сопротивлениям. При этом ток равняется частному напряжения и сопротивления, т.е.:

Где Rобщ – сумма сопротивлений всех элементов последовательно соединенной цепи.

Чем больше сопротивление – тем меньше ток.

Схема последовательного соединения источников света

Подсоединение потребителей последовательно

Чтобы соединить два и больше источника света последовательно, нужно концы от патронов соединить между собой так, как изображено на картинке, т.е. у крайних патронов останется по одному свободному проводу, на которые мы и подаем фазу (P или L) с нулем (N), а средние патроны соединяются друг с другом одним проводом.

Через лампу 100 Вт, при напряжении 220 В, течет ток чуть меньше чем 0,5 А. Если соединить две по этой схеме, ток упадет в два раза. Лампы будут светить в половину накала. Потребляемая мощность не сложится, а уменьшиться до 55 (примерно) с обеих. И так далее: чем больше ламп, тем меньше ток и яркость каждой отдельной.

  • ресурс ламп накаливания возрастает;
  • если перегорает одна – не горят и остальные;
  • если использовать приборы разной мощности, те, что больше, – практически не будут светиться, те, что меньше, – будут светиться нормально;
  • все элементы должны быть одинаковой мощности;
  • нельзя в светильник с таким соединением включать энергосберегающие лампы (светодиодные и компактные люминесцентные лампы).

Такое соединение отлично подходит в ситуациях, когда нужно создать мягкий свет, например, для бра. Так соединяются светодиоды в гирляндах. Огромный минус – это то, что при сгорании одного звена не светят и другие.

При последовательном соединении если перегорает одна лампа гаснут и другие

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.

Схема подключения ламп с выключателями

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

Законы последовательного и параллельного соединения проводников

Для последовательного соединения важно учитывать, что ток через все лампы протекает один и тот же. Это значит, что чем больше элементов в цепи, тем меньше через нее протекает ампер. Напряжение на каждой лампе равняется произведению тока на ее сопротивление (закон Ома). Увеличивая количество элементов, вы будете понижать напряжение на каждом из них.

В параллельной цепи каждая ветвь берет на себя необходимое ей количество тока, а напряжение прикладывается то, которое выдает источник питания (напр. Бытовая электросеть)

Смешанное соединение

Другое название этой схемы последовательно-параллельная цепь. В ветвях параллельной цепи включено последовательно несколько потребителей, например, накаливания, галогенных или светодиодных. На LED-матрицах часто применяется такая схема. Этот способ дает некоторые преимущества:

  • подключение отдельных групп лампочек на люстре (например, 6-рожковой);
  • если сгорит лампа – не будет гореть только одна группа, из строя выйдет только одна последовательная цепь, остальные, параллельно стоящие, будут светить;
  • группируйте лампы последовательно одной мощности, а параллельные цепи – разной, если это нужно.

Недостатки те же, что присущи последовательным цепям.

Варианты смешанного подключения ламп

Схемы подключения других типов ламп

Чтобы правильно подключить другие виды осветительных приборов, нужно сначала узнать их принцип работы и ознакомиться со схемой подключения. Каждый из типов ламп требует определенных условий для работы. Процесс накаливания спирали совсем не предназначен для излучения света. В области больших мощностей и площади их заметно потеснили газоразрядные приборы.

Люминесцентные лампы

Кроме ламп накаливания, часто применяются и галогенные, и люминесцентные трубчатые лампы (ЛЛ). Последние распространены в административных зданиях, боксах для покраски автомобилей, гаражах, производственных и торговых помещениях. Немного реже их применяют дома, например, на кухне для подсветки рабочей зоны.

ЛЛ нельзя подключить напрямую к сети 220 В, для розжига нужно высокое напряжение, поэтому используется специальная схема:

  • дроссель, стартер, конденсатор (не обязательно);
  • электронный балласт.

Первая схема применяется все реже, отличается меньшим КПД, гудением дросселя и мерцанием светового потока, который часто не заметен глазу. Подключение электронного балласта часто изображено на корпусе.

Подключается либо одна лампу, либо две последовательно, в зависимости от ситуации и того, что есть в наличии, также и с электронным балластом.

Конденсатор между фазой и нулем нужен для компенсации реактивной мощности дросселя и снижения сдвига фазы, цепь запустится и без него.

Обратите внимание на то, как подсоединяются лампы, в освещении люминесцентным светом нельзя пользоваться теми же правилами, что и при работе с лампами накаливания. Похожим образом обстоит дело и с ДРЛ и ДНАТ-лампами, но они редко встречаются в быту, чаще в промышленных цехах и уличных фонарях.

Галогенные источники света

Этот тип часто применяется в точечных светильниках на подвесных и натяжных потолках. Подходят для освещения мест с повышенной влажностью, поскольку выпускаются для работы в цепях с пониженным напряжением, например, 12 вольт.

Читайте так же:
Лампочка с двумя независимыми выключателями

Схема подключения галогенной лампы

Для питания используют сетевой трансформатор 50 Гц, но габариты велики и со временем он начинает гудеть. Лучше для этого подойдет электронный трансформатор, на него приходит 220 В с частотой 50 Гц, а уходит 12 В переменного тока с частотой в несколько десятков кГц. В остальном подключение аналогичное с лампами накаливания.

Заключение

Правильно собирайте схемы в светильниках. Не подключайте энергосберегающие лампы последовательно и придерживайтесь схемы включения люминесцентных и галогенных светильников. Энергосберегающие лампы «не любят» пониженное напряжение и быстро сгорят, а люминесцентный светильник может и вовсе не зажечься.

Для подключения освещения подойдут клеммные колодки или зажимы Wago, тем более, если проводка алюминиевая, а провода у светильника медные. Главное – соблюдайте правила безопасности при работе с электрическими приборами.

Как последовательно и параллельно соединить лампочки

Каждый день мы пользуемся источниками освещения. Лампы в источниках соединяются последовательно или параллельно. Каждый способ имеет особенности и эффективен в конкретных ситуациях.

Можно ли параллельно соединить лампочки

Этот тип подключения наиболее эффективен. Лампа соединяется с фазой и нулем. При подключении двух и более ламп подающие напряжение провода могут скручиваться.

Но чаще к общему кабелю крепят все нагрузки. Параллельное соединение бывает лучевым или шлейфовым. В первом варианте к каждой лампе подводится отдельный кабель. Во втором фаза и ноль подаются на первый источник освещения, остальные приборы подпитываются частично.

Подключение нагрузок к сети

При использовании галогенных светильников с трансформатором необходимо помнить, что их подключают на вторичную обмотку преобразователя с помощью клеммных колодок.

Параллельным подключением можно несколько сгладить недостатки осветительного оборудования, снизить мерцание люминесцентных ламп. В схему добавляется конденсатор для сдвига фазы всех элементов цепи.

Правила соединения лампочек

При подключении ламп необходимо соблюдать правила. Рассмотрим последовательные и параллельные соединения.

Последовательное

Последовательное соединение предполагает подключение к сети 220 В так, что через все элементы в цепи будет течь одинаковый ток. При этом распределение падений напряжения пропорционально внутренним сопротивлениям нагрузок. Мощность также распределяется пропорционально.

При использовании соединения последовательно с общим выключателем осветители будут гореть не в полную силу. При подключении ламп разных мощностей более яркое свечение будет у прибора с большим сопротивлением.

Схема стандартного последовательного подключения представлена на рисунке ниже.

Схема последовательного подключения

Параллельное

Оно отличается подачей на каждую лампу полного сетевого напряжения. Ток будет различным, в зависимости от сопротивления прибора.

Схема параллельного подключения

Проводники подводятся к патронам ламп одинаково, иногда по принципу шины, когда к общей магистрали подключаются все нагрузки.

К одному подводу можно подключить сколько угодно лампочек. Выключатель работает так же, как при последовательном подключении.

Плюсы и минусы параллельного соединения

  • если один элемент выйдет из строя, остальные продолжат работать;
  • цепь дает максимально яркий свет, поскольку к каждому прибору подводится полное напряжение;
  • от одной лампы можно отвести сколько угодно проводов для подключения дополнительных нагрузок (потребуется один ноль и конкретное количество фаз);
  • подходит для энергосберегающих электрических устройств.

Схема подключения одной лампы к ЭПРА

Недостатков практически нет, если не считать большого количества проводников в разветвленной системе с множеством ламп.

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.

При создании осветительных приборов со светодиодными элементами нередко используется смешанное подключение на основе последовательной цепи нагрузок с последующим параллельным соединением ее с такой же цепочкой.

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

Пример расчета соединения ламп разной мощности

Чтобы разобраться в различиях, достаточно знания закона Ома и других простых электрических законов.

Пусть имеется лампочка накаливания на напряжение 220 вольт. На частоте 50 Гц она представляет собой чисто активное сопротивление, поэтому с ней удобнее разбираться в начальных вопросах. Если лампа имеет мощность 100 Ватт, то при включении в сеть через нее пойдет ток I=P/U=100 ватт/220 вольт=0,5 А (приблизительно, достаточно для рассуждений). На ней будет падать полное напряжение сети 220 вольт. Можно вычислить сопротивление нити: R=U/I=220 вольт /0,5 ампер =400 Ом (приблизительно).

Читайте так же:
Как совместить светодиодные лампы с выключателем с подсветкой

Если подключить вторую аналогичную лампочку параллельно первой, то очевидно, что все сетевое напряжение будет приложено к каждой лампе. Потребляемый ток Iпотр разветвится на два потока и через каждую лампочку пойдет ток I=U/R=220 вольт/400 Ом=0,5 ампер. Потребляемый ток будет равен сумме двух токов (так гласит первый закон Кирхгофа) и составит 1 А. В итоге обе лампы будут находиться под полным сетевым напряжением, через них потечет номинальный ток, и общий световой поток будет равен удвоенному потоку одного светильника.

Как последовательно и параллельно соединить лампочки

Если два одинаковых светильника соединить последовательно, то сетевое напряжение разделится между ними, и на каждой будет падать около 110 вольт. Общее сопротивление цепи станет равным Rобщ=400+400=800 Ом, и ток через каждую лампу (при последовательном соединении он одинаков для каждого элемента) составит Iлампы=U/Rобщ=220 вольт/800 Ом = 0,25 А. В итоге получается:

  • на каждой лампе падает только половина сетевого напряжения;
  • через каждую лампу течет ток, уменьшенный от номинального в 2 раза.

Чтобы оценить световой поток ламп накаливания для данного случая, можно воспользоваться законом Джоуля-Ленца. Свечение ламп накаливания осуществляется за счет нагрева нити. За период времени t нить выделит количество теплоты Q=I 2 *R*t=U*I*t. Ток уменьшится в два раза, напряжение на одной лампе тоже в два раза. Значит можно ожидать уменьшение светового потока в 2*2=4 раза. Для двух ламп поток уменьшится в два раза относительно одной лампы в номинальном режиме. То есть, при последовательном соединении две лампочки будут светить примерно в два раза тусклее, чем одна.

Проблему можно решить применением ламп с рабочим напряжением в два раза ниже сетевого. Если применить два стоваттных источника света на напряжение 127 вольт, то 220 вольт разделятся пополам, и каждый светильник будет работать в номинальном режиме, световой поток по сравнению с одной лампой той же мощности удвоится. Но этим не избавиться от главного недостатка такой схемы – при выходе из строя одного осветительного прибора цепь разрывается, и вторая лампа также перестает светить.

Все вышесказанное касается ламп с одинаковой мощностью. Если мощность светильников заметно отличается, то в схемах возникают следующие эффекты. Пусть одна лампа на 220 вольт имеет мощность 70 ватт, другая 140.

Тогда номинальный ток первой I1=P/U=70/220=0,3 ампера (округленно), второй – I2=140/220=0,7 ампера. Сопротивление нити менее мощного светильника R1=U/I=220/0,3=700 ом, второй – R2=220/0,7=300 ом.

Лампе с большей мощностью соответствует меньшее сопротивление нити.

Как последовательно и параллельно соединить лампочки

При параллельном соединении напряжение на обоих приборах будет равным, через каждую лампу пойдет свой ток. Общий ток потребления равен сумме двух токов Iпотр=0,3+0,7=1 ампер. Каждая лампа работает в номинальном режиме и потребляет свой ток.

При последовательном соединении ток будет ограничен сопротивлением Rобщ=300+700=1000 Ом и будет равен I=U/R=220/1000=0,2 А. Напряжение распределится пропорционально сопротивлению нити (мощности). На лампе в 140 ватт оно составит 1/3 от 220 вольт – приблизительно 70 вольт. На маломощной лампе — 2/3 от 220 вольт. То есть, около 140 вольт. Обе лампы будут светить с недокалом из-за снижения напряжения и тока, но режим для них будет облегченным. Другое дело, если используются лампы на половину сетевого напряжения. На лампе меньшей мощности напряжение будет выше допустимого, и разница будет тем больше, чем больше разница в мощностях. Такая лампа скоро выйдет из строя. И это еще один недостаток последовательного включения ламп. Поэтому такое подключение на практике используется крайне редко. Исключение – последовательное соединение люминесцентных ламп. Считается, что при такой схеме они работают более устойчиво.

Как последовательно и параллельно соединить лампочки

Подытоживая отличия параллельного включения от последовательного:

  • при параллельном включении напряжение на всех потребителях одинаково, ток распределяется пропорционально мощности светильников (если мощность одинакова, то токи будут равными), общий ток потребления равен сумме токов всех ламп;
  • при последовательном соединении ток через все лампы будет одинаковый, он определяется общим сопротивлением цепи (и будет меньше тока самой маломощной лампы), напряжение на потребителях распределится пропорционально мощности ламп (если она одинакова, то напряжения будут равными).

Пользуясь этими принципами, можно проанализировать работу любой схемы.

Как избежать ошибок

Подключать электроприборы к сети необходимо с соблюдением правил электротехники. Особенности подключения не очевидны и могут быть непонятны далеким от тематики людям.

  1. Каждый тип подключения имеет особенности, связанные с законом Ома. В последовательном соединении ток равен на всех участках цепи, тогда как напряжение зависит от сопротивления. В параллельном соединении одинаковым оказывается напряжение, а общая сила тока складывается из величин отдельных участков.
  2. Любую цепь не стоит перегружать, это может привести к нестабильной работе приборов и повреждению проводников.
  3. В параллельном соединении сечение проводов должно соответствовать подаваемой нагрузке, иначе неизбежен перегрев проводников с последующим расплавлением обмотки и коротким замыканием.
  4. В выключатель подводится фаза, ноль уходит на осветительный прибор. Пренебрежение правилом может привести к поражению током при замене лампы, поскольку даже в выключенном состоянии устройство находится под напряжением.
  5. Основной провод от светильника подсоединяется к общему контакту. Если его подключить к отводу, будет работать только часть цепи.
  6. Перед установкой выключателя лучше заранее промаркировать провода. При монтаже будет просто соединить между собой одноименные проводники.

Отказ от рекомендаций может стать причиной нестабильной работы осветительного оборудования, быстрого перегорания ламп и повлечь серьезные травмы с риском для жизни.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector