Последовательное и параллельное соединение лампочек схема: подробная инструкция схемы с выключателем

Параллельное соединение схема лампочек

Перед человеком, слабо разбирающимся в электричестве, возникают проблемы подключения нескольких лампочек. Когда проводка уже сделана, вся работа заключается в замене перегоревших ламп. Но бывают ситуации, когда нужно добавить еще одну или более лампочек к существующей системе. Здесь уже понадобятся элементарные знания электротехники и умение составить схему подключения.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Различные способы подключения одной, двух и более ламп
• Последовательное и параллельное соединение лампочек
• Последовательное и параллельное соединение сопротивлений
• Основные схемы подключения ламп
• Преимущества и недостатки параллельного и последовательного соединения лампочек
• Различные способы подключения одной, двух и более ламп

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Феномен мигания светодиодных ламп или как не нужно подключать светильники

Различные способы подключения одной, двух и более ламп

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. Сегодня мы рассмотрим практичные схемы последовательного и параллельного соединения ламп накаливания. В статье схемы подключения трех и более ламп я рассказывал про параллельное соединение, а вот про последовательное упустил. В этой статье мы рассмотрим оба вида соединений используемых в быту. Пойдем от простого к сложному. Обыкновенная лампа на принципиальных схемах обозначается таким образом:.

Соединительные провода на схемах показываются линиями. Места соединения трех и более проводов показываются точками , а если провода пересекаются без соединения, то в месте их пересечения точка не ставится. На рисунке ниже показано, когда провода просто пересекаются , то есть проходят рядом и не касаются друг друга, и когда провода уже соединены между собой — об этом говорит точка , стоящая в пересечении. Последовательное соединение ламп накаливания в домашнем быту используется редко.

В свое время я подключал две лампы последовательно у себя в подъезде, но это был единичный случай. Тут ситуация была такая, что подъездная лампа перегорала с периодичностью в один месяц, и надо было что-то делать. Обычно, в таких случаях лампу включают через диод, чтобы она питалась пониженным напряжением В и долго служила. Вариант проверенный, но при этом сама лампа мерцает, да и светит в полнакала.

Когда же стоят две последовательно, то они так же питаются пониженным напряжением В, не мерцают, долго служат, светят и потребляют энергии как одна. Причем их можно развести по разным углам помещения, что тоже плюс. Но повторюсь — это редкий случай. Посмотрите на рисунок ниже. Здесь изображены две схемы последовательного соединения ламп накаливания. В верхней части рисунка показана принципиальная схема, а в нижней части — монтажная.

Причем для лучшего восприятия, монтажная схема показана с реальным изображением ламп и двужильного провода. Здесь в линии коричневого цвета, лампы HL1 и HL2 соединены последовательно — одна за другой. Поэтому такое соединение называют последовательным. Если подать напряжение питания В на концы L и N , то загорятся обе лампы, но гореть они будут не в полную силу, а в половину накала.

Так как сопротивление нитей ламп рассчитано на питающее напряжение В, и когда они стоят в цепи последовательно, одна за другой, то за счет добавления сопротивления нити накала следующей лампы, общее сопротивление цепи будет увеличиваться, а значит, для следующей лампы напряжение всегда будет меньше согласно закону Ома. Поэтому при последовательном соединении двух ламп напряжение В будет делиться пополам, и составит В для каждой.

На этой схеме напряжение на каждой лампе составит около 73 Вольт, так как будет делиться уже между тремя лампами. Так же примером последовательного соединения могут служить новогодние гирлянды. Здесь из миниатюрных лампочек с низким питанием создается одна лампа на напряжение В.

Например, берем лампочки, рассчитанные на 6,3 Вольта и делим их на Вольт. Получается 35 штук. То есть, чтобы сделать одну лампу на напряжение В, нам нужно соединить последовательно 35 штук с напряжением питания 6,3 Вольта.

Так как напряжение в сети не постоянно , то расчет лучше производить исходя из — Вольт. Как Вы знаете, у гирлянд есть один недостаток. Перегорает одна из ламп, например, канала зеленого цвета, значит, не горит канал зеленого цвета. Тогда мы идем на базар, покупаем лампочки зеленого цвета, а потом дома по одной вынимаем, вставляем новую, и пока не заработает канал, перебираем его весь.

Недостатком последовательного соединения является то, что если выйдет из строя хоть одна из ламп, гореть не будут все, так как нарушается электрическая цепь. А вторым недостатком, как Вы уже догадались, является слабое свечение. Поэтому последовательное соединение ламп накаливания на напряжение В в домашних условиях практически не применяется. Параллельным соединением называют такое соединение, где все элементы электрической цепи, в данном случае лампы накаливания, находятся под одним и тем же напряжением.

То есть получается, что каждая лампа, своими контактами, подключена и к фазе и к нулю. И если перегорит любая из ламп, то остальные будут гореть. Именно такое соединение ламп, рассчитанных на напряжение питания В, используется в домашнем быту, и не только. На следующем рисунке так же изображено параллельное соединение. Здесь все три лампы соединены в одном месте. Ну вот в принципе и все.

И как всегда по традиции ролик о последовательном и параллельном подключении ламп. Теперь я думаю, у Вас не должно возникнуть проблем с последовательным и параллельным соединением ламп.

Только здесь нашёл наглядное объяснение пар. На работе вся бригада объясняла,но нарисовать куда 0,а куда f ни кто не смог. Добрый вечер Владимир! Что будет не понятно — заходите, читайте. Здравствуйте Сергей.

У меня такой вопрос, у вас в схеме параллельного соединения показано,что фаза приходит на цоколь лампы, а ноль снизу лампы.

Это правильно или желательно наоборот? Заранее спасибо за ответ. Добрый день Максим! Здесь значения не имеет. Можно к одной лампе фазу подключить на цоколь а ноль вниз, а у следующей все сделать наоборот. Лампы полярность не имеют. Добрый день! Во-первых, спасибо очень интересная статья, простая и доступная. После прочтения статьи возникли вопросы. Дело в том, что я видел в кафе интересную люстру, которую и хочу сделать сам. Выглядит это так, как будто, лампы подключены последовательно, потому что они очень слабо светят, создают приглушенное освещение помещения.

При перегорании вычислить сгоревшую не проблема, и сгореть они должны не скоро, судя по всему. Собственно, вопросы: 1. Сколько мощности будут потреблять 15 подключенных последовательно ламп, например по Вт каждая? Я предполагаю, что Вт по 6,5 Вт каждая и будут потреблять, но сомневаюсь. Может стоит использовать диммер и последовательное подключение для регулирования напряжения, но это, во-первых, в перспективе может вызвать энергопотребление в 1,5 кВт и наверное нагрузку на диммере.

Что вы, вообще, думаете по этому поводу? Если включить в последовательную цепь 15 лампочек на В, то светить они будут не равномерно. Первые 3 — 4 еще нормально, а вот последующие, за счет добавления сопротивления предыдущей лампы, будут светить тускнее, соответственно, и потребляемая мощность у них будет разная. К этому еще добавьте и сопротивление проводов, и разное сопротивление нитей накала ламп. Так что в Вашем случае, чтобы посчитать мощность и ток, нужно использовать законы Кирхгофа.

Тут можно попробовать сделать одну большую лампу из 3- 4х штук соединенных последовательно, а затем эти большие лампы, сколько их получиться, соединить параллельно. Здесь и потребляемая мощность уменьшится и ток. Вам надо будет поэкспериментировать с количеством ламп в большой лампе — 3 или 4 штуки. В любом случае, придется подбирать лампы по яркости свечения.

Вот если использовать такую, смешанную, схему подключения ламп, то можно попробовать поставить диммер. Нагрузка уменьшится в разы. Спасибо за оперативный ответ. А если, все-таки, подключить параллельно и использовать диммер, нагрузка будет соответствовать уровню мощности на которую выставлен диммер? Чувствую, придется сходить в кафе, посмотреть. Представьте диммер в виде переменного резистора, и чтобы уменьшить напряжение на выходе — увеличивается сопротивление.

Теперь, если Вы уменьшите яркость свечения, то при такой большой нагрузке на диммере будет гаситься лишняя мощность. Диммер будет греться. Грубо говоря — у Вас в стене будет печка. В кафе, скорее всего, стоит мощный регулятор мощности и в добавок еще обдувается кулерами. Доброго времени суток.

У меня вопрос. Сыну надо в школу поделку. Решил слепить пластилиновую крепость, что бы маяк горел и башни светились. От батареек. Всего понадобится не более пяти лампочек. Какую схему посоветуете? Если можно нарисуйте.

Заранее огромное спасибо! Если Вы хотите использовать лампы, то на какое напряжение они рассчитаны?

Последовательное и параллельное соединение лампочек

У людей, чья работа связана с электрикой, люди такой профессии сталкиваются с различными электрическими соединениями:. Каждый человек сам по себе индивидуален и делает все по своему, — также, это наблюдается и по части электрики.

При работе, следует обращать свое внимание, как допустим соединен:. Если выключатель подключен к нейтральному проводу, то в процессе выполнения электрических соединений, — Вы можете попасть под напряжение. Речь у нас конечно же не об этом, а о параллельном и последовательном соединениях лампочек, приведенный пример, в какой-то мере также имеет отношение к этой теме. Работать будем по схемам и по наработке своей практики, Вы уже научитесь сами представлять в уме электрические схемы:.

Последовательное и параллельное соединение лампочек . света более подходящей будет схема параллельного соединения.

Последовательное и параллельное соединение сопротивлений

Как известно, в быту повсеместно используется параллельное подключение ламп. Однако последовательная схема также может применяться и быть полезна. Давайте рассмотрим все нюансы обеих схем, ошибки которые можно допустить при сборке и приведем примеры практической их реализации в домашних условиях. Последовательная схема подключения В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания. Что нужно, чтобы подключить их последовательно? Ничего сложного здесь нет. Просто берете любой конец провода от каждой лампы и скручивает их между собой. Как будет работать такая схема? При подаче фазы на провод, она пройдя через нить накала одной лампы, через скрутку попадает на вторую лампочку.

Основные схемы подключения ламп

Сегодня мы будем рассматривать последовательное и параллельное соединение сопротивлений. Как правило, именно с этой темы начинается проектирование электропроводки любого объекта. В прочем, обо всём по порядку. Синонимами этого определения могут быть: нагрузка или резистор. Поскольку мы с вами говорим об электрической сети, стало быть, по проводам протекает ток.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! В электрических цепях элементы могут соединяться по различным схемам, в том числе они имеют последовательное и параллельное соединение.

Преимущества и недостатки параллельного и последовательного соединения лампочек

Лампы накаливания — это весьма распространенный источник света. В люстрах и других светильниках, так же как в подвесных и натяжных потолках, их может быть три, пять, а то и несколько десятков. Далее напомним нашим читателям:. Увидев, как соединены между собой лампы на схемах, наши читатели впоследствии смогут сделать оптимальный выбор осветительной системы. Элементы электрических цепей могут соединяться либо последовательно, либо параллельно.

Различные способы подключения одной, двух и более ламп

Всем тем, кто хоть сколько-нибудь разбирается в эксплуатации электрических цепей, наверняка известно, что обычные лампочки могут включаться как последовательно одна вслед за другой , так и в параллель. Еще один способ их включения, называемый смешанным или комбинированным, предполагает последовательное и параллельное соединение этих изделий одновременно смотрите приведенное ниже фото. С проблемой выбора способа или электрической схемы, по которым осуществляется включение лампочек или светодиодов в бытовых условиях, приходится сталкиваться при необходимости увеличить число осветителей в квартире или в гирлянде. Вопрос, касающийся типовых ламп освещения Вольт, обычно усложняется тем, что к этому моменту система электропроводки в квартире уже проложена. При этом без знания основ электротехники и умения самостоятельно подсоединять лампочки в параллель рядовой пользователь вряд ли сможет обойтись. При этом параллельное соединение лампочек считается классическим способом включения потребителей, рассчитанных на одно и то же напряжение Вольт, в частности.

Читаем схемы и даем характеристику каждой такой схеме: Соединение светодиодных лампочек в схеме — параллельное. Далее.

Для того чтобы зажечь самую простую лампу накаливания, нужно подключить ее контакты на фазу L и ноль N. Два провода к ней подходят из распределительной коробки или из розетки. Параллельная схема предусматривает подключение нескольких лампочек на общие фазный и нулевой провода рис. Здесь параллельно подключены три лампы накаливания.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Параллельное и последовательное и соединение ламп в быту.

Когда проводка в квартире или доме уже присутствует и нет надобности подключать дополнительные источники света, то вопрос — как подключить лампу, не является актуальным. Но как же выполнить эту работу когда появляется такая необходимость.

Как известно, в быту повсеместно используется параллельное подключение ламп. Однако последовательная схема также может применяться и быть полезна. Давайте рассмотрим все нюансы обеих схем, ошибки которые можно допустить при сборке и приведем примеры практической их реализации в домашних условиях. В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания. Что нужно, чтобы подключить их последовательно?

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. Сегодня мы рассмотрим практичные схемы последовательного и параллельного соединения ламп накаливания. В статье схемы подключения трех и более ламп я рассказывал про параллельное соединение, а вот про последовательное упустил. В этой статье мы рассмотрим оба вида соединений используемых в быту.

Урок для 8-го класса по теме «Последовательное соединение проводников»

Методические цели:

Предметные:

• вызвать объективную необходимость изучения темы: законов, явлений, закономерностей;
• организовать деятельность учащихся по изучению и первичному закреплению: фактов, понятий, правил, законов, способов действий;
• организовать деятельность школьников по самостоятельному применению знаний в разнообразных ситуациях.

Ориентированные развитие творческой личности:

• помочь учащимся осознать социальную, практическую и личностную значимость учебного материала;
• содействовать развитию речи, мышления, познавательных умений, овладению методами научного исследования: анализа и синтеза;
• помочь учащимся осознать ценность совместной деятельности;
• создать условия для развития у школьников умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения;
• обеспечить развитие у школьников монологической и диалогической речи.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Форма проведения: исследовательская работа.

Демонстрационный эксперимент:

Демонстрации: демонстрация последовательного соединения проводников.

Оборудование: 2 источника питания, 4 лампочки на подставках, 2 ключа, соединительные провода, 2 планшета из картона.

План занятия:

Организационный этап Этап постановки целей и задач урока Этап актуализации опорных знаний Этап изучения новых знаний и способов деятельности Этап первичной проверки понимания изученного Этап закрепления нового материала Рефлексия Заключительный этап

1 мин. 2 мин. 6 мин. 8 мин. 5 мин. 5 мин. 2 мин. 1 мин.

Макроструктура учебного занятия:

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

Учитель: Здравствуйте. Садитесь. Прекрасно! А теперь приступим к работе.

II. Этап постановки целей и задач урока

Проблемная ситуация

На столе собраны две электрические схемы включения двух лампочек:

последовательное соединение:

параллельное соединение:

Как, соединены между собой лампочки, учащиеся не видят (подставки и их соединения закрыты планшетами)

Вопрос 1: Почему накал лампочек не одинаков?

Вопрос 2: Как объяснить наблюдаемое явление с точки зрения физики?

Выслушиваются различные варианты ответов и пояснения к ним.

Учитель: Как видим, тех знаний, что вы усвоили на предыдущих уроках, не совсем достаточно для того, чтобы полно и  корректно ответить на поставленные вопросы.  Таким образом, мы сталкиваемся с необходимостью пополнения багажа наших знаний о постоянном токе и понятиях и законах, его описывающих. Для того чтобы мы могли полноценно работать, нам необходимо сформулировать цель нашего сегодняшнего занятия. Пожалуйста…

Ученик: Наша цель заключается в выявлении типов соединений проводников в электрической цепи, их качественном и количественном описании, а также в выяснении области применимости полученных знаний и умений на практике.

Учитель: Итак, цель намечена. Теперь необходимо нам остановиться на одном из этих соединений, т.е. последовательном, а параллельное, вы изучите позже.

Ученик: Выяснить, как ведут себя сила тока, напряжение и сопротивление в данном соединении. Определить область применимости полученных знаний и умений. Научиться их применять на практике.

III. Этап актуализации опорных знаний

Учитель: Прежде чем мы приступим к решению наших задач, необходимо восстановить в памяти знания, приобретенные на предыдущих уроках. Предлагаю это сделать в форме «Деловой корзины». Каждый желающий должен вынуть из «корзины» задание-вопрос и достаточно полно ответить на него, а также поучаствовать в эстафете по рядам, выигравший ряд заработает бонус, т.е. к любому ответу 1 балл.

«Деловая корзина»:

1. Электрический ток.	Направленное движение заряженных частиц называют электрическим током.
2. Сила тока.	Силой тока называется физическая величина, показывающая, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. , где I – сила тока (А), q – заряд, t – время (с).
3. Электрическое напряжение.	Физическая величина, показывающая, какую работу совершает на данном участке ток при перемещении по этому участку единичного заряда, называется электрическим напряжением. , U – электрическое напряжение (В), A – работа электрического тока по перемещению заряда, q – заряд (Кл).
4. Электрическое сопротивление проводника.	Физическая величина, характеризующая противодействие, оказываемое электрическому току, называется электрическим сопротивлением. Обозначается буквой R. Единица измерения сопротивления проводника – Ом.
5. Закон Ома.	Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к его сопротивлению. , где I – сила тока на участке цепи (А), U – напряжение на этом участке (В), R – сопротивление участка цепи (Ом).
6. Каким прибором измеряется сила тока в цепи? Как он включается в электрическую схему?	Сила тока в цепи измеряется с помощью амперметра. Для включения амперметра в цепь ее размыкают и свободные концы проводов присоединяют к зажимам: зажим «+» к проводнику, идущему от положительного полюса источника питания, зажим «–» к проводнику, идущему от отрицательного  полюса источника питания.
7. Каким прибором измеряется напряжение в цепи? Как он включается в электрическую схему?	Напряжение  в цепи измеряется с помощью вольтметра. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение: зажим «+» к проводнику, идущему от положительного полюса источника питания, зажим «–» к проводнику, идущему от отрицательного  полюса источника питания.

IV. Этап изучения новых знаний и способов деятельности

Учитель:  Теперь возвратимся к нашему опыту. Нам удалось выяснить, что различие в накале лампочек может быть при различном их соединении. Изобразите на доске, последовательное соединение лампочек.

Учащиеся изображают соединения.

(Слайд 2)

Исследуем параметры последовательного соединения. Для этого разделимся на две группы: одна получает задание исследовать силу тока при  последовательном соединение проводников, другая напряжение.
На столе у вас приборы, постарайтесь понять, к какой группе вы относитесь? Как это можно определить?

Группа 1. Исследование силы тока на различных участках цепи и общей силы тока в цепи.

Оборудование: Источник питания,  резистор, лампочка, ключ, амперметр, соединительные провода.

Ход выполнения работы:

• соберите схему, состоящую из источника питания, ключа и последовательно соединенных резистора и лампочки.
• измерьте с помощью амперметра силу тока на каждом участке цепи и общую силу тока в цепи.
• сделайте соответствующий вывод о соотношении между общей силой тока в цепи и силой тока на различных участках.

Группа 2. Исследование общего напряжения и напряжения на различных участках  цепи.

Оборудование: Источник питания, резистор, ключ, лампочка, вольтметр,  соединительные провода.

Ход выполнения работы:

• соберите схему, состоящую из источника питания, ключа и последовательно- соединенных резистора и лампочки;
• измерьте с помощью вольтметра напряжение на каждом участке цепи и общее напряжение в цепи;
• сделайте соответствующий вывод о соотношении между общим напряжением в цепи и напряжениям на каждом участке  

Физкультминутка

Руки на уровне груди, ладони прижимаем друг к другу. Ладони – это книга. Откройте книгу знаний и разверните её,  пусть информация уйдет в мир. Верните свою книгу знаний к себе и закройте. Вы готовы продолжить занятие, желаю удачи.

V. Этап первичной проверки понимания изученного

Учитель: Переходим к следующему этапу нашего занятия – научимся применять полученные знания для расчета сопротивления. Формула для сопротивления получается из того что, соединяя проводники последовательно, мы как бы увеличиваем длину проводника. Поэтому сопротивление цепи становиться больше сопротивления одного проводника и сопротивления складываются.

Преимущества и недостатки последовательного соединения проводников. (Слайд 5)

Применение знаний для расчета схем.

Схема №1.

Какую силу тока показывает амперметр, если показания вольтметра 3В?

Схема №2.

Каковы показания вольтметра, если сила тока в цепи равна 0,5А?

Схема №3.

Каковы показания вольтметров, если амперметр показывает 1,5 А?

VI. Этап закрепления нового материала

Учитель: Молодцы, вы успешно справились с этим заданием. И сейчас пришло время проверить ваше умение применять на практике ваши знания. Делимся 6 групп.

Группа №1

Общее сопротивление трех одинаковых последовательно соединенных ламп составляет 36 Ом. Чему равно сопротивление каждой лампы?

Группа№2

Три проводника сопротивлением 12 Ом, 9 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах цепи 120 В. Найти силу тока в цепи.

Группа №3

Гирлянда из 60 лампочек включена в сеть напряжением 210 В, сила тока в цепи равна 0,5 А. Определить сопротивление каждой лампы, если все они соединены последовательно.

Группа №4

Объясните, как осветить елку 5-вольтовыми лампочками, если напряжение в сети 220В?

Группа №5

В сеть напряжением 120В включены последовательно две электрические лампы сопротивлением по 200 Ом каждая. Определить ток идущий через лампы.

Группа №6

В сеть напряжением 220 В последовательно включены лампа накаливания сопротивлением 400 Ом и электрическая плитка 40 Ом. Определите силу тока в цепи.

У доски защита задач.

VII. Рефлексия

Учитель: Что ж, наш урок подходит к завершению. В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке, каждый из вас, все вместе как класс, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались. Когда, будете выходить из класса прикрепите стрелку, где считаете нужным.

VIII. Заключительный этап

Учитель: Мне очень понравилось с вами работать.
А теперь давайте вместе оценим вашу работу на сегодняшнем уроке. Каждый из вас во время урока находился в составе той или иной рабочей группы, и лучше вас никто не знает, какой вклад внес каждый в общее дело. Поэтому, я предлагаю вам оценить работу своих товарищей по группе. Для этого воспользуйтесь оценочными бланками, лежащими перед вами.

P.S. Я оставляю за собой право подкорректировать выставленные оценки, потому что я также следила за работой каждого из вас на уроке.

Домашнее задание:

Повторить § 8-20.
Подготовиться к уроку решения открытых задач.

Приложение

Головоломка с последовательной и параллельной лампочкой

В схеме ниже у нас есть одна лампочка и блок питания. (В этой статье мы будем предполагать, что источник питания идеален, обеспечивая постоянное напряжение без внутреннего сопротивления. Мы также будем предполагать, что лампочки являются идеальными омическими устройствами с фиксированным сопротивлением).

Допустим, лампочка красиво светится и потребляет энергию, подаренную буквой P .

Если мы хотим добавить вторую лампочку, у нас есть два варианта. Мы можем подключить лампы параллельно или последовательно. Что происходит с потребляемой мощностью?

Слева лампы соединены параллельно. Каждый испытывает одинаковый потенциал от источника питания. Каждая лампочка светится с той же интенсивностью, что и отдельная лампочка. Потребляемая мощность составляет 2P .

Справа лампы соединены последовательно. Через обе лампочки протекает тот же ток, что и через одну лампочку, и напряжение на каждой лампочке падает вдвое. Так как мощность равна ^{В 2} /Р, то при половинном напряжении каждая лампочка потребляет (светится) с четвертью яркость одной лампочки. Однако их два, поэтому общая потребляемая мощность составляет P/2 .

Какая от этого польза? Что ж, он позволяет регулировать потребляемую мощность (яркость) конфигурации, и во времена ламп накаливания это помогало продлить срок службы лампочек.

Мы не хотим перенастраивать цепь каждый раз, когда хотим изменить одну из двух конфигураций, поэтому проблема в том, можем ли мы сделать это с помощью переключателя?

Реклама:

Задача

Ваша задача, если вы решите принять ее, состоит в том, чтобы подключить лампы с помощью одного переключателя DPDT (двухполюсный, двухпозиционный) таким образом, чтобы переключение переключателя переключало между включенными лампочками. соединены последовательно или параллельно.

Решение

Возможное решение:

Когда переключатель находится в верхнем положении, упрощенная схема цепи показана внизу слева. Лампочки стоят параллельно. Когда переключатель находится в положении «вниз», схема аналогична схеме справа. Обратите внимание, что одна из клемм переключателя даже не подключена и остается плавающей в этом решении!

Это не единственное решение. Возможно, вы придумали другие (и/или размышления). Вот еще пара возможных решений:

Взаимно лампочки можно заменить батарейками (и питание превратить в выходные разъемы), и можно сделать блок питания на два напряжения (например, коробку, которая может выдавать 12 В или Выходы 24 В по щелчку переключателя с использованием двух аккумуляторов 12 В).

Изображение: Ky0n Cheng

Applications

Комбинируя вышеприведенные принципы конфигурации с одной лампой, параллельной и последовательной конфигураций, поскольку каждая из них представляет разную мощность, мы можем создать устройство с резистивной нагрузкой с несколькими настройками.

Вместо лампочек представьте, что это два одинаковых элемента в плите или обогревателе. Когда оба элемента выключены, тепло не выделяется. При питании одного элемента устройство будет генерировать P Вт. Если оба работают последовательно, они будут генерировать P/2 Вт, а если оба работают параллельно, они будут генерировать 2P Вт.

Позволяет выбрать четыре настройки: Выкл., Низкий, Средний, Высокий .

Этого можно добиться, используя всего два переключателя, один SPDT и один SPST (которые также имеют четыре конфигурации)!

Вот настройки:

Переключатель №1	Переключатель №2	Питание	Конфигурация	Выход
Вверх	Вверх (выкл)	0	—	ВЫКЛ
Вниз	Вверх (выкл.)	P/2	Серия	НИЗКИЙ
Вниз	Вниз (на)	P	Один элемент	СРЕДНЯЯ
Вверх	Вниз (вкл)	2P	Параллельно	ВЫСОКИЙ

Довольно эффективно!

«Смотрите, я могу сделать три» *

* «Десять яблок сверху» — Доктор Сьюз

Как насчет трех ламп, подключенных последовательно или параллельно с выключателем? При параллельном подключении трех выход будет 3P . При последовательном подключении трех выход будет P/3 . Какая конфигурация коммутатора потребуется для этого?

С помощью четырехполюсного переключателя Double-Throw (фактически два DPDT физически подключены), это можно сделать следующим образом:

Однако есть гораздо более элегантное решение, использующее только переключатель DPST (Double-Pole Single-Throw) . Вы можете решить это?

Решение

электричество — Почему лампочки с меньшим сопротивлением светят ярче в параллельных цепях, а лампочки с большим сопротивлением ярче в последовательных цепях?

Это в основном то же самое, что и два других ответа, но я предпочитаю иметь дело непосредственно с биржевыми уравнениями. 92}{Р}$. Но я считаю, что не всегда полезно говорить: «Мы занимались алгеброй, и эти две вещи эквивалентны, поэтому этот ответ верен».

Итак, давайте посмотрим на схему более подробно и надеемся, что она окажется полезной. 🙂

Цепь серии

Закон Кирхгофа о токах говорит нам, что ток, втекающий в узел, должен быть равен току, вытекающему из него. В последовательной схеме каждый узел имеет только вход и выход, поэтому вход и выход должны быть равны. Далее следует, что все входы и выходы должны быть равны, потому что между узлом 1 и узлом 2 нет места для прохождения тока.

Далее следует закон Кирхгофа о напряжении, согласно которому для замкнутого контура сумма напряжений должна быть равна нулю.

Как обсуждалось ранее, закон Ома говорит нам, что $V=IR$, поэтому мы можем сказать, что $V_1=I_1R_1$ и $V_2=I_2R_2$. Кроме того, мы знаем $I_1=I_2$ из-за закона тока Кирхгофа. Это означает, что $V_2=I_1R_2$ и $V_1=I_2R_1$.

Мы можем изменить порядок, чтобы получить $I_1=\frac{V_1}{R_1}$ $=\frac{V_2}{R_2}$ $=I_2$. Нас особенно интересует тот факт, что $\frac{V_1}{R_1}$ $=\frac{V_2}{R_2}$. Если мы знаем, что одно из сопротивлений выше, напряжение на этой стороне также должно быть выше, чтобы уравнение выполнялось.

Таким образом, нагрузка с наибольшим сопротивлением будет иметь и наибольшее падение напряжения: если $R_1>R_2$, то $V_1>V_2$.

Возвращаясь к закону Ватта, мы видим, что $P=VI$, поэтому мощность, проходящая через $R_1$, равна $P_1=V_1I_1$, а мощность, проходящая через $R_2$, равна $P_2=V_2I_2$. Опять же, мы знаем, что $I_1=I_2$, поэтому мы можем изменить порядок, чтобы получить $I_1=\frac{P_1}{V_1}$ $=\frac{P_2}{V_2}$ $=I_2$.

Как и прежде, нас особенно интересует тот факт, что $\frac{P_1}{V_1}$ $=\frac{P_2}{V_2}$. Если одно напряжение выше, мощность на этой стороне должна быть выше, чтобы уравнение выполнялось.

Таким образом, нагрузка с наибольшим сопротивлением имеет наибольшее падение напряжения и, следовательно, наибольшую мощность, проходящую через нее: если $R_1>R_2$, то $V_1>V_2$ и, следовательно, $P_1>P_2$.

Поскольку яркость лампочки определяется количеством энергии, проходящей через нее, лампочка с наибольшим сопротивлением будет самой яркой.

Параллельный контур

В случае параллельного контура законы Кирхгофа по-прежнему выполняются, но они не особенно полезны. Важно отметить, что напряжение, проходящее через каждую из нагрузок, должно быть одинаковым, потому что они оба привязаны к одним и тем же узлам.

Закон Ома остается в силе, но теперь напряжение остается постоянным на обеих нагрузках. $V_1=I_1R_1$ и $V_2=I_2R_2$. Поскольку $V_1=V_2$, это напрямую дает нам $I_1R_1=I_2R_2$. Мы умножаем, а не делим, поэтому получаем противоположный эффект от более высоких сопротивлений, как и раньше: высокое сопротивление вызывает меньший ток.

То есть если $R_1>R_2$, то $I_1

Опять же, нас интересует тот факт, что $\frac{P_1}{I_1}$ $=\frac{P_2}{I_2}$. Это означает, что тот ток, который ниже, должен иметь меньшую мощность, чтобы уравнение выполнялось. Поскольку большее сопротивление означает меньший ток, отсюда следует, что большее сопротивление означает меньшую мощность: если $R_1>R_2$, то $I_1