Gc-helper.ru

ГК Хелпер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как последовательно соединить розетки между собой

Ток и напряжение при параллельном, последовательном и смешанном соединении проводников

Реальные электрические цепи чаще всего включают в себя не один проводник, а несколько проводников, как-то соединенных друг с другом. В самом простом виде электрическая цепь имеет только «вход» и «выход», то есть два вывода для соединения с другими проводниками, через которые заряд (ток) имеет возможность втекать в цепь и из цепи вытекать. При установившемся токе в цепи, значения величин токов на входе и на выходе будут одинаковы.

Если взглянуть на электрическую цепь, включающую в себя несколько разных проводников, и рассмотреть на ней пару точек (вход и выход), то в принципе остальная часть цепи может быть рассмотрена как одиночный резистор (по ее эквивалентному сопротивлению).

При таком подходе говорят, что если ток I – это ток в цепи, а напряжение U – напряжение на выводах, то есть разность электрических потенциалов между точками «входа» и «выхода», то тогда отношение U/I можно рассмотреть как величину эквивалентного сопротивления R цепи целиком.

Если закон Ома выполняется, то эквивалентное сопротивление можно вычислить довольно легко.

Ток и напряжение при последовательном соединении проводников

В простейшем случае, когда два и более проводников объединены друг с другом в последовательную цепь, ток в каждом проводнике окажется одним и тем же, а напряжение между «выходом» и «входом», то есть на выводах всей цепи, будет равным сумме напряжений на составляющих цепь резисторах. И поскольку закон Ома справедлив для любого из резисторов, то можно записать:

Итак, для последовательного соединения проводников характерны следующие закономерности:

Для нахождения общего сопротивления цепи, сопротивления составляющих цепь проводников складываются;

Ток через цепь равен току через любой из проводников, образующих цепь;

Напряжение на выводах цепи равно сумме напряжений на каждом из проводников, образующих цепь.

Ток и напряжение при параллельном соединении проводников

При параллельном соединении нескольких проводников друг с другом, напряжение на выводах такой цепи — это напряжение на каждом из проводников, составляющих цепь.

Напряжения на всех проводниках равны между собой и равны напряжению приложенному (U). Ток через всю цепь — на «входе» и «выходе» — равен сумме токов в каждой из ветвей цепи, параллельно объединенных и составляющих данную цепь. Зная, что I = U/R, получаем, что:

Итак, для параллельного соединения проводников характерны следующие закономерности:

Для нахождения общего сопротивления цепи — складываются обратные величины сопротивлений составляющих цепь проводников;

Ток через цепь равен сумме токов через каждый из проводников, образующих цепь;

Напряжение на выводах цепи равно напряжению на любом из проводников, образующих цепь.

Эквивалентные схемы простых и сложных (комбинированных) цепей

В большинстве случаев схемы цепей, являясь комбинированным соединением проводников, поддаются пошаговому упрощению.

Группы соединенных последовательно и параллельно частей цепи, заменяют эквивалентными сопротивлениями по приведенному выше принципу, шаг за шагом вычисляя эквивалентные сопротивления кусочков, затем приводя их к одному эквивалентному значению сопротивления всей цепи.

И если сначала схема выглядит довольно запутанной, то будучи упрощенной шаг за шагом, она может быть разбита на меньшие цепочки из последовательно и параллельно соединенных проводников, и так в конце концов сильно упрощена.

Между тем, не все схемы подаются упрощению таким простым путем. Простая с виду схема «моста» из проводников не может быть исследована таким образом. Здесь нужно применять уже несколько правил:

Для каждого резистора выполняется закон Ома;

В любом узле, то есть в точке схождения двух и более токов, алгебраическая сумма токов равна нулю: сумма токов втекающих в узел, равна сумме токов вытекающих из узла (первое правило Кирхгофа);

Сумма напряжений на участках цепи при обходе по любому пути от «входа» до «выхода» равна приложенному к цепи напряжению (второе правило Кирхгофа).

Мостовое соединение проводников

Дабы рассмотреть пример использования приведенных выше правил, рассчитаем цепь, собранную из проводников, объединенных в схему моста. Чтобы вычисления получились не слишком сложными, примем, что некоторые из сопротивлений проводников равны между собой.

Обозначим направления токов I, I1, I2, I3 на пути от «входа» в цепь — к «выходу» из цепи. Видно, что схема симметрична, поэтому токи через одинаковые резисторы одинаковы, поэтому обозначим их одинаковыми символами. В самом деле, если поменять у цепи местами «вход» и «выход», то схема будет неотличима от исходной.

Для каждого узла можно записать уравнения токов, исходя из того, что сумма токов втекающих в узел равна сумме токов вытекающих из узла (закон сохранения электрического заряда), получится два уравнения:

Следующим шагом записывают уравнения сумм напряжений для отдельных участков цепи при обходе цепи от входя к выходу различными путями. Так как схема является в данном примере симметричной, то достаточно двух уравнений:

В процессе решения системы линейных уравнений, получается формула для нахождения величины тока I между зажимами «входным» и «выходным», исходя из заданного приложенного к цепи напряжения U и сопротивлений проводников:

А для общего эквивалентного сопротивления цепи, исходя из того, что R = U/I, следует формула:

Можно даже проверить правильность решения, например приведя к предельным и к частным случаям величины сопротивлений:

Теперь вы знаете, как находить ток и напряжение при параллельном, последовательном, смешанном, и даже при мостовом соединении проводников, применяя закон Ома и правила Кирхгофа. Эти принципы очень просты, и даже самая сложная электрическая цепь с их помощью в конце концов приводится к элементарному виду путем нескольких несложных математических операций.

Читать еще:  Можно располагать розетки за холодильником

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Как соединить два провода без пайки

Понятно что можно соединить два или три провода вместе спаяв их, но это самый сложный способ, ведь нужен паяльник, розетка, припой, флюс… Конечно самый простой способ соединить провода — это скрутить их. Если знаете как это грамотно сделать, такое соединение может быть вполне механически прочным, обеспечивать хороший электрический контакт. Посмотрите фото ниже. Оно показывает метод, используемый для соединения кабелей вместе с высокой механической прочностью. Просто зачищаем изоляцию и перекручиваем провода между собой, замотав поверх изолентой или термоусадкой.

Этот способ однако имеет свои недостатки. Создание таких соединений очень утомительно, особенно если их должно быть много в электроустановке. Кроме того, длина кабеля, используемого для подключения, велика, что говорит о том, насколько меньше проводов нам потребуется для установки, если таких подключений действительно много, или сколько придется заплатить за подключение системы. Что важно — такие соединения ни при каких условиях не могут быть выполнены под напряжением, которое иногда отключить невозможно и приходится работать под током.

Меры предосторожности

Провода часто различаются по размеру и типу проводника. Самый тонкий провод во всей системе должен быть способен передавать максимальный ток, который течет в цепи. Кроме того, соединение между двумя проводами может дополнительно увеличить последовательное сопротивление, особенно если оно не является хорошим или, например, оно не соответствует диаметру провода. Это может привести к перегреву соединения, что часто наблюдается после неопытных электриков.

В зависимости от напряжения и тока для этих типов соединений применяются разные стандарты. Эти стандарты существуют не просто так, и если вы их игнорируете, то делаете работу на свой страх и риск. Иногда это заканчивается очень неприятным образом. Типичным примером является возможность пожара из-за использования неподходящего соединителя в электросети, даже если соединитель находится в совершенно ином месте чем произошедшее возгорание.

Теперь давайте рассмотрим наиболее популярные и часто используемые кабельные разъемы для соединения между собой электрических проводов.

Электрический клеммник

Если хотите соединить несколько разных электроцепей вместе, можете использовать электрический клеммник, как показано на рисунке. Тема клеммников очень широка — это огромная группа соединителей, которые было бы трудно охватить в пределах одной статьи, поэтому давайте просто изучим фото — у большинства из нас уже была возможность использовать этот тип соединения при монтаже люстр и светильников.

Гайки для кабелей

Эти типы разъемов (Molex 0191600039) бывают разных цветов и размеров. Они очень популярны в электроустановках разных стран. Они используются для соединений в энергетической сети внутри помещений. Такая гайка состоит из усеченного конуса из изоляционного материала с резьбой внутри.

Использовать такое соединение просто — возьмите два изолированных конца шнура, вставьте их в конус и скрутите. Эта гайка позволяет легко подключать между собой даже сильно не совпадающие диаметры проводов, а также позволяет подключать два, три или четыре провода одновременно. При условии что все оголенные проводники находятся в изолированном конусе, соединение полностью изолировано. Однако сам разъем не очень прочный, и сильный рывок может привести к его отсоединению, что означает следует подумать о том, не может ли возникнуть какое-либо механическое напряжение в этом месте. Положительной стороной этого разъема является тот факт, что можно при желании раскрутить его, чтобы внести изменения.

Быстрый разъем Wago

Быстрый разъем (Wago 221), показанный на фото, предназначен для соединения двух проводов вместе, но они доступны в версиях и с пятью одновременными подключениями. Изолированные концы кабеля помещаются в разъемы, которые защелкиваются нажатием на рычаг.

Благодаря рычагу закрепление и открепление разъема очень просты — соединение можно использовать повторно несколько раз. Также доступны дополнительные аксессуары для разъемов Wago, которые позволяют, например, навсегда смонтировать весь блок разъемов в корпусе.

Лопаточные клеммы

Любой кто знает о проводке автомобиля, видел как выглядят лопаточные клеммы. Вот фотографии изображающие такой разъем: есть в версии папа (Panduit DNF18-250-M) и в версии мама (Panduit DNF14-250FIM-M).

Клеммы такого типа зажимаются на изолированных проводах с помощью специального устройства — обжимного инструмента. Разъемы доступны в широком диапазоне цветов изоляции. Очень часто цвет также является показателем рекомендуемой толщины проволоки, при которой клемма должна быть обжата.

Обычно часть этого соединения прикрепляется к реле или другому блоку устройства, а другая часть надевается на него и располагается на кабеле, однако есть и просто обжимные разъемы.

При его использовании убедитесь что всё соединение полностью изолировано. Специальные изоляционные прокладки делают это довольно надёжно. Соединители этого типа обеспечивают довольно высокую устойчивость к случайным отключениям даже для сильных натяжений.

Штекерные обжимные соединители

Эти соединители используют те же инструменты для обжима и изоляции, что и лопаточные клеммы, стыковые соединители (например, соединитель Phoenix Contact 3240061) часто встречаются в той же серии производителей, что и автомобильные клеммы.

Такой соединитель представляет собой просто металлическую трубку (иногда изолированную), в которой зачищенный конец одного провода помещается на одном конце трубки, обжимают его и повторяют это действие для другого провода на другой стороне.

Читать еще:  Розетка витая пара лезард подключение

Соединители типа пуля

Указанное соединение неразборно. Такое соединение чаще звучит в английском названии: Bullet Connector. На фото показана пара разъемов Panduit: EBV18-4MB-Q и EBV18-4B-Q.

Этот тип соединения состоит из металлической трубки в которой кабель зажимается с одной стороны, напоминающей пулю (иногда с дополнительной изоляцией), а с другой — аналогичной трубки, в которой так называемая «пуля» заходит. Электрический провод также подключен ко второй трубке.

Разъемное соединение Scotchlok

Иногда необходимо использовать неразорванный кабель для подключения. Конечно, его всегда можно разрезать и сделать, например, трехстороннее соединение. Существует для этого практика, которая заключается в удалении небольшого участка изоляции провода и обмотку его другим. Однако доступно гораздо лучшее решение — муфты Scotchlock, показанные на картинке.

Этот разъем имеет две дорожки. Одна из них скользит по основному проводу (изолирован), а другая для стыкового. Весь разъем на обоих проводах закрывается, что может потребовать использования плоскогубцев, особенно с большими сечениями провода или более толстой изоляцией. При закрытии разъема в изоляцию вдавливается специальный нож, который пройдя через него касается внутреннего проводника, замыкая оба провода расположенные в элементе. Этот вид технологии (с прорезанной контактной изоляцией) называется IDT.

Стыковые разъемы IDT

Теперь, когда мы уже представили один вид разъема IDT, узнаем про еще несколько разъемов этого типа. На фото показан пример стыкового соединителя IDT (Keystone 8377). Существует много серий разъемов такого типа, например, показанный i-Clamp Keystone или серия Coolsplice от TE Connectivity.

Клеммы монтажные Navigator

Очень удобные соединители типа педальки, считаются одними из наиболее современных.

Фитинги разъёмы

Также есть такие соединители типа фитинги. Полностью изолированные, а значит можно при необходимости работать под напряжением.

Подведение итогов

Для всех вариантов подключения описанных выше важно помнить, что некоторые из них — например, клеммники или гайки — универсальны и очень популярны, в то время как другие специализированы, то есть служат для конкретного применения. Нужно всегда хорошо подумать, чтобы выбрать правильный разъем для подключения проводов в электросети или другой установке, которую ремонтируем или создаём. А если сомневаетесь — спросите в комментариях и постараемся вопрос прояснить.

Напряжение. Особенности последовательного и параллельного соединений

Что такое проводник

В каждой электрической цепи в качестве проводников рассматривается материал или вещество, наделенные свойством проведения электрического тока и обладающие определенным уровнем сопротивления. Этот коэффициент вычисляется по формуле:

  • p — обозначен уровень удельного сопротивления, Oм*м,
  • R — указывает на эффективное сопротивление проводника, Ом,
  • S — это площадь поперечного сечения, м2,
  • I — значение длины проводника, м.

Из вышесказанного следует, что любой проводник может рассматриваться, как резистор, имеющий собственное сопротивление.

В случае, если проводники соединены с использованием последовательной схемы, коэффициент силы тока для каждого из них является одинаковым. А величина общего напряжения в созданной электроцепи представляет собой совокупность напряжений на концах каждого отдельно взятого проводника.

Если используется параллельная схема подсоединения, напряжение между двумя узлами, которыми объединены элементы в электроцепи, падает в них до одинакового значения. В то же время, для определения величины, обратной коэффициенту общего сопротивления, используется метод суммирования величин, которые обратны сопротивлениям проводящих элементов, подключенных параллельно.

Особенности последовательного соединения

Специфика использования данного способа предполагает подсоединение проводников, используя последовательную схему подключения. Это означает, что концы одного проводящего элемента соединяются с концами двух других входящих в схему проводников. Главная особенность такого типа соединения – отсутствие каких-либо разветвлений в цепи, проводники имеют принадлежность к одному и тому же кабелю. Другими словами, через каждый новоприсоединенный проводник может протекать электрический ток с одинаковым значением. В сумме же напряжение в токопроводящих элементах равно значениям, имеющимся на концах каждого из них.

К примеру, если последовательно соединить несколько резисторов в одну цепь, не оставив ни одного разветвления, величина заряда из одного какого-либо проводника будет равной величинам заряда в других. Во всех проводящих элементах цепи сила тока будет иметь одно и то же значение.

В то же время, при этом типе соединения допускается замена всех используемых резисторов на один эквивалентный. Величина тока на нем, как правило, совпадает с общим током, движущимся по остальным резисторам. А значение общего напряжения складывается из напряжений в каждом отдельно взятом резисторе. Это позволяет объяснить разность потенциалов на примере единого эквивалентного резистора.

С учетом этих правил и закона Ома, которые применимы для всех резисторов, очень легко доказывается равность между значением сопротивления на эквивалентном резисторе и суммой всех сопротивлений.

Где применяется этот способ соединения

Этот способ соединения применяется в устройствах с целенаправленным включением и выключением. К примеру, звон электрического звонка раздастся лишь при условии, если он последовательно был соединен с источником питания и кнопкой нажатия. Исходя из вышеперечисленных правил, если электрический ток будет отсутствовать на одном из проводников, его не будет и на остальных проводниках. А если электричество будет хотя бы на одном из проводящих элементов, он будет выявлен и на остальных.

По этому же принципу функционируют обычные карманные фонарики. В их конструкции предусмотрены три важных элемента. Цепь формируется из маленькой лампочки, батареи и кнопки. Чтобы одно такое устройство засветило, необходимо последовательно подключить обозначенные элементы при помощи простого нажатия кнопки.

Читать еще:  Леново с 660 розетка

В то же время, в доме или городской квартире, где установлено большое количество устройств и приборов освещения разного типа, их не обязательно соединять по последовательной схеме. Ведь зачастую включать и выключать свет в каждом помещении не нужно. Подключение лампочек и люстр в данном случае выполняется с использованием параллельной схемы.

Особенности параллельного соединения

Эта схема предполагает подсоединение заданного количества проводящих устройств параллельно по отношению к друг другу. Так, в одну точку сперва объединяются все начала проводников, в другую точку – их концы. На примере нескольких резисторов рассмотрим схему параллельного подсоединения.

Это разветвленное соединение, где в каждой указанной в схеме ветви есть по одному резистору. После того, как ток достигает точки разветвления, происходит условное разделение электричества к каждому существующему резистору. В результате составляется суммарное значение электрических токов, действительных для всех сопротивлений, которые подключены в данный момент к электроцепи. В то же время, элементы с параллельными соединениями имеют одинаковые значения для всех напряжений. В данном способе также допускается замена всех включенных резисторов на один эквивалентный.

При составлении схем параллельных соединений учитываются следующие закономерности:

  • Общее значение сопротивления в электроцепи находится путем складывания обратных величин сопротивлений в цепи проводников.
  • Значение тока в электроцепи равно сумме токов в каждом из используемых для формирования цепи проводников.
  • На выходах из электроцепи напряжение является равным значению, присутствующему на любом из проводников этой цепи.

Где может применяться параллельная схема соединений

Для бытовых условий подойдет пример с устройствами освещения. В такой схеме приборы освещения соединяются, как правило, параллельно. Если использовать последовательный способ, получится, что при включении одной люстры или лампы загорятся остальные в доме. Параллельное соединение же позволяет добавлять в каждую из используемых ветвей соответствующего выключателя и включать осветительные устройства, где и когда это нужно.

Важно отметить, что для соединения всех электроприборов в быту используется параллельная схема и сеть 220B. Таким же образом все элементы сети подключаются к распределительному щиту, независимо друг от друга.

Для проведения электроизмерительных работ обращайтесь в электролабораторию компании ТМ Электро.

Соединение солнечных панелей между собой

То, как несколько солнечных батарей подключены между собой, влияет на характеристики их работы: сила тока и напряжение, получаемые на выходе. Какое соединение солнечных панелей лучше вы определяете, исходя из потребностей домохозяйства и входных показателей инвертора.

Как можно соединить солнечные батареи

Варианта всего 3:

  • параллельное подключение;
  • последовательное подключение;
  • последовательно-параллельное подключение.

Параллельное соединение солнечных панелей

В этом случае вы получите низкое напряжение + большой ток. Напряжение будет равно напряжению одной панели, ток — сумме силе тока всех панелей. Принцип подключения такой:

  1. Соединить одноимённые клеммы модулей: «плюс» к «плюсу», «минус» к «минусу».
  2. На аккумулятор или контроллер вывести провода с одного из модулей.

Пример. Есть 2 панели на 12 вольт и 8 ампер. Соединив их параллельно, на выходе вы получите 12 вольт напряжения, но уже 16 ампер силы тока.

Чтобы сохранить полученные характеристики тока, важно подобрать кабель с достаточно большим сечением, а также иметь надёжные соединения.

Последовательное соединение солнечных панелей

Тут наоборот вы получаете высокое напряжение и низкую силу тока. Напряжение будет равно сумме напряжения всех панелей, а сила тока — одной панели. Схема такая:

  1. К «плюсу» первого модуля присоединить «минус» второго, к «минусу» второго присоединить «плюс» третьего и также последовательно продолжить.
  2. От двух крайних вывести провода на выход.

Пример. Берём те же 2 панели на 12 вольт и 8 ампер. Соединив их последовательно, на выходе вы получите 24 вольт напряжения и 8 ампер силы тока.

В этом случае можно не брать провода с большим сечением, к тому же можно не беспокоиться о больших потерях тока из-за увеличения длинны проводов (например, если инвертор находится далеко от солнечных батарей). Но есть и недостаток. Соединённые последовательно солнечные панели очень зависят друг от друга: если одна из них выйдет из строя или будет затенена, то это ощутимо отразится на работе всей системы.

Последовательно-параллельное соединение солнечных панелей (комбинированное)

Эта схема посложнее, но считается наиболее эффективной за счёт возможности комбинировать вышеперечисленные соединения. Так можно получить оптимальные выходные характеристики солнечных панелей.

  1. Панели делятся на несколько групп. Например, в каждой группе по два фотоэлемента.
  2. В группах панели соединяем параллельно.
  3. Выходы с каждой группы объединяем в последовательную цепь и пускаем полученные выходы в систему.

Главное преимущество такого решения — нет необходимости ставить мощный инвертор, который должен выдерживать высокие токи или напряжение. Эти характеристики будут сбалансированы.

Провод для соединения солнечных панелей

Рекомендуется использовать кабель с сечением не менее 4 мм². Допустимы и меньшие сечения, но если речь идёт о маломощной солнечной установке. Среди прочих характеристик провода: стойкость к высоким и низким температурам, хорошая изоляция и устойчивость к ультрафиолету.

Так как лучше соединять солнечные панели?

Как уже сказано выше, универсальный вариант — соединить их комбинированно. Но чаще всего используется последовательное соединение, которое хоть и не очень надёжно, но позволяет экономить на проводах и снижает энергопотери на пути к инвертору. Не забывайте и о входных характеристиках самого инвертора — получаемая сила тока и напряжение должны соответствовать его возможностям.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector