Sériové zapojení žárovek: schéma, smíšené zapojení, klady a zápory

Při umístění síťových osvětlovacích zařízení (lampy nebo LED pásky) zpravidla není pochyb o tom, jak je vzájemně propojit. Pokud jsou navrženy pro napětí 220 Voltů, tradičně používaným způsobem připojení je paralelní připojení. Sériové zapojení žárovek se používá jen ve vzácných případech, kdy jsou na jejich základě vyrobeny například girlandy. Dalším častým důvodem pro použití této metody je snaha zvýšit životnost osvětlovacích produktů jejich používáním při částečném provozním výkonu.

Sériové připojení

Nestandardní sériové připojení žárovek do sítě 220 V má následující vlastnosti:

• stejný proud protéká všemi osvětlovacími prvky zahrnutými v obvodu;
• rozložení úbytků napětí na nich bude úměrné vnitřnímu odporu;
• Podle toho je energie spotřebovaná každým iluminátorem distribuována.

Při sériovém zapojení žárovek do obvodu se společným vypínačem nebudou světla určená pro 220 Voltů hořet na plný výkon.

Když jsou v řetězu instalovány dvě žárovky s různým výkonem P, svítí jasněji ta s vyšším odporem, tedy méně energeticky náročná. To lze vysvětlit velmi jednoduše: díky většímu vnitřnímu odporu bude napětí na něm významnější. Vzhledem k tomu, že tento parametr je ve vzorci pro P obsažen ve čtverci P=U2/R, pak se na něm při pevném odporu rozptýlí více výkonu (hoří jasněji).

Výhodou sekvenčního spínání svítilen je šetrnější provozní režim díky nižší spotřebě každé z nich. Ve všech ostatních ohledech je tento způsob připojení nežádoucí, protože má následující charakteristické nevýhody:

• při poruše jedné lampy je celý obvod bez napětí, takže osvětlovací vedení přestane úplně fungovat;
• při instalaci žárovek různého výkonu dávají jinou záři;
• nemožnost použití sekvenčního obvodu při připojení energeticky úsporných žárovek (vyžadují plné napětí 220 voltů).

Sekvenční možnost je optimální pro vytvoření „měkkého světla“ v nástěnných lampách nebo při výrobě girland z nízkonapěťových LED prvků.

Paralelní připojení

Klasické paralelní zapojení výbojek se od sériového způsobu liší tím, že v tomto případě je na všechny osvětlovače přivedeno plné síťové napětí.

Při paralelním zapojení žárovek teče každá větev vlastní proud v závislosti na odporu daného řetězu.

Vodiče dodávané do patic a patic lampy jsou připojeny k jednomu vodiči formou paralelní sestavy. Mezi nesporné výhody této metody patří následující vlastnosti:

• pokud jedna z žárovek vyhoří, ostatní pokračují v práci;
• v každé z větví hoří na plný výkon, protože na všechny je současně aplikováno plné napětí;
• Je povoleno používat energeticky úsporné žárovky;
• Pro připojení k síti stačí odstranit požadovaný počet fázových vodičů z pokojového lustru a uspořádat je ve formě spínané skupiny.

Tento způsob nemá prakticky žádné nevýhody, s výjimkou vysoké spotřeby vodičů ve vysoce rozvětvených obvodech. Principem elektroinstalace můžete snadno připojit několik žárovek na jeden vodič. Typický obvod pro paralelní zapojení žárovek s vypínačem se neliší od klasického spínání. V tomto případě je do něj navíc zaveden klíčový spínač.

Zákony směsných sloučenin

Smíšené zahrnutí iluminátorů je popsáno takto:

• Je založen na paralelním zapojení několika elektrických větví.
• V některých větvích jsou zátěže zapínány sériově ve formě řady žárovek umístěných za sebou.

K samostatným paralelním větvím je možné připojit různé typy spotřebičů, včetně žárovek, halogenových nebo LED zdrojů.

Při zvažování charakteristik smíšené směsi je třeba vzít v úvahu následující vzory:

• Stejný proud protéká každou ze sériově zapojených částí obvodu.
• Při průchodu linkou s paralelně zapojenými spotřebiči se větví a na výstupu se opět stává jednolinkou.
• S rostoucím počtem prvků v pracovním obvodu klesá absolutní hodnota proudu v něm.
• Napětí na jednom článku se rovná součinu složky proudu a celkového odporu větve (Ohmův zákon).
• S rostoucím počtem prvků v obvodu se odpovídajícím způsobem snižuje napětí na každém z nich.

Smíšený způsob připojení má řadu výhod, které jsou určeny přednostmi každého ze dvou hlavních schémat připojení. Od sekvenčního „zdědil“ jeho účinnost a od paralelního „zdědil“ schopnost pracovat, i když některý prvek v jednom z kombinovaných řetězců selže.

Při použití smíšeného obvodu se doporučuje seskupit výbojky stejného výkonu do sériových obvodů a do paralelních větví umístit osvětlovače s různou spotřebou energie.

Typy žárovek a schémata zapojení

Před instalací různých typů osvětlovacích zařízení je vhodné seznámit se s principem činnosti a jejich vnitřní strukturou a také s vlastnostmi připojovacího obvodu k napájecí síti. Důležité je také vědět, že každá z odrůd je schopna dlouhodobě pracovat pouze při důsledném dodržování provozního řádu.

Zářivky

Kromě tradičních žárovek se jejich zářivkové trubicové analogy často používají k osvětlení kancelářských a částečně domácích prostor. Nejčastěji jsou instalovány v následujících zařízeních:

• v dílnách a na průmyslových výrobních linkách;
• v administrativních budovách a v různých boxech;
• v garážích, nákupních centrech a podobných veřejných místech.

Doma se používají mnohem méně často – někdy jsou umístěny v kuchyni, aby osvětlily pracovní plochu.

Charakteristickým rysem fluorescenčních iluminátorů je nemožnost přímého připojení k 220V síti, protože k rozbití plynového sloupce je potřeba vysoké napětí. K jejich zapnutí se používá speciální elektronický obvod, který obsahuje startovací prvky jako tlumivka, startér a vysokonapěťový kondenzátor (v některých případech je volitelný).

V posledních letech byly škrticí měniče, které jsou při provozu nehospodárné a velmi hlučné, nahrazeny tzv. „elektronickým předřadníkem“. Pořadí jeho připojení je obvykle vyznačeno ve formě schématu zobrazeného na těle zařízení.

Při použití elektronického adaptéru je připojena jedna výbojka, nebo jsou instalovány dvě najednou, zapojené do série.

Halogenové zdroje a LED žárovky

Zapalovače prvního typu se tradičně instalují při instalaci zavěšených a zavěšených stropů. Jsou také ideální, když je potřeba osvětlit prostory s vysokou vlhkostí, protože jsou k dispozici v několika modifikacích. Jeden z nich je navržen pro provoz na 12 voltů. Pro jejich získání je v prostoru stropu instalován převodník určený pro příslušné výstupní napětí.

LED lampy se vyznačují přítomností vestavěného ovladače, který vám umožňuje přijímat požadované napájecí napětí (12 nebo 24 voltů). Ukázky LED iluminátorů, navržených pro provoz od 220 voltů, se zapínají jako žárovky. Ale na rozdíl od běžných iluminátorů se nedoporučuje zapínat je v řetězci.

Pro určení požadovaného pořadí jejich zapojení je důležité vybrat správný typ žárovek. Při instalaci zářivek a halogenových žárovek není dovoleno zapojovat energeticky úsporná osvětlovací tělesa do sériového řetězce, řídí se svými spínacími obvody. Když je síťové napětí nízké, energeticky úsporné žárovky rychle selžou a zářivky se nemusí rozsvítit vůbec.