Преимущества и недостатки последовательного и параллельного подключения проводников

Параллельное соединение

Все электрические устройства обладают своими номинальными параметрами. Номинальное напряжение обычно является напряжением сети/питания, присутствующее на каждой ветви параллельной цепи. Поэтому имеет смысл подключать нагрузки параллельно. Дополнительным преимуществом является то, что если одно устройство не работает, все остальные устройства будут продолжать работать.

Для домашней разводки проводов

Вся бытовая мощность распределяется посредством параллельного подключения. Электроприборы могут быть соединенными и разъединенными, но при этом все они получат рабочее напряжение, которое необходимо для равномерной работы.

Параллельное соединение проводников обладает рядом других преимуществ:

  • Удобство индивидуального контроля над приборами. При этом можно использовать отдельные выключатель и предохранитель для каждого устройства;
  • Независимость от других приборов, в то время как любая неисправность в цепи приведет к остановке всех устройств последовательного соединения.


Последовательный тип подключения проводников

Часто бытовые приборы потребляют разную мощность, в результате чего на каждом из них получается свое падение напряжения. Для многих устройств оно становится выше нормируемого, и это делает невозможным их работу. Примером для рассмотрения может служить последовательная цепь с такими разными резистивными нагрузками, как водонагреватель 1,8 кВТ и настольная лампа 25 Вт. Для обогревателя мощности будет так мало, что он никогда не сможет работать в таких условиях.

Для информации. Известно, что на новогодней гирлянде лампы соединены последовательно. И если одна лампочка перегорит, то вся елка становится темной. При разрыве соединения в любом месте ток перестает течь по всей линии. Чтобы подобное не происходило в домашней электрической разводке, бытовые розетки и вся техника подключаются параллельно, а не последовательно.


Смешанный тип подключения проводников

Все бытовые приборы однофазного напряжения подключаются таким способом, чтобы сбалансировать нагрузку на электрическую сеть и предотвратить перегрузку. Это касается такой маломощной техники, как лампы, тостеры, холодильники, магнитофоны, стиральные машины, кондиционеры, компьютеры, мониторы, чайники, телевизоры, фены, розетки.

Более мощная бытовая техника, как электропечи, тэны, некоторые посудомоечные машины и кондиционеры, подключается преимущественно отдельной линией в параллели.

Все цепи оснащаются либо предохранителями (на 16 А или 20 А), либо автоматическими выключателями с соответствующей токовой нагрузкой. Розетки в ванных комнатах (согласно правилам электроустановок) требуют использования УЗО или дифференциальных автоматических выключателей, так как вода может вызвать нежелательные токи утечки, которые могут быть смертельными.


Квартирная разводка

Для замены кабелей

Если нет необходимого сечения кабеля для передачи высокой мощности, можно провести кабельную линию из нескольких кабелей, рассчитанных на меньшие токи. В нескольких проводах будет течь такой же ток, как в одном кабеле более большого сечения. Такая замена широко применяется для прокладки кабельных линий для больших нагрузок и расстояний. Выбор сечения кабелей осуществляется расчетным путем при проведении проверки по потере напряжения, допустимому длительному току и короткому замыканию. От правильности выбора напрямую зависит безопасность объекта.

Разные способы проводки применяются для достижения желаемой цели, с использованием имеющихся ограниченных ресурсов. Законы последовательного и параллельного соединения проводников дают возможность избежать ошибок при расчетах электрических схем.

Важно! Надлежащее исполнение последовательной или параллельной проводки – обязательное требование при производстве любых электромонтажных работ

Как скрутить провода правильно

Чаще всего скрутка применяется при ремонте электропроводки, шнуров и переходников (включая слаботочные) бытовой техники и аппаратуры. Если вести речь о домашней электросети, то нормами предусмотрено использование в домах провода с сечением токонесущей жилы 1,5–2,0 мм из меди и 2,5–4,0 мм из алюминия. Обычно для разводки используют провода марок ВВГ и ПВ в полихлорвиниловой оболочке. Силовые шнуры марок ШВЛ и ШТБ с резиновой или ПВХ изоляцией имеют сечение 0,5 – 0,75 мм.
Пошагово сращивание проводов между собой можно производить следующим образом:

  1. Обезжириваем оголенные концы проводов, протерев ацетоном/спиртом.
  2. Удаляем слой лака или оксидную пленку, зачищая проводники наждачной бумагой.
  3. Накладываем кончики так, чтобы они скрестились. Накручиваем по часовой стрелке не менее 5 витков одной жилы на другую. Чтобы скрутка получилась плотной, используем плоскогубцы.
  4. Изолируем открытые токонесущие части проводов с помощью изоленты, или накручиваем изолирующий колпачок. Они должны заходить за изоляцию на 1,5–2,0 с, чтобы прикрыть оголенные участки проводников.

Для сращивания между собой многожильного зачищенного провода с одножильным используется другая техника навивки:

  1. Многожильным проводом обкручивается одинарный провод, оставляя свободным конец без навивки.
  2. Конец одножильного провода загибается на 180°так, чтобы он прижал скрутку, затем прижимается плоскогубцами.
  3. Место соединения должно быть прочно зафиксировано изолентой. Для лучшей эффективности следует использовать изолирующую термотрубку. Для этого отрезок кембрика нужной длины натягивается на соединение. Чтобы он плотнее обхватил проводку, трубку следует прогреть, к примеру, феном или зажигалкой.

При бандажном соединении свободные концы кладутся друг к другу и сверху обматываются имеющимся отрезком провода (бандажом) из однородного материала.
Сцепка желобком предусматривает, что перед взаимным перекручиванием конфигурируются небольшие крючки из концов провода, они перецепляются между собой, затем края обматываются.
Существуют более сложные разновидности параллельных/последовательных соединений. Соединение проводов методом скрутки используют профессиональные электроремонтники при проведении восстановительных работ.

Понятия последовательного и параллельного подключения потребителей

Несколько строк теоретической части, так как для многих пользователей последовательное и параллельное подключение – это дремучий лес. Рассмотрим варианты подключения на примере электропроводки в стандартной квартире.

Параллельное подключение. От элекрощитовой 3 провода проложены до распределительной коробки, где посредством клемм соединены с 3-4 группами таких же проводов. Каждая группа идёт на отдельную розетку. При перегорании проводников одной розетки все остальные будут исправно работать.

Рисунок 1: Параллельное подключение розеток

Последовательное подключение. Фазный провод от электрощитовой проложен до первого потребителя, от которого выходит и подаётся ко второму, третьему и т.д. При перегорании проводника, который идёт на первый потребитель, напряжение пропадёт и на всех остальных.

Наиболее актуальное применение последовательного подключения – ёлочная гирлянда. В квартирах такой вариант используют крайне редко.

Смешанное соединение проводников

Последовательная и параллельная схема соединения сопротивления могут сочетаться в одной электросхеме при необходимости. К примеру, допускается подключение параллельных резисторов по последовательной схеме к другому резистору или их группе, такое тип считается комбинированным или смешанным.

В таком случае совокупное сопротивление рассчитывается посредством получения сумм значений для параллельного соединения в системе и для последовательного. Сначала необходимо рассчитывать эквивалентные сопротивления резисторов в последовательной схеме, а затем элементов параллельного. Последовательное соединение считается приоритетным, причем схемы такого комбинированного типа часто используются в бытовой технике и приборах.

Итак, рассматривая типы подключений проводников в электроцепях и основываясь на законах их функционирования, можно полностью понять суть организации схем большинства бытовых электроприборов. При параллельном и последовательном соединениях расчет показателей сопротивления и силы тока отличается. Зная принципы расчета и формулы, можно грамотно использовать каждый тип организации цепей для подключения элементов оптимальным способом и с максимальной эффективностью.

Как соединить провода наушников

Иногда у исправных наушников обламывается кабель возле штекера, но есть штекер от неисправных наушников. Бывают также и другие ситуации, в которых необходимо соединение проводов в наушниках.

Для этого нужно:

  1. обрезать обломанный штекер или неровно оборванный кабель;
  2. зачистить внешнюю изоляцию на 15–20 мм;
  3. определить, какой из внутренних проводов является общим и проверить целостность всех проводников;
  4. обрезать внутренние проводки по принципу: один не трогать, общий на 5 мм и второй на 10 мм. Это делается для уменьшения толщины соединения. Общих проводников может быть два — на каждый наушник свой. В этом случае они скручиваются вместе. Иногда в качестве общего проводника используется экран;
  5. зачистить концы проводов. Если в качестве изоляции используется лак, то он сгорит в процессе лужения;
  6. залудить концы на длину 5 мм;
  7. на провод надеть кусочек термоусадочной трубки длиной на 30 мм больше, чем ожидаемая длина соединения;
  8. на длинные концы надеть кусочки более тонкой термоусадочной трубки длиной 10 мм, на средний (общий) не одевать;
  9. скрутить проводки (длинные с короткими, а средний со средним);
  10. пропаять скрутки;
  11. отогнуть пропаянные скрутки наружу, к незащищенным краям, надвинуть на них кусочки тонкой термоусадочной трубки и прогреть её феном или зажигалкой;
  12. надвинуть на место соединения термоусадочную трубку большего диаметра и прогреть.

Если всё было сделано аккуратно, а цвет трубки подобрать по цвету кабеля, то соединение незаметно и наушники будут работать не хуже новых.

Какой мехмод выбрать | Параллельное и последовательное соединение

Если вы выбираете какой мехмод взять на два аккумулятора, но не знаете плюсов и минусов параллельного и последовательного соединения в мехмодах, то этот пост для вас.

Главное различие — напряжение. Существуют и другие тонкости, имеющие решающие значение для безопасного использования, но ключевым отличием между последовательным и параллельным соединением будет напряжение.

Статья в тему: Что такое мехмод и принцип работы

Параллельное соединение в мехмодах

Примечание: в следующих примерах предположим, что мы используем два одинаковых аккумулятора 18650 с напряжением 3,7V, максимальную непрерывную разрядку (CDR) 20 Ампер и ёмкость 2000 мАч для каждого аккумулятора. Будет немого математики и физики, но для безопасного использования мехмодов, это придется знать.

Хорошо известным примером мехмода с параллельным соединением является MCV Cherry Bomber и его китайские клоны. В этой конфигурации аккумуляторы соединены плюсовыми клеймами, впрочем как и минусовые. Помните, что соединение в этом контексте, это электрическое соединение, никаких проводных соединений внутри мехмода вы не найдете.

В параллельном соединении, результат напряжения будет равен напряжению одного аккумулятора, в нашем примере 3,7 V. Но в параллельном соединении ток распределяется равномерно между двумя аккумуляторами, это удваивает максимальную непрерывную разрядку (CDR) и ёмкость (время работы), по сравнению с одним аккумулятором. В нашем примере максимальная сила тока 40 Ампер, а ёмкость 4000 мАч.

Последовательное соединение в мехмодах

Вероятно самым известным примером последовательного мехмода является Noisy Cricket от Wismec. Батареи устанавливаются или подсоединяются друг за другом. Наиболее распространенным примером за приделами вейпинга, будет двойной аккумуляторный фонарик.

В последовательном соединении результат напряжения будет аддитивным — в нашем примере 3,7V + 3,7V = 7,4V. Сила тока и максимальная непрерывная разрядка ограничивается одной батареей или 20 Ампер, поскольку один и тот же ток проходит сразу через два аккумулятора. И наконец ёмкость так же будет равна одной батарее — 2000 мАч.

Заключение

Теперь вопрос: какая конфигурация лучше и какой мехмод выбрать?

Ключ к ответу будет понимание, что один и тот же билд (намотка), будет вести себя по разному на каждом из этих модов. Например: параллельный мехмод на 3,7V, при сопротивлении спиралей 0,15Ом, легко вытащит из аккумулятора 24,6 ампер и выдаст мощность в 91,3 Вт. Такая же точно намотка на последовательном мехмоде и напряжении 7,4V заберет 49,3 ампер и выдаст 365 Вт, что конечно же выходит далеко за пределы безопасного использования аккумулятора. Они просто могут взорваться.

Но если вы повысите сопротивление, скажем намотаете жирных клептонов, то на параллельном моде аккумуляторы будут нагружены на 7,4 ампер, а конечная мощность будет 27,4 Вт.

Поверьте, вам надоест ждать, пока ваши спирали разогреются до нужно температуры, но в итоге пар все равно будет холодный. На последовательном мехмоде, жирные клептоны будут тянуть 14,8 ампер и выходная мощность будет 110 Вт.

При таком раскладе спирали будут нагреваться просто мгновенно, по сравнению с параллельным соединением, к тому же пар будет теплым и плотным.

Вывод: хотите парить на жирных спиралях с «высоким» сопротивлением — выбирайте мехмоды с последовательным соединением и наслаждайтесь быстрым нагревом и теплым паром. Если вам больше нравятся классические спирали и низкое сопротивление и важна автономность боксмода, то лучше выбрать мехмод с параллельным соединением, к тому же из него легко можно выжать 100-120 ватт, если вы внезапно захотите большую мощность.

Безопасность

Независимо какую конфигурацию вы выберите, всегда используйте новую пару аккумуляторов, купили, «поженили», используете, заряжаете их только вместе.

Смешивание разных аккумуляторов, производителей, ёмкостей, может привести к катастрофическим последствиям, особенно в последовательном соединении.

Каждый аккумулятор должен быть способен выдавать требуемый ток в одиночку, рассчитывайте по калькулятору намоток и если аккумулятор не справляется, проверяйте другой билд, иначе можете стать очередным «тем парнем» и оказаться в больнице с ожогами.

Даже с новыми аккумуляторами, максимальная непрерывная разрядка (CDR) будет важным фактором безопасности. Имейте в виду, что в последовательном соединении вы будете ограничены CDR одного аккумулятора, в то время как в параллельном соединении, это значение удваивается.

Смешанное соединение проводников

В электрических сетях как правило используется последовательное параллельное и смешанное соединение проводников, предназначенное для конкретных условий эксплуатации. Однако чаще всего предпочтение отдается третьему варианту, представляющему собой совокупность комбинаций, состоящих из различных типов соединений.

В таких смешанных схемах активно применяется последовательное и параллельное соединение проводников, плюсы и минусы которых обязательно учитываются при проектировании электрических сетей. Эти соединения состоят не только из отдельно взятых резисторов, но и довольно сложных участков, включающих в себя множество элементов.

Смешанное соединение рассчитывается в соответствии с известными свойствами последовательного и параллельного соединения. Метод расчета заключается в разбивке схемы на более простые составные части, которые считаются отдельно, а потом суммируются друг с другом.

{SOURCE}

СИЗ (колпачки для скрутки)

Соединительные изолирующие колпачки (СИЗ) — простой и надёжный метод соединения. Состоят из двух частей — внешнего колпачка конусообразной формы из пластика, неподверженного горению и внутренней металлической пружины.

Для соединения с помощью СИЗ необходимо:

  1. Зачистить жилы от изоляции.
  2. Скрутить жилы между собой в винтообразном порядке.
  3. Вставить в колпачок.
  4. Провернуть пару раз по часовой стрелке.

Плюсы СИЗ:

  • можно соединить от 2 до 8 жил в зависимости от типа СИЗ;
  • простота в использовании;
  • при необходимости можно разобрать соединение без повреждения провода;
  • выдерживают большие перепады температур. Однако перед промышленным использованием СИЗ настоятельно рекомендуется протестировать его на предмет перегрева контакта.

Минусы СИЗ:

  • нельзя соединять вместе алюминиевые и медные жилы ввиду их различной структуры. В таком случае возможно окисление проводов и ослабление либо полная пропажа контакта (в лучшем случае) или замыкание сети (в худшем), что может привести к пожару;
  • если подобрать колпачки неправильного диаметра, то они могут слететь с соединения или наоборот передавить его.

ФИЗИКА

§ 48. Последовательное соединение проводников

Электрические цепи, с которыми приходится иметь дело на практике, обычно состоят не из одного приёмника электрического тока, а из нескольких различных, которые могут быть соединены между собой по-разному. Зная сопротивление каждого и способ их соединения, можно рассчитать общее сопротивление цепи.

На рисунке 78, а изображена цепь последовательного соединения двух электрических ламп, а на рисунке 78, б — схема такого соединения. Если выключать одну лампу, то цепь разомкнётся и другая лампа погаснет.

Рис. 78. Последовательное включение лампочек и источников питания

Последовательно соединены, например, аккумулятор, лампа, два амперметра и ключ в цепи, изображённой на рисунке 62 (см. § 38).

Мы уже знаем, что при последовательном соединении сила тока в любых частях цепи одна и та же, т. е.

I = I1 = I2

А чему равно сопротивление последовательно соединённых проводников?

Соединяя проводники последовательно, мы как бы увеличиваем длину проводника. Поэтому сопротивление цепи становится больше сопротивления одного проводника.

Последовательное соединение проводников

Общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников (или отдельных участков цепи):

R = R1 + R2

Напряжение на концах отдельных участков цепи рассчитывается на основе закона Ома:

U1 = IR1, U2 = IR2.

Из приведённых равенств видно, что напряжение будет большим на проводнике с наибольшим сопротивлением, так как сила тока везде одинакова.

Полное напряжение в цепи при последовательном соединении, или напряжение на полюсах источника тока, равно сумме напряжений на отдельных участках цепи:

U = U1 + U2.

Это равенство вытекает из закона сохранения энергии. Электрическое напряжение на участке цепи измеряется работой электрического тока, совершающейся при прохождении по участку цепи электрического заряда в 1 Кл. Эта работа совершается за счёт энергии электрического поля, и энергия, израсходованная на всём участке цепи, равна сумме энергий, которые расходуются на отдельных проводниках, составляющих участок этой цепи.

Все приведённые закономерности справедливы для любого числа последовательно соединённых проводников.

Пример 1. Два проводника сопротивлением R1 = 2 Ом, R2 = 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи I = 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение всего участка цепи.

Запишем условие задачи и решим её.

Вопросы

  1. Какое соединение проводников называют последовательным? Изобразите его на схеме.
  2. Какая электрическая величина одинакова для всех проводников, соединённых последовательно?
  3. Как найти общее сопротивление цепи, зная сопротивление отдельных проводников, при последовательном соединении?
  4. Как найти напряжение участка цепи, состоящего из последовательно соединённых проводников, зная напряжение на каждом?

Упражнение 32

  1. Цепь состоит из двух последовательно соединённых проводников, сопротивление которых 4 и 6 Ом. Сила тока в цепи 0,2 А. Найдите напряжение на каждом из проводников и общее напряжение.
  2. Для электропоездов применяют напряжение 3000 В. Как можно использовать для освещения вагонов лампы, рассчитанные на напряжение 50 В каждая?
  3. Две одинаковые лампы, рассчитанные на 220 В каждая, соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Под каким напряжением будет находиться каждая лампа?
  4. Электрическая цепь состоит из источника тока — батареи аккумуляторов, создающей в цепи напряжение 6 В, лампочки от карманного фонаря сопротивлением 13,5 Ом, двух спиралей сопротивлением 3 и 2 Ом, ключа и соединительных проводов. Все детали цепи соединены последовательно. Начертите схему цепи. Определите силу тока в цепи, напряжение на концах каждого из потребителей тока.

Последовательное соединение

Последовательным соединением называются те участки цепи, по которым всегда проходят одинаковые токи.

При последовательном соединении:

  • сила тока во всех проводниках одинакова;
  • напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках;
  • сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Пример 1

Последовательно подключены две лампы накаливания одинаковой мощности Рл1=Рл2=100 Вт к сети с напряжением Uн=220В. Сопротивление нити в лампах составляет Rл1=Rл2=122 Ом. Номинальное напряжение для ламп равно 220 B. На рис.1 показано последовательное включение ламп.

Решение

Составляем схему замещения, выражая каждую из входящих элементов цепи (в данном случае лампы накаливания) в виде сопротивлений.

1. Определяем ток протекающей по участкам цепи:

Iн = Uн/Rл1+ Rл2 = 220/122+122 = 0,9 A

2. Определяем напряжение на каждой из ламп накаливания, так как мощность ламп у нас одинаковая, то и напряжение для каждой из ламп будет одинаково:

Uл1=Uл2 = Iн*R = 0,9*122 = 110 B

Как мы видим напряжение источника (в данном примере 220 В) разделиться поровну, между обоими последовательно включенными лампами. При этом лампы будут ели светит, их накал будет неполным.

Для того чтобы лампы горели с полным накалом, нужно увеличить напряжение источника с 220В до 440В, при этом на каждой из ламп установиться номинальное (рабочее) напряжение равное 220В.

Пример 2

Последовательно подключены две лампы накаливания мощность Рл1 = 100 Вт и Рл2 = 75 Вт к сети с напряжением Uн=220В. Сопротивление нити в лампах составляют Rл1= 122 Ом для стоваттной лампы и Rл2= 153 Ом для семидесяти пяти ватной лампы.

Решение

1. Определяем ток протекающей по участкам цепи:

Iн = Uн/Rл1+ Rл2 = 220/100+75 = 0,8 A

2. Определяем напряжение на каждой из ламп накаливания:

Uл1= Iн*Rл1 = 0,8*122 = 98 BUл2= Iн*Rл2 = 0,8*153 = 122 B

Исходя из результатов расчетов, более мощная лампа 100 Вт получает при этом меньшее напряжение. Но ток в двух последовательно включенных даже разных лампах остается одинаковым. Например, если одна из ламп перегорит (порвется ее нить накаливания), погаснут обе лампы.

Данное соединение лампочек, например, используется в трамвайном вагоне для освещения салона.

Накидные клеммы

Очень распространенным способом присоединения проводников является разъемный метод. Он предусматривает использование накидных клемм. Обычно ними покрывают контакты, которые имеют сечение до 0,8 мм. Надежное расположение клеммы для соединения проводов достигается благодаря наличию в ней выступа, а в центральной части контакта – отверстия.

Обгорание клеммы происходит по причине плохого контакта. Но ее не обязательно нужно менять. Клемму и в дальнейшем можно использовать, если осуществить ее опрессовку. Она проводится следующим образом:

  • разводятся в сторону усики клеммы, которые фиксируют провод;
  • надфилем стачивается место припайки;
  • на это место накладывается припой;
  • производится зачистка и залужение проводника;
  • он прикладывается к клемме и нагревается паяльником;
  • загибаются усики клеммы;
  • натягивается колпачок для изоляции;
  • клемма присоединяется к контакту.

Заключение

Выбор способа соединения розеток всегда обусловлен мощностью подключаемого электрооборудования и стоимостью монтажных работ. Раздельная схема обеспечивает надежную и бесперебойную подачу напряжения всем устройствам. Однако такой метод самый затратный, так как требует больше кабеля. Но именно соединение звездой гарантирует независимую работу всех точек.

Важно также учитывать, что при последовательном соединении розеток суммарная нагрузка не должна превышать максимальный ток розетки. А он, в большинстве случаев, не превышает 16А (3,5 кВт)

Т.е. если вы собрались устанавливать блок из 3 розеток и соединить их последовательно, категорически запрещено одновременно включать нагрузку более 16А в каждую из этих розеток (эта ситуация актуальна на кухне). В то же время, если вы решите соединить розетки звездой, к каждой из них можно будет подключить нагрузку до 16А. Главное, чтобы кабель выдержал и автомат, который установлен на эту розеточную линию.

Источники

  • http://votetoremont.ru/process-remonta/elektromontazhnye-raboty/kak-iz-odnoj-rozetki-sdelat-neskolko-vse-sposoby/
  • https://dom-i-remont.info/posts/elektrika/8178/
  • https://electrobox.su/soedineniya/soedinenie-rozetok-mezhdu-soboj.html
  • https://orensbyt.ru/elektrosnabzhenie/kak-vypolnit-podklyuchenie-rozetok-v-dome-posledovatelno-ili-parallelno.html
  • https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/kak-podklyuchit-rozetku
  • https://okcomfort.com/elektrika/rozetki/kak-dobavit-dopolnitelnuyu.html
  • https://elektrik-sam.ru/jelektroprovodka/4060-kak-soedinjat-rozetki-posledovatelno-ili-parallelno.html
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий

Adblock
detector