- Преимущества и недостатки параллельного и последовательного соединения лампочек
- Последовательное соединение
- Подсоединение потребителей последовательно
- Параллельное соединение
- Законы последовательного и параллельного соединения проводников
- Смешанное соединение
- Схемы подключения других типов ламп
- Люминесцентные лампы
- Галогенные источники света
- Заключение
- Как сделать освещение в гараже своими руками?
- Варианты осветительных приборов для гаража
- Требования к освещению в гараже
- Пошаговая инструкция организации освещения в гараже
- Выбор схемы электропроводки в гаражном помещении
- Расчет количества и мощности точек освещения
- Выбор расположения источников света
- Необходимые инструменты и материалы
- Основные работы пошагово
- Освещение смотровой ямы
- Монтаж и установка электрического щитка
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.
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.
- 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.
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.
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.
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.
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 сделать освещение в гараже своими руками?
Для большинства владельцев автомобилей гараж является не только местом стоянки машины, но собственной мастерской, позволяющей выполнять мелкий ремонт четырехколесного агрегата. Ввиду отсутствия источников естественного освещения даже в светлое время суток все ремонтные операции производятся при искусственном освещении в гараже. Поэтому качество ремонта и других работ будет напрямую зависеть от грамотного выбора и обустройства освещения. Рассмотрите порядок выполнения освещения в гараже своими руками.
Варианты осветительных приборов для гаража
В зависимости от типа прибора, освещение в гараже может выполняться:
- Лампами накаливания;
- Люминесцентными лампами;
- Галогенными лампами;
- Светодиодными осветительными приборами.
Основным отличием вышеприведенных вариантов является соотношение генерируемого светового потока в Люменах на 1 Ватт электроэнергии. Поэтому прежде, чем выбирать конкретный тип устройств для стационарного освещения, рассмотрите все за и против для каждого из них.
Преимущества и недостатки осветительных приборов.
Лампочки накаливания отличаются относительно небольшой себестоимостью, они куда менее капризны в эксплуатации. Но, в сравнении с другими типами ламп, дают световой поток всего 7 – 17 Лм/Вт. Также они боятся разгерметизации стеклянной колбы.
Люминесцентные лампы имеют в разы большую стоимость, чем накаливания, но выдают порядка 45 Лм/Вт, что делает их куда более экономными. Но стеклянная колба такой лампы наполняется смесью газов и ртути, что может нанести вред при разгерметизации. Еще один существенный недостаток – лампа требует время на разогрев, пока достигается заявляемый уровень светового потока. А при температуре менее +5ºС такая лампа плохо загорается.
Галогенные светильники выдают от 15 до 22 Лм/Вт, но в отличии от предыдущих, их необходимо запитывать от низкого напряжения – 12 В. Также эти лампы боятся прикосновения голыми руками, из-за чего они очень требовательны при монтаже и эксплуатации.
Светодиодные лампы могут обеспечивать порядка 120 Лм/Вт, из-за чего они считаются самыми экономными лампами. Важным преимуществом светодиодных прожекторов является независимость от разгерметизации колбы – светодиоды будут обеспечивать ту же освещенность даже при разбитой колбе. К недостаткам таких ламп относятся чувствительность к форме и величине питающего напряжения.
Требования к освещению в гараже
Все предъявляемые требования можно разделить на три категории:
- Достаточное и равномерное распределение светового потока, как по всей площади гаража, так и по высоте транспортного средства;
- Секционирование освещения в гараже, чтобы можно освещать только какой-то определенный участок при производстве работ на нем;
- Экономичность — при продолжительном производстве каких-либо манипуляций в гараже, должен обеспечиваться минимальный расход электроэнергии.
Пошаговая инструкция организации освещения в гараже
Чтобы обеспечить полноценное освещение помещения владельцу гаража необходимо придерживаться предложенной последовательности. Предварительно выбирается тип осветительного оборудования.
Выбор схемы электропроводки в гаражном помещении
Схема электропроводки составляется исходя из типа светильников (точечные или общие) и потребностей гаражного помещения. Определитесь с местом расположения проводки (скрытая или наружная). Отобразите на схеме общий вид гаража, на ней отметьте:
- Место установки распределительного счетчика и щитка;
- Места прокладки кабеля — на стенах или потолке;
- Точки установки распределительных коробок, розеток и выключателей;
- Точки подключения общего и локального освещения;
- При необходимости, привязка к какому-либо оборудованию.
После этого все данные переносятся на схему проводки. Пример таких схем приведен на рисунках.
Рис. 1: Схема освещения в гараже Рисунок 2: Схема освещения без ямы Рис. 3: Схема освещения на два вывода
Расчет количества и мощности точек освещения
Для начала определяется мощность освещения, необходимая для гаража. К примеру, вы выбрали светодиодные светильники по 20 Вт и определились, что будет достаточно 5 Вт для одного квадратного метра. Измерьте площадь гаража, к примеру, размеры гаража 6 м × 4 м = 24 м2.
Количество точек рассчитывается по формуле: N = (S × Pм)/Pл, где S – площадь всего помещения, Pм – мощность освещения для одного квадратного метра, Pл – мощность одной лампочки. Для вышеприведенных параметров получим расчет N = (24 × 5) / 20 = 6. Соответственно, понадобится установить 6 светильников, но их расположение в гараже должно обеспечивать равномерное освещение, поэтому следующим этапом является выбор места и способа их расположения.
Выбор расположения источников света
В зависимости от выбранного типа светильников и площади помещения освещение можно реализовать и одним осветительным устройством по центру потолка. Но это не всегда обеспечит нужный уровень освещенности возле колес, бамперов, под капотом и т.д. Поэтому при выборе расположения искусственного освещения в гараже следует руководствоваться такими принципами:
- Точечные светильники должны не только удаляться на равное расстояние друг от друга, но и направляться строго в рабочую область с разных сторон. Не допускайте бесполезного рассеивания потока по стенам и потолку. Рис. 4: Пример расположения светильников на потолке
- Помимо устройств общего освещения можно использовать переносные светильники, которые обеспечат свет в труднодоступных местах. Для них установите достаточное количество доступных розеток по периметру. Рисунок 5: Пример установки переносного светильника
- Если на потолке вы устанавливаете один светильник, то его лучше монтировать на поворотный кронштейн, который позволит изменять угол и перераспределять световой поток.
- При высоте потолка от 3 м и более необходимо обеспечить подачу света с трех уровней на разной высоте, к примеру, первый на высоте 0,4 – 0,5 м от пола, второй 0,75 – 1 м и третий 1,5 – 1,8 м. Конкретную высоту следует подбирать на месте, в соответствии с индивидуальными особенностями помещения.
- При наличии слесарного стола или верстака над ним целесообразно установить отдельный элемент освещения, направленный на поверхность стола, передвижное точечное освещение и группу розеток для подключения электроинструмента. Рис. 6: Освещение стола
Необходимые инструменты и материалы
Для разметки стен под прокладку проводки используйте уровень, разметочные карандаши. Нанося на стенах линии для штробления, размещения кабельных каналов или гофры, обозначайте точки крепления светильников и розеток.
Из инструментов возьмите те, которые помогут в установке освещения и крепления под него: перфоратор для сверления стен и шуруповерт для монтажных работ. Шуруповерт можно заменить и обычной отверткой, но она потребует куда больших усилий и времени.
Из материалов вам понадобятся устройства освещения (светильники, лампы, светодиодные ленты) и выключатели под них. Для точки ввода и распределения электрической сети возьмите щиток с УЗО. Розетки и электрические провода выбираются из расчета нагрузки на них. Для этого суммируется мощность приборов, запитываемых от них, по которым определяется минимальное сечение по таблице 1.
Таблица 1 выбор сечения провода
жил. мм
К примеру, на один провод вы планируете подключить 10 светильников по 100 Вт, соответственно суммарная мощность составит 1000 Вт или 1 кВт. Для них будет достаточно медного проводника 1,5 мм 2 или алюминиевого на 2,5 мм 2 . Также должен обеспечиваться запас по сечению.
Другой вариант – кабель, питающий группу розеток для переносных светильников и печей отопления, допустим, вы используете 3 печи по 2,5 кВт и 2 переносных светильника на 0,5 кВт. В сумме получим мощность 3 × 2,5 + 2 × 0,5 = 8,5 кВт. Для второго варианта подойдет кабель питания на 6 мм 2 по меди или 10 мм 2 по алюминию.
Основные работы пошагово
Монтаж освещения в гараже условно можно разделить на такие этапы:
- разметка – перенесите ранее составленную схему подключения на стены гаража; Рис. 7: Разметка стен
- штробление стен, если планируете скрытую проводку или установите кабельные каналы для открытого способа;
- монтаж проводки – разместите и закрепите кабель в штробах или лотках; Рис. 8: Укладка провода в штробы
- установка коробок – выполните монтаж коробок под розетки, выключатели, для разведения проводов; Рисунок 9: Установка распределительной коробки
- монтаж стационарных светильников – в зависимости от способа крепления выбранных приборов освещения, установите их на потолок и стены гаража; Рис. 10: Монтаж светильника
- подключение проводов – соедините кабель с выводами розеток, выключателей и светильников; Рис. 11: Подключение розеток и выключателей
- установка стекол на светильники, розеток и выключателей – поместите точки питания и коммутационные устройства в подрозетники и коробки;
- опробуйте работоспособность – перед отделочными работами запитайте освещение гаража от источника электроэнергии, возможно где-то не загорится лампа или будет отсутствовать напряжение в розетке;
- отделочные работы – после опробования работоспособности и устранения недочетов закройте штробы или лотки, установите декоративные панели на розетки и выключатели, закройте плафоны освещения гаража.
Освещение смотровой ямы
В отличии от всего остального помещения смотровая яма характеризуется повышенной влажностью, которая несет угрозу не только металлическим элементам, но и человеку. Так как влага может стать причиной поражения электрическим током, ранее считалось, что питание смотровой ямы должно осуществляться от безопасного напряжения питания в 12 В, которое не может нанести вред человеку. Но с появлением защитных автоматов, питание можно выполнить и от сети 220 В, при условии наличия УЗО с током отключения не менее 30 мА и светильником с уровнем защиты от 1 до 3 согласно п.6.1.14 ПУЭ.
По отношению подсветке смотровой ямы, она направляется вверх. Из-за малого пространства, светильники должны как можно меньше выступать или вообще утапливаться вровень со стенкой.
Рис. 12. Светильник в углублении
Монтаж электропроводки отличается от гаражной осветительной необходимостью защитить ее от контакта с водой на случай затопления. Для этого используют пластиковую гофру, делают проводку скрытой в стене, уплотняют и герметизируют электрически контакты.
Рис. 13: Герметизация проводки в пластиковой гофре
Монтаж и установка электрического щитка
Электрический щиток предназначен для перераспределения электрической энергии от ввода к потребителям через защитные автоматы. Для монтажа выбирается наиболее удобное место при входе. Если вы устраиваете освещение смотровой, для него можно смонтировать отдельный щиток.
Рис. 14: Установка автоматов в щиток
В щитке установите автоматы соответствующего номинала, согласно расчета нагрузок для каждой группы потребителей, которую вы производили при выборе сечения проводов. Большинство щитков наборные, поэтому количество УЗО в них вы можете устанавливать в зависимости от составленной схемы. К примеру, отдельно для общего освещения, отдельно для розеток и слесарного уголка. Такой принцип секционирования позволит отключать только тот участок, на котором произошло повреждение, в то время как все остальное помещение будет получать питание.
Рисунок 15: Подключение распределительного щитка