Todos os dias usamos fontes de luz. As lâmpadas são ligadas em série ou em paralelo. Cada método tem características especiais e é eficaz em situações específicas.
As lâmpadas eléctricas podem ser ligadas em paralelo
Este tipo de ligação é a mais eficiente. O bulbo está ligado à fase e ao zero. Quando duas ou mais lâmpadas estão ligadas, os fios que fornecem a tensão podem ser torcidos juntos.
Mas mais frequentemente todas as cargas estão ligadas a um cabo comum. A ligação paralela é ou uma ligação de feixe ou uma ligação de cadeia de margaridas. No primeiro, um cabo separado é ligado a cada lâmpada. Na segunda, fase e zero são alimentadas à primeira fonte de luz, e as outras são parcialmente alimentadas.
Ligação das cargas à rede.
Ao utilizar luminárias de halogéneo com um transformador, lembre-se de que estão ligadas ao enrolamento secundário do inversor utilizando blocos de terminais.
Ao ligar em paralelo, as desvantagens da luminária podem ser de certa forma suavizadas e a cintilação das lâmpadas fluorescentes pode ser reduzida. Um condensador é adicionado ao circuito para deslocar a fase de todos os elementos do circuito.
Regras para ligar as lâmpadas
As regras devem ser seguidas ao ligar as lâmpadas. Considerar as ligações em série e paralelas.
Ligação em série
Uma ligação em série significa que a rede eléctrica de 220 V está ligada de tal forma que a mesma corrente flui através de todos os elementos do circuito. A distribuição da queda de tensão é proporcional à resistência interna das cargas. O poder também é distribuído proporcionalmente.
Ao utilizar uma ligação em série com um interruptor comum, as luzes não queimarão até à sua capacidade máxima. Se forem ligadas lâmpadas de diferentes potências, a luminária com a impedância mais elevada terá uma luz mais brilhante.
O diagrama abaixo mostra uma típica ligação em cadeia daisy.
Diagrama de uma ligação em série.
Paralelo .
Isto é diferente se a tensão total da rede for aplicada a cada lâmpada. A corrente variará de acordo com a resistência da fixação.
Diagrama de ligação paralela.
Os condutores são alimentados às tomadas da lâmpada da mesma forma, por vezes de acordo com o princípio do barramento do autocarro, onde todas as cargas são ligadas a uma rede eléctrica comum.
Tantas lâmpadas quantas se quiser podem ser ligadas a uma rede eléctrica. O interruptor funciona da mesma forma que numa ligação em série.
Prós e contras da ligação paralela
Vantagens:
- Se um elemento falhar, os outros continuam a trabalhar;
- O circuito dá a luz mais brilhante possível porque a voltagem completa é fornecida a cada fixação;
- Qualquer número de fios pode ser desviado de uma lâmpada para ligar cargas adicionais (são necessários um zero e um número específico de fases);
- Adequado para dispositivos eléctricos de poupança de energia.
Diagrama de ligação da lâmpada economizadora de energia à EB.
Quase nenhuma desvantagem, para além do grande número de condutores num sistema ramificado com muitas lâmpadas.
Usando
Na vida quotidiana, a ligação paralela é muito comum. Por exemplo, luzes de árvores de Natal onde todas as lâmpadas têm o máximo brilho.
Ao ligar, pode criar iluminação interior de qualquer comprimento. A substituição de um elemento queimado é fácil. Duas luminárias de 60W podem ser trocadas por uma única lâmpada de 10W sem afectar os parâmetros de iluminação. Esta propriedade de circuito é utilizada por electricistas experientes para identificação de fases em redes trifásicas.
As lâmpadas de halogéneo e incandescentes não só dão um brilho brilhante como também aquecem o ambiente. Por esta razão, são frequentemente utilizados em garagens, hangares ou oficinas para aquecer salas. As unidades são ligadas à rede, colocando-as num bloco metálico. A construção aquece até 60 graus e mantém uma temperatura ambiente confortável. No entanto, a alta potência leva à queima frequente das lâmpadas.
Vídeo sobre o tema: O QUE É LINEAR E CONEXÃO PARALELADA
A ligação paralela é utilizada na iluminação de faixas, lustres e iluminação pública. Cada lâmpada pode ser controlada separadamente, o que aumenta a conveniência de utilizar uma rede partilhada. Só tem de instalar o número certo de interruptores no sistema.
Em casas e apartamentos, não são apenas as luzes que estão ligadas em paralelo à rede, mas também vários outros aparelhos.
Para luminárias LED, não é invulgar utilizar uma ligação de modo misto baseada numa cadeia de cargas em série, seguida de uma ligação paralela à mesma cadeia.
Dicas: Como descobrir se ligar as lâmpadas ou a carga em série ou em paralelo
Exemplo de cálculo de como ligar lâmpadas de diferentes potências
Um conhecimento básico da lei de Ohm e de outras leis eléctricas simples é tudo o que é preciso para conhecer a diferença.
Suponha que existe uma lâmpada incandescente com uma tensão de 220 volts. A 50Hz é uma resistência puramente activa, por isso é mais conveniente lidar com ela nas perguntas iniciais. Se uma lâmpada tem uma potência de 100 watts então, quando está ligada, uma corrente fluirá através dela I=P/U=100W/220V=0.5A (aproximadamente, o suficiente para o raciocínio). A tensão total da rede de 220 volts cairá sobre ela. É possível calcular a resistência do filamento: R=U/I=220 volts /0,5 amps =400 ohms (aproximadamente).
Se ligar uma segunda lâmpada semelhante em paralelo com a primeira, é óbvio que toda a tensão da rede será aplicada a cada lâmpada. O Ipcr de consumo actual será dividido em duas correntes e através de cada lâmpada I=U/R=220 volts/400 ohm=0,5 ampere.. A corrente consumida será igual à soma das duas correntes (assim diz a primeira lei de Kirchhoff) e será de 1 A. Como resultado, ambas as lâmpadas estarão em tensão total de linha, a corrente nominal fluirá através delas e o fluxo luminoso total será igual ao dobro do fluxo de uma luminária.
Ligação paralela e em série de fontes de luz de igual potência.
Se duas luminárias idênticas forem ligadas em série, a tensão de rede será dividida entre elas e cerca de 110 volts cairão sobre cada uma. A resistência total do circuito seria Rcomm=400+400=800 ohmse a corrente através de cada lâmpada (em ligação em série é a mesma para cada elemento) será I = U/Rcomm=220 volts/800 Ohm = 0,25 A.. Como resultado:
- em cada lâmpada, apenas metade da tensão de rede cai;
- Através de cada lâmpada, uma corrente reduzida por um factor de 2 a partir dos fluxos de corrente nominal.
Para estimar o fluxo luminoso das lâmpadas para este caso, podemos utilizar a lei Joule-Lenz. As lâmpadas incandescentes brilham através do aquecimento do filamento. Durante o tempo t, o filamento libertará uma quantidade de calor Q=I2*R*t=U*I*t. A corrente será reduzida para metade e a tensão de uma lâmpada também será reduzida para metade. Isso significa que o fluxo luminoso pode diminuir 2*2=4 vezes. Para duas lâmpadas, o fluxo luminoso será reduzido para metade em relação a uma lâmpada no modo nominal. Significa que em ligação em série, duas lâmpadas brilharão aproximadamente o dobro do brilho de uma lâmpada.
O problema poderia ser resolvido utilizando lâmpadas com tensão de funcionamento que é metade da tensão de rede.. Se utilizar fontes de luz de duzentos watts a 127 volts, os 220 volts serão reduzidos para metade e cada lâmpada funcionará à sua potência nominal, duplicando o fluxo luminoso em comparação com uma única lâmpada com a mesma potência. Mas não se livra da principal desvantagem deste esquema - se uma lâmpada falhar, o circuito é interrompido e a segunda lâmpada também deixa de brilhar.
Tudo o que acima se aplica a lâmpadas com a mesma potência. Se a potência das luminárias difere acentuadamente, os seguintes efeitos ocorrem nos circuitos. Suponhamos que uma lâmpada de 220 volts tem uma potência de 70 watts, a outra tem uma potência de 140 watts.
Depois a corrente nominal da primeira I1=P/U=70/220=0,3 amps (arredondado), o segundo I2=140/220=0,7 Ampere.. Resistência do filamento de uma luminária menos potente R1=U/I=220/0,3=700 ohmo segundo - R2=220/0,7=300 ohm.
Lâmpada com maior potência corresponde a uma menor resistência de um filamento.
Fontes de luz de diferentes potências estão ligadas em paralelo e em série.
Em ligação paralela, a tensão de ambas as luminárias será igual e cada lâmpada transportará uma corrente diferente. O consumo total de corrente é a soma das duas correntes Ipc=0,3+0,7=1 ampère. Cada lâmpada está a funcionar em modo nominal e consome a sua própria corrente.
Em ligação em série, a corrente será limitada pela resistência Rcomm=300+700=1000 Ohm e será igual I=U/R=220/1000=0,2 A. A tensão será distribuída em proporção à resistência do filamento (potência). Numa lâmpada de 140 watts será 1/3 de 220 volts - aproximadamente 70 volts. Numa lâmpada de baixo watt, é 2/3 de 220 volts. Ou seja, cerca de 140 volts. Ambas as lâmpadas serão subcaluminadas devido a tensão e corrente reduzidas, mas o modo será mais leve para elas. É diferente se as lâmpadas forem utilizadas com metade da tensão de rede. Numa lâmpada de menor potência, a voltagem será maior do que a permitida e a diferença será maior quanto maior for a diferença de potência. Uma tal lâmpada falhará em breve. Esta é outra desvantagem da ligação em série das lâmpadas. Por este motivo, é muito raramente utilizado na prática. Uma excepção é a ligação em série de lâmpadas fluorescentes. Assume-se que são mais estáveis.
Ligação de fontes de luz fluorescente em série. As entradas aqui são também concebidas para 127 volts.
Resumir as diferenças entre a operação paralela e a operação em série:
- em ligação paralela, a tensão em todos os consumidores é a mesma, a corrente é distribuída em proporção à potência das lâmpadas (se a potência for a mesma, as correntes serão iguais), o consumo total de corrente é igual à soma das correntes de todas as lâmpadas;
- Numa ligação em série, a corrente através de todas as lâmpadas será a mesma, é determinada pela resistência total do circuito (e será inferior à corrente da lâmpada de menor potência), a tensão nos consumidores será distribuída em proporção à potência das lâmpadas (se for a mesma, as tensões serão iguais).
Com estes princípios em mente, qualquer circuito pode ser analisado.
Como evitar erros
É necessário ligar os aparelhos à rede de acordo com as regras da engenharia eléctrica. Os detalhes da cablagem não são óbvios e podem não ser compreendidos por aqueles que não estão familiarizados com o assunto.
É importante considerar:
- Cada tipo de ligação tem peculiaridades relacionadas com a lei de Ohm. Numa ligação em série, a corrente é igual em todas as secções do circuito, enquanto que a tensão depende da resistência. Numa ligação paralela, a tensão é a mesma e a corrente total é a soma dos valores das secções individuais.
- Qualquer circuito não deve ser sobrecarregado, uma vez que isto pode conduzir a uma operação instável dos aparelhos e a danos nos condutores.
- Numa ligação paralela, a secção transversal dos condutores deve corresponder à carga aplicada, caso contrário o sobreaquecimento dos condutores é inevitável, levando ao derretimento do enrolamento e ao curto-circuito.
- A fase é alimentada no interruptor, o neutro vai para a luminária. A não observância da regra pode resultar num choque eléctrico ao substituir a lâmpada, uma vez que a unidade está activa mesmo quando desligada.
- O fio principal da luminária é ligado ao terminal comum. Se estiver ligado a uma tomada, apenas parte do circuito funcionará.
- É melhor marcar os fios com antecedência antes de instalar o interruptor. Durante a instalação, será simples ligar os condutores com o mesmo nome.
O não cumprimento das recomendações pode resultar num funcionamento instável do equipamento de iluminação, queimaduras rápidas das lâmpadas e ferimentos graves, com o risco de ferimentos fatais.