Każde pomieszczenie ma kilka punktów zasilania do obsługi różnych urządzeń. Technika działa za pomocą prądu elektrycznego, który jest prowadzony przez specjalnie zainstalowane kable - przewodniki. Jakość napięcia, stabilność i bezpieczeństwo użytkowania zależy od jakości elementów sieci oraz sposobu podłączenia. Istnieją dwie główne metody - równoległa i sekwencyjna. Każda ma swoje wady i zalety, z którymi lepiej się wcześniej zapoznać.
Podstawowe wielkości elektryczne obwodu
- źródła: transformatory, instalacje elektryczne, baterie, generatory, akumulatory i inne;
- odbiorniki: urządzenia bezpośrednie - lampy, silniki, grzałki, wzbudniki itp.;
- ogniwa pośrednie: przewody, urządzenia.
Głównymi wielkościami, za pomocą których ustalane są właściwości obwodów elektrycznych, są napięcie, rezystancja i prąd. W przewodnikach elektryczność to zbiór ładunków elektrycznych poruszających się w określonym kierunku. Prąd w sieci oznacza natężenie lub siłę, którą mierzy się liczbą ładunków jednocześnie przechodzących przez przekrój przewodnika.
Napięcie to ilość energii elektrycznej potrzebna do przeniesienia jednego ładunku z jednego punktu do drugiego. Wyrażone w woltach. Opór to siła działająca na przepływ ładunków elektrycznych podczas ruchu przewodników. Jest napisany w omach.
Wzajemna zależność wielkości elektrycznych
Oprócz podstawowej zasady w elektrotechnice stosowane są prawa Kirchhoffa. Mówi się, że suma prądów wejściowych jest równa sumie prądów wyjściowych. Po drugie, suma pola elektromagnetycznego jest równa sumie spadków napięcia na wewnętrznych elementach obwodu elektrycznego.
Prawa Kirchhoffa pozwalają ustalić związek między prądami przepływającymi przez węzły przewodów elektrycznych a prądami na wejściu do obwodu pętli. Analizy i obliczenia przeprowadzane są według następującego algorytmu:
- Ustala się całkowitą liczbę gałęzi i węzłów określonej sieci elektrycznej.
- Warunkowo dodatnie kierunki prądów w okablowaniu są wybierane losowo, odpowiednie znaki są umieszczane na schemacie.
- Aby otrzymać równanie, dodatnie kierunki przechodzenia konturu zaznaczono w dowolnej kolejności;
- Aby otrzymać wynik, sporządzono równanie zgodnie z regułami Kirchhoffa.
Rozwiązanie skonstruowanych zadań pozwoli określić liczbę i wartość prądów w określonym obwodzie elektrycznym.
Korzystając z praw Ohma i Kirchhoffa, elektrycy oceniają stan sieci, jej wydajność i moc. W praktyce żywe formuły są rzadko używane. Praktykujący elektrycy są bardziej płynni w swoich cechach. Początkującym redaktorom może być trudno zorientować się naraz we wszystkich wskaźnikach i relacjach, wygodniej jest mieć pod ręką pewne materiały pomocnicze.
Równoległe połączenie przewodów
Aby sprawdzić natężenie przepływu prądu przy takim połączeniu, do sieci równoległej podłączone są dwie żarówki (wskaźniki muszą być identyczne - rezystancja, napięcie). Aby przetestować i sprawdzić wynik, do każdego z nich podłączony jest amperomierz (urządzenie mierzące prąd). Trzecie urządzenie jest podawane do sieci jako całości, aby zobaczyć wskaźnik w całej sieci. Elementy dodatkowe - jedzenie, klucz.
Po zmontowaniu obwodu zasilanie jest aktywowane za pomocą klucza, a wyniki są porównywane na amperomierzach. Ogólnie wskaźnik powinien być równy sumie dwóch podłączonych do lamp. W takim przypadku uważa się, że układ działa prawidłowo – podczas połączenia równoległego napięcie jest podawane w trybie normalnym.
Jeśli zwarcie wystąpi w jednym obszarze, żarówki pozostaną sprawne. Prąd płynie w zamkniętej pętli z obu stron. Naprawy i tak będą konieczne, ale światło i moc pozostaną.
Jeśli podłączysz woltomierz do określonego systemu, możesz oszacować wskaźniki rezystancji sieci. Równoważny wskaźnik wskaże poziom rezystancji sieci przy tym samym natężeniu prądu.
Szeregowe połączenie przewodów
Wartość rezystancji może się różnić. Jeśli obciążenie zmieni się w jednym z punktów połączenia szeregowego, zmieni się również poziom rezystancji. W rezultacie zmieni się obecny wskaźnik.
Główną wadą takiego obwodu elektrycznego jest to, że jeśli wystąpi awaria w jednej z sekcji (awaria, zwarcie), kolejne elementy przestaną działać. Schemat połączeń jest wyraźnie przedstawiony w zwykłych girlandach noworocznych - gdy jeden styk lub przewód pęknie gdziekolwiek, reszta przestaje działać.
Przy łączeniu przewodów szeregowo koniec jednego kabla łączy się z początkiem następnego. Kluczową różnicą między obwodem elektrycznym jest brak rozgałęzień, przez sekcje przepływa jeden prąd elektryczny. W tym przypadku różnica potencjałów rezystora jest wyjaśniona całkowitym napięciem dla każdego pojedynczego rezystora (styk, sekcja, punkt zasilania).
Zasady szeregowego i równoległego łączenia przewodów
Reguły wyjaśniające „zachowanie” przewodników w połączeniach szeregowych i równoległych obejmują podstawowe prawa elektrotechniki i niektóre cechy. Te ostatnie nie zawsze są oczywiste dla początkujących, więc są traktowane jako osobne prawa. Podczas pracy ze schematami przewodów należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:
- Połączenie szeregowe oznacza te same prądy w każdej sekcji.
- Prawo Ohma ma swoje znaczenie dla każdego rodzaju połączenia.Na przykład przy sekwencyjnej metodzie włączania napięcie będzie równe sumie napięć wszystkich odcinków sieci.
- Całkowita rezystancja obwodu elektrycznego z przemiennym połączeniem będzie równa sumie wartości rezystancji elementów, nie zależy od liczby przewodów i punktów mocy.
- Metoda równoległa - napięcie obwodu elektrycznego jest równe napięciu na każdym pojedynczym elemencie, nie jest sumowane, ale pozostaje takie samo.
- Natężenie prądu dla tej metody połączenia jest określone przez sumę wartości prądów odcinków połączenia.
Prawa te są używane podczas budowania schematu okablowania wewnętrznego.
Aby zoptymalizować obciążenie, aby nie tworzyć nadmiernych naprężeń w poszczególnych częściach, sprawdź optymalność każdego rodzaju połączenia w konkretnej sytuacji.
Mieszane połączenie przewodów
Zazwyczaj okablowanie wykorzystuje jednocześnie połączenia równoległe i szeregowe. Ta metoda łączenia przewodów nazywana jest mieszaną lub łączoną. Podczas konstruowania początkowego schematu zasilania w pomieszczeniu, w którym wskazana jest liczba i lokalizacja punktów zasilania (gniazd, przełączników, transformatorów), bierze się pod uwagę potrzebę każdego z rodzajów połączeń w różnych obszarach.
Okablowanie elektryczne rzadko jest proste. Często złożony schemat uzyskuje się z wielu różnych sekcji i połączeń. Dlatego podczas sporządzania planu ważne jest zrozumienie zalet i wad typów połączeń przewodowych w celu optymalnego wykorzystania każdego z nich. Aby to zrobić, obwód jest podzielony na sekcje i w każdym przypadku wybierają własną metodę wkładania przewodów.
Jak wybrać typ połączenia
Energia elektryczna zużywana w mieszkaniu pochodzi z ogólnego panelu elektrycznego. Ilość pobieranego prądu mierzy się miernikiem. Przewód doprowadzający do lokalu ma duży przekrój i jest głównym „dostawcą” energii elektrycznej do mieszkania. Kolejne są pobierane z niższymi stawkami, ponieważ ich obciążenie jest zmniejszane z powodu dystrybucji.
Główny kabel doprowadzany jest do specjalnej puszki przyłączeniowej, z której prowadzone jest okablowanie do pokoi i łazienek. Na tym etapie konieczne jest określenie, jaki rodzaj połączenia przewodowego będzie używany: szeregowy, równoległy, kombinowany.
Nie ma kategorycznego zakazu budowania okablowania w mieszkaniu w taki czy inny sposób. Należy jednak wziąć pod uwagę praktyczne zastosowanie każdego obwodu, wady, zalety i możliwości.
Okablowanie mieszane jest najbardziej odpowiednią i powszechnie stosowaną opcją. Kabel jest podłączony ze wspólnego panelu do skrzynki rozdzielczej, następnie kilka węzłów dystrybucyjnych (w każdym pomieszczeniu) jest podłączonych do sieci równoległej. Dalej - w pokojach punkty zasilania są połączone szeregowo.
Sekwencyjne włączanie elementów pozwala znacznie zaoszczędzić na materiałach podczas instalowania okablowania elektrycznego. Dlatego pomimo pewnych wad metoda stosowana jest w małych pomieszczeniach. Na małych obszarach łatwiej jest zidentyfikować miejsce awarii niż w mieszkaniu jako całości.
Połączenie równoległe przedstawia wizualnie pierścień przewodów. Jeżeli awaria wystąpi w jednej sekcji, prąd nie przestaje płynąć - zasilanie następuje po drugiej stronie obwodu. Jednak ten rodzaj połączenia wymaga ułożenia znacznej ilości kabla, co nie zawsze jest wygodne.
W niektórych sytuacjach wskazane jest korzystanie tylko z połączenia szeregowego. Na przykład w długich korytarzach kilka opraw oświetleniowych musi być włączanych i wyłączanych jednocześnie. Połączenie Daisy Chain jest w tej sytuacji optymalne. Złożoność wymiany żarówki lub jednostki na miejscu zależy od rodzaju okablowania i wystroju pomieszczenia.
Opracowując schemat sieci elektrycznej w mieszkaniu i kupując żarówki do opraw oświetleniowych, należy wziąć pod uwagę poziom napięcia.Połączenie szeregowe oznacza, że napięcie jest dzielone równo przez liczbę żarówek. Na przykład, jeśli dwa są zainstalowane w rzędzie, wartość na każdym wyniesie 110 V, a nie 220 V.
Kupując drugi dom, należy upewnić się, że dokumentacja techniczna zawiera aktualny schemat połączeń. Posiadanie planu pozwoli ci bezpiecznie dokonywać napraw i poprawnie podłączać nowe punkty zasilania, lampy.
Instalatorzy elektrycy w złożonych obwodach zawsze stosują oba typy połączeń. Z jednej strony takie podejście zmniejsza całkowitą ilość materiałów eksploatacyjnych. Z drugiej strony pozwala na wykorzystanie zalet obu metod wprowadzania kabli w każdym konkretnym pomieszczeniu. Podczas samodzielnego łączenia konieczne jest szczegółowe zrozumienie aspektów każdego typu, jeśli to możliwe - skonsultowanie się z mistrzem. W przeciwnym razie istnieje duże prawdopodobieństwo nieprawidłowego połączenia i awarii.
