Виды соединений электропроводки: рассмотрим подробно

Виды соединения электропроводки

Любая схема соединения электрической проводки имеет большое количество соединений. Именно их принято считать «ахиллесовой пятой» любой электрической схемы.

Поэтому правильному монтажу соединений следует уделить самое пристальное внимание. А соблюдение норм ПУЭ (Правила устройства электроустановок) при монтаже соединений, позволит вам исключить пожары и другие неприятные ситуации, связанные с вашей электропроводкой.

Виды электрических соединений

Прежде всего, давайте разберемся с возможными видами электрических соединений. Их два: последовательное и параллельное. Каждое их них имеет свое предназначение и применяется при реализации различных задач.

Последовательное соединение

Последовательное соединение электроприемников

• Прежде всего, рассмотрим последовательное соединение. Оно применяется достаточно редко, но также имеет свои преимущества. Последовательным называется соединение, в котором нулевой провод первого электроприемника является фазным для второго электроприемника в цепи. Лучше это видно на фото, приведенном ниже.
• При таком типе соединения напряжение питающей сети делится поровну между каждым электроприемником. То есть, если в сети 220В, подключим       две лампы последовательным соединением —       на каждую из них будет приходить 110В. Если подключить три лампы, то соответственно 73В и так далее. Эта особенность последовательного соединения часто применяется в гирляндах.
• К недостаткам последовательного соединения стоит отнести то, что при обрыве провода на любом участке перестает работать вся цепь. То есть, при перегорании одной лампочки из трех подключенных последовательным соединением, не будет гореть ни одна.

Обратите внимание, что при последовательном соединении, например ламп 220В, ярче будет гореть лампа с меньшим сопротивлением. Если вкрутить две лампы: одна на 60Вт, а другая на 200Вт, то светить будет ярче лампа с мощностью в 60Вт.

Параллельное соединение

Параллельное соединение электроприемников

Итак:

• В большинстве же случаев электрические схемы соединения проводки предусматривают параллельное соединение. При данном типе подключения на каждый электроприемник подводится один фазный и один нулевой провод от питающей сети. Опять-таки лучше это видно на приведенном ниже рисунке.
• Такой тип соединения применяется для подключения 99% электроприборов. При этом обрыв провода, подходящего к электроприбору, обесточивает только этот электроприбор. Напряжение питающей сети соответствует заданному и может измениться только вследствие подключения приборов большой мощности.
• К недостаткам параллельного соединения можно отнести только большее количество проводов, а также увеличение вероятности запутаться при большом количестве подключений. Но этот фактор легко исключить, если прочесть данную инструкцию до конца.

Методы соединения проводов

В соответствии с п. 2.1.21. ПУЭ, соединение проводов можно осуществлять только методами сварки, пайки, опрессовки и сжимов. Как видим, излюбленный метод доморощенных электриков, скрутка, не входит в перечень разрешенных методов соединения.

А из всех представленных разрешенных методов наиболее оптимальным для использования в домашних условиях является сжим. Это может быть винтовое, болтовое или пружинное соединение.

Итак:

• Для монтажа болтовых и винтовых соединений промышленность сейчас выпускает большое количество самых разнообразных клеммных соединений. Их цена достаточно не велика, а удобство монтажа находится на высоком уровне.
• Отдельно хотелось бы сказать о пружинных клеммах. Я сам не являюсь сторонников пружинок, распорок и тому подобных соединений, но как-то раз довелось стать свидетелем испытаний одного из таких клеммников.
• Это были клеммы WAGO. На испытательной установке мы плавно поднимали ток, протекающий через клемму, пока наш медный провод в 4 мм² не перегорел. При этом величина тока составляла 100А. После этого мы достали клеммник и не обнаружили на нем никаких дефектов. Это заставило изменить мое мнение о таких пружинных клеммниках, и поэтому вам я советую присмотреться к ним повнимательнее.
• Так же стоит отметить, что отдельным преимуществом таких клеммников является возможность соединения алюминиевых и медных проводов. В обычных же условиях это можно осуществлять только через латунную вставку.

Варианты подключения электропроводки

Теперь давайте разберемся, какая должна быть электропроводка и как соединять провода. Для расключения однофазной сети необходимо применять трехжильный провод.

При этом следует применять нормы из п.1.1.29 ПУЭ для облегчения прокладки и снижения вероятности перепутывания проводов.

Цветовое обозначение проводов

Трехжильный провод следует применять со следующими проводами:

• Фазный провод – цветовое обозначение для однофазной сети не нормируется. Для трехфазной сети желтый, зеленый, красный – соответственно фазы А,В и С.

Обратите внимание! Для трехфазной цепи нормы ПУЭ нормируют не только цветовую гамму обозначения каждой фазы, но и их расположение в распределительных щитках разных конструкций.

• Нулевой провод – для любых сетей должен применяться проводник голубого цвета. При обозначении шин или клеммников применяется символ «N».
• Заземляющий провод – в любых сетях должен применяться провод с       продольными желто-зелеными полосами. При обозначении шин и клеммников применяется знак заземления.

Подключение в распределительном щитке

Теперь давайте рассмотрим виды соединения электропроводки в разных участках нашей электрической сети.

Начнем с распределительного щитка:

• Сначала разберемся с фазным проводом. Он должен подключаться через защитное устройство. Это могут быть предохранители, пробки, но чаще всего используются автоматические выключатели. Питающий провод к автоматическим выключателям обычно подводится сверху, вы же подключаетесь снизу.
• Нулевой провод ,согласно норм ПУЭ, не должен иметь коммутационных устройств. Поэтому обычно для него организуют отдельный клеммник в боковой части щитка. К нему мы подключаем голубую жилу нашего провода.
• Это же правило относится и к заземляющему проводу. Только для него следует создать отдельный клеммник. К нему мы и подключаем наш желто-зеленый провод.

Подключение УЗО для всех групп потребителей

Отдельно остановимся на подключении УЗО. Для этого нам необходимо использовать не только фазный, но и нулевой провод. И схема во многом зависит от места установки УЗО.

Если вы устанавливаете УЗО на все группы вашей электрической сети:

• В этом случае фазный и нулевой провод с счетчика подключается к вводам УЗО. Тут важно не перепутать и нулевой провод подключить к клемме, обозначенной «N». Иначе УЗО не будет работать.
• Фазный провод на выходе УЗО подключаем ко всем автоматам, питающим отдельные группы.
• Нулевой провод на выходе УЗО подключаем к шине или клеммнику, от которого подключаются нулевые провода всех групп.

Если вы устанавливаете УЗО на отдельную группу:

• В этом случае фазный провод на ввод УЗО берется от автоматического выключателя группы.
• Нулевой провод на ввод УЗО берется с нулевой шины вашего распределительного щитка.
• С выводов УЗО нулевой и фазный провод идут непосредственно к потребителям.

Подключение в распределительной коробке

Соединение электропроводки на колодки при соблюдении указанных выше норм также не позволит вам запутаться. Отличается здесь только подключение светильников и розеток, но они незначительны.

При подключении розеток нам достаточно при помощи клемм сделать ответвление фазного, нулевого и заземляющего провода:

• Для этого приходящий провод разрезается и каждая жила подключается к отдельному клеммнику. Для подключения одной розетки необходимо три клеммы, двух розеток — четыре, трех — пять и так далее.
• Теперь подключаем к одной клемме фазный провод приходящего провода. Ко второй клемме подключается провод группы, идущий к другим присоединениям. К третьей клемме крепим фазный провод, идущий к нашей розетке.
• Идентично выполняем операции с нулевым и заземляющим проводом.

Подключение светильника

Подключение светильников несколько усложняется ввиду наличия включателя.

• Если вы вызвались подключать светильники своими руками, то на первом этапе делаем те же операции, что и при подключении розеток. То есть, разделываем кабель и каждую жилу       подключаем к разным клеммникам. Так же можно сразу подключить провод, идущий к другим электроприемникам данной группы.
• Согласно норм ПУЭ, выключатель сети освещения должен отключать фазный провод. Поэтому от клеммника фазных проводов делаем подключение к выключателю.
• Если у вас однокнопочный выключатель, то на выходе с выключателя будет один провод. Если двух и более кнопочный, то два или более, соответственно. Мы рассмотрим однокнопочный выключатель для упрощения предоставления информации. Для двух, трех и более кнопочных выключателей схема подключения идентична.
• Провод, подключенный к выводу выключателя, отправляется обратно в распределительную коробку. Здесь мы устанавливаем еще один фазный клеммник,       к которому и подключается наш провод.
• Теперь берется трехжильный провод, который подключен непосредственно к светильнику. Фазная жила этого провода подключается к фазному клеммнику провода, пришедшего от выключателя. Нулевая жила подключается к клеммнику нулевых жил, а заземляющая — к клеммнику заземляющих жил. Все, подключение нашего светильника выполнено. Если же посмотреть соответствующие видео, то данный процесс станет для вас еще более понятным.

Выводы

Надеемся, наша инструкция позволит вам без проблем выполнить подключение электрической сети любой сложности. Ведь элементарное соблюдение норм ПУЭ позволяет значительно облегчить этот процесс и исключить вероятность ошибки.

Параллельное и последовательное подключение ТЭНов

Как правильно подключать нагреватели: параллельно или последовательно?

Итак, следует ли подключать нагреватели параллельно или последовательно? Этот вопрос возникает, когда к источнику питания необходимо подключить более одного нагревателя. Любое количество нагревателей может быть подключено параллельно, но обычно только два нагревателя подключаются последовательно. Надежное последовательное подключение более двух нагревателей является сложной задачей. Если нагреватели соединены последовательно, отказ одного нагревателя останавливает работу всех ТЭНов в цепочке. При параллельном подключении нагревателей отказ одного ТЭНа обычно не влияет на другие нагреватели.

Чаще всего при подключении используется два ТЭНа. В этом случае, если нагреватели соединены последовательно, напряжение каждого ТЭНа  должно быть равно половине общего доступного напряжения. Например, два нагревателя на 240 вольт, подключенные последовательно к источнику питания на 480 вольт. Также мощность каждого нагревателя должна быть одинаковой. (Если мощность и напряжение каждого нагревателя не равны, нагреватели не будут делить общее напряжение поровну.) Если два нагревателя подключены параллельно, напряжение каждого нагревателя должно быть таким же, как напряжение питания.

Давайте рассмотрим немного расчетов по подключению ТЭНов.

Общие формулы

Мощность (Ватт)
Напряжение (Вольт)
Сила тока (Ампер)
Сопротивление (Ом)

 

Рассмотрим последовательное или параллельное подключение нескольких одинаковых нагревательных элементов с различными схемами соединения. Для произведения расчетов нам понадобятся такие характеристики:

R = полное сопротивление
P = общая мощность
U и I соответственно напряжение и сила тока

Параллельное соединение

Количество нагревательных элементов может быть  2, 3 или любое другое число (x). Тогда  общее сопротивление равно:
R = r / 2   либо    R = r / 3   либо   R = r / x, где r —  сопротивление одного нагревателя

Мощность общую вычислим по формуле:

P = 2*p  либо    P = 3*.p  либо    P = x*p, где р – мощность одного ТЭНа

Например:
2 параллельно подключенных нагревательных элемента на 1000 Вт 230 В, работающие от 230 В, генерируют 2000 Вт при 230 В с R = 26,45 Ом
3 параллельно подключенных нагревательных элемента на 1000 Вт 230 В, работающие от 230 В, генерируют 3000 Вт при 230 В с R = 17,63 Ом и
т. д.

Последовательное  подключение ТЭНов

Аналогично предыдущему случаю возьмем 2, 3 или х одинаковых ТЭНов, каждый из которых имеет сопротивление r  и мощность р. Для последовательного подключения значения сопротивления складываются, в итоге вычислений имеем:

R = 2*r  либо    R = 3*r  либо    R = x*r
P = p / 2  либо    P = p / 3

Например:
2 последовательно подключенных нагревательных элемента мощностью 1000 Вт 230 В, работающих от 230 В, генерируют 500 Вт при 230 В с R = 105,87 Ом (мощность, создаваемая нагревательными элементами, в 4 раза меньше)
3 последовательно подключенных нагревательных элемента мощностью 1000 Вт 230 В, работающих с 230 В генерируют 333 Вт при 230 В с сопротивлением R = 158,7 Ом (мощность, создаваемая нагревательными элементами, в 9 раз меньше) и
т. д.

Трехфазное подключение нагревателей

Соединение треугольником

Номинальное напряжение каждого нагревательного элемента идентично напряжению между фазами при соединении треугольником.

Соединение звездой

Номинальное напряжение нагревательных элементов равно напряжению между фазами трехфазной проводки, деленному на корень из 3 или 1,732

Пример подключения:
3 нагревательных элемента мощностью 1000 Вт 230 В, подключенные к трехфазной сети 400 В, генерируют 3000 Вт.
3 нагревательных элемента мощностью 1000 Вт 400 В, подключенные к трехфазному источнику питания 400 В, генерируют 1000 Вт.

Подробнее про трехфазное подключение ТЭНов читайте в нашей статье — треугольник или звезда для подключения нагревателей

Выводы

При параллельном подключении ТЭНов напряжение на каждом нагревателе будет одинаковое, общая мощность равна сумме мощностей отдельных нагревателей и выход одного ТЭНа из строя не нарушит работы остальных.

При последовательном подключении нагревателей общее сопротивление будет складываться из значений сопротивления каждого отдельного ТЭНа, напряжение на каждый отдельный нагреватель будет рассчитываться по формуле Uобщ/количество нагревателей (для одинаковых ТЭНов), соответственно общая мощность уменьшается во столько раз, сколько ТЭНов в системе.

 

Одна из причин однозначного выбора заключается в том, что некоторые нагреватели не могут надежно работать при одном напряжении. Это связано с физическими размерами нагревателя, а также с параметрами мощности и напряжения. В основном нужно подбирать ТЭНы с оптимальным размером греющей спирали, чтобы не было необходимости в последовательном подключении нескольких нагревателей. Помните, что параллельно все нагреватели имеют одинаковое напряжение, но последовательно каждый нагреватель имеет одинаковый ток. По сути, вы можете подключить ТЭНы последовательно только тогда, когда у вас есть два нагревателя одинаковой мощности и напряжения, при этом их суммарная мощность будет меньше. В большинстве случаев ТЭНы подключаются параллельно.

Если у Вас остались вопросы, обращайтесь к нам по телефону или по электронной почте. Наши специалисты помогут вам с выбором нагревательных элементов и проконсультируют по вопросам их подключения. Мы производим промышленные нагреватели, ик излучатели а также комплектующие материалы к системам нагрева.

Последовательное и параллельное подключение розеток

Выполнение рутинных бытовых обязанностей существенно облегчают многочисленные технические устройства и оборудование. «Неутомимые труженики» освещают помещения, стирают, взбивают, пекут, моют посуду вместо нас. Однако просто купить их недостаточно, технику требуется грамотно подключить, согласитесь.

Вспомните, сколько негативных эмоций вызывает сработавший автомат, отключивший линию из-за перегруза в крайне неподходящий момент. Совсем немного удовольствия доставляет испорченный бойлер, компьютер, холодильник. А ведь перечисленные неприятности можно банально предупредить и вообще исключить, в чем мы с удовольствием готовы помочь.

Для этого нужно всего лишь выяснить, как производится параллельное и последовательное подключение розеток для домашней техники, в каких случаях применяются схемы «шлейфом» и «звездой». С этой весьма полезной информацией ознакомит предложенная нами статья.

Содержание статьи:

Способы подключения розеток

Сегодня подключение розеток осуществляют двумя способами: в первом обустраивается для каждой точки отдельная линия электропроводки, во втором – к одной ветке подключается сразу несколько точек.

Тип устанавливаемых розеток тесно связан со разновидностью разводки: используются ли однофазные розетки, оснащенные заземлением или без него, либо же устанавливаются трехфазные устройства для запитки приборов, которые работают при сети напряжением в 380Вольт.

Преобладающее большинство технических устройств, нуждающихся в подключении к электроснабжению, расположено или приурочено к кухне и ванной комнате:

Галерея изображений

Фото из

Кухня — помещение, в котором используются электроприборы, подключаемые как к отдельным, так и к общим силовым линиям

Электрооборудованием, различающимся по мощности, оснащаются ванные комнаты и совмещенные санузлы

Если в последовательно подключенную цепь розеток подключить мощный прибор совместно с другими, электропроводка и розетка перегорит

Маломощные потребители запитываются от силовых точек, подключенных последовательно, один за другим, т.е. по схеме шлейфом

Для работы фена, электрической зубной щетки, электробритвы, машинки для стрижки волос силовые точки устраивают по шлейфовой схеме

Стиральную машину, гидромассажную систему ванны джакузи, электронную крышку биде и т. д. запитывают от отдельной силовой линии, проложенной параллельно

Аналогичная схема действует при установке розеток на кухне. Параллельную проводку сооружают для холодильников, СВЧ, мощных кофемашин

Электрические чайники, тостеры, миксеры, кофемолки, хлебопечки работают от розеток, подключенных последовательно — шлейфом

Кухня — место установки мощных потребителей

Электрооборудование в ванных и санузлах

Перегорание розетки от превышения нагрузки

Подключение розеток шлейфом

Фен как прибор для питания от шлейфовой розетки

Отдельная силовая линия для стиральной машины

Шлейфовая схема установки розеток на кухне

Маломощные кухонные потребители шлейфовых линий

Розетки для мощных потребителей, например, электрических духовых шкафов или бойлеров, подключают отдельной линией. По возможности используют при монтаже цельные куски кабеля, лишенные каких-либо соединений. Электролинии прокладываются по отдельности от щитка до каждой точки, что несколько напоминает по схеме исходящие от звезды лучи.

При необходимости подключения каждого такого потребителя запитываемая точка должна выдерживать номинальный ток в 16 – 32А. На ток с таким же показателем рассчитан и стоящий на входе .

Шлейфовое подключение выбирают в том случае, если необходимо запитать электрические розетки одной группы. Эти группы формируются в соответствии с расположением по дому приборов.

Розетки с отдельными линиями – единственно верный вариант для обслуживания мощных бытовых приборов типа стиральной машинки или электроплиты

Способ предполагает соединение всех элементов к общей питающей линии электропроводки.

Чтобы свести на «нет» риск выведения из строя сразу нескольких точек, мастера рекомендуют в одну систему включать не более двух-трех розеток. Этот момент четко прописан в СП 31-110-2003: подключать шлейфом допускается до трех дополнительных электроприемников.

Существенным «минусом» такой схемы является то, что при случайном повреждении одной из жил в месте контакта перестают работать все следующие за ней элементы

Единственное условие – чтобы суммарная нагрузка по току не превышала в два раза значение рабочего номинального тока первого (головного) электроприемника.

Но, при любом раскладе, созданная подобным образом цепь рассчитана на нагрузку, суммарный показатель которой не превышает 16А. При несоблюдении условий эксплуатации велика вероятность создания аварийных ситуаций.

При подключении розеток вовсе не обязательно применять чистый тип разводки. При грамотном подходе их можно комбинировать, например, довести питающий кабель до . А после нее направить один кабель в виде шлейфа, другой же подвести отдельно к точке запитки мощного оборудования в доме.

Количество проложенных от щитка питающих линий зависит от того, сколько маршрутов электропроводки предполагается проложить.

Для подключения электрокамина мощностью в 2кВт стоит предусмотреть отдельную независимую розетку, утюг же смело можно запитывать от точек, соединенных шлейфовым способом

Независимо от типа выбранного способа электропроводку можно выполнять в одном из двух вариантов:

• открытый – предполагает прокладку проводов на поверхности стены;
• закрытый – предполагает выдалбливание каналов для прокладки силовых линий в бетонных и кирпичных стенках, выборку канала в древесине для прокладки кабеля, затянутого в гофротрубу.

Открытый вариант удобнее и проще относительно не только монтажа, но и обслуживания и контроля. Но относительно эстетического аспекта открытый провод не всегда уместен. Да и к тому же «съедает» часть полезной площади: сверху кабеля невозможно повесить полку или придвинуть вплотную к стене мебель.

При открытом способе монтажа для защиты РЕ проводника от механических повреждений и придания ему большей презентабельности используют кабель-каналы, либо же плинтусы из пластика

Внутреннее пространство большинства имеет перегородки, между которыми удобно размещать провода. Контроль за состоянием трассы осуществляют через верхнюю съемную часть.

Закрытый вариант проводки удобен тем, что исключает возможность случайного повреждения кабеля, делая его при этом незаметным для окружающих.

Чтобы минимизировать необходимость «раскурочивания» стен для создания штроб, закрытую проводку выполняют на этапе строительных или ремонтных работ до момента выполнения отделки

Но «невидимость» закрытой проводки способна сыграть и злую шутку при попытке «забить гвоздь». Поэтому существует негласное правило: провода прокладывать относительно розеток строго вертикально или горизонтально.

Особенности монтажа шлейфового подключения

Как уже отмечалось, шлейфовый способ применяют для соединения розеток, находящихся в одной группе, которые запитывают маломощные приборы, такие как компьютер, аудиотехника…

Этот тип подключения экономически выгоднее и технически проще. Ведь для его реализации нет нужды прокладывать много кабелей и задействовать дополнительные защиты. Но стоит отметить, что каждая дополнительная точка созданной цепи будет делать ее более уязвимой.

К примеру, мы знаем, что номинальный ток на одну розетку не должен превышать 16А. Если к одной точке подключить такую нагрузку, то ничего страшного не случится. Но при включении такой нагрузки хотя бы на 2-3 розетки одной линии ее суммарные показания возрастут, как следствие – питающий кабель может не выдержать.

Ключевым условием шлейфового подключения является то, что сечение проводников перемычек будет соответствовать проводникам основной питающей линии

Согласно ПУЭ при шлейфовом соединении не допускается разрывать РЕ проводник защитного заземляющего провода. Его контур в любом случае должен оставаться неразрывным.

Снизить материальные затраты при подведении РЕ проводника к розеткам помогает применение одного из технических решений:

Монтаж с использованием соединителей

Этот тип соединения выбирают при необходимости подключить розетки, которые располагаются практически вплотную друг к другу.

При шлейфовом подключении магистральный провод, подведенный от силового щитка, поступает к посадочному месту многоместного подрозетника. От него он запитывает первую розетку, от которой через собственные контакты питание идет ко второй розетке, от второй – к третьей.

Все жилы проводника: синяя для нулевого «нулевого», красно-коричневая для «фазного» и желто-зеленая для «заземления» – подключаются параллельно

При монтаже шлейфом приходящий и уходящий кабели соединяют непосредственно на контактной части устройства. По этой причине мастера рекомендуют использовать модели, оснащенные плоским пружинным контактом.

На крайний случай подойдут образцы, контакты которых выполнены в виде прижимаемой болтом пластины. Вовсе не подходят для этой цели устройства, в которых роль контакта исполняет обыкновенный болт.

Одним из обязательных эксплуатационных требований при подключении розеток шлейфом является необходимость снижения переходного сопротивления в цепи между контактными клеммами розетки и контактами электрической вилки.

Для достижения желаемого эффекта клеммам придают формы, которые позволяют увеличить площадь самих контактов, а также силу их сжатия. Сегодня для монтажа защитного нуля часто используют соединители типа «Scotchlok». Клипсовый соединитель этого типа оснащен врезными контактами.

Для создания ответвления клипсовый соединитель монтируют внутри установочной коробки, размещая между днищем устройства и розеточным механизмом

Чтобы использовать клипсовый соединитель, следует выбирать изделия, в которых предусмотрено дополнительное пространство для его размещения.

Через контакт первой розетки подводят фазный провод питающего кабеля и РЕ проводник шлейфа, поступающего дальше на вторую розетку. На втором контакте – нулевые провода питающего кабеля и шлейф ко второй розетке. По такому же принципу выполняют подключение к третьей и последующей розетке, если ее наличие предусматривала схема силовой разводки.

Согласно ПУЭ п.1.7.144 для подключения открытой проводящей части устройства к нулевому или заземляющему проводнику, необходимо производить ответвление в полости предназначенных для этой цели корпусов электроустановочных изделий. К числу таковых относятся и розетки.

Главная задача при подключении розеток, оборудованных заземлением – обеспечить элементов на протяжении всей линии. Ведь если контакт заземления по какой-либо причине перегорит в головной питающей розетке, все остальные участники цепи утратят защитный ноль. А потому при необходимости ответвления заземляющей жилы применяют самый надежный тип соединений – опрессовку.

Чтобы выполнить опрессовку очищенные концы проводов заводят в полость специальной металлической гильзы и обжимают с помощью ручных пресс-клещей

Способ предполагает помимо применения обычной скрутки проводов дополнительное изолирование и опрессовывание их концов с помощью гильзы. Это обеспечивает бесперебойный контакт элементов цепи и ее высокую механическую прочность.

Установка дополнительной распределительной коробки

Этот способ предполагает установку рядом со шлейфом розеток скоммутированной со щитком ответвительной коробки либо же соединительной колодки. При этом кабель разветвляется в распределительной коробке на участке до подведения к подрозетнику.

Применение дополнительной ответвительной коробки для РЕ-проводников также позволяет провести подключение заземляющий контактов параллельно при разводке розеток шлейфом

Соединения внутри ответвительной коробки, ведущие к каждой розетке, чаще всего выполняются посредством сварки. Изолированные концы всех проводников рекомендуется укладывать в распределительных коробках так, чтобы они не пересекались и не соприкасались между собой.

Планируя в дальнейшем от распределительной коробки делать новые подключения, на этапе монтажа стоит оставить запас кабеля длиной в 15-20 см

В обоих случаях при подведении к розеткам проводов фазы и ноль образуется шлейф, а от РЕ проводника – ответвление. Поэтому при шлейфовании розеток важно соблюдать полярность контактов: от клеммы с нулем проводником отводить нулевой. Аналогично поступают и с фазным проводом.

С учетом количества работающих электроприборов необходимо число розеток в комнате может достигать 10 штук. Пользоваться тройниками и удлинителями не всегда удобно, да и к тому же опасно. В этом случае решают проблему, устанавливая вместо единичной розетки розеточные блоки.

Конструкция розеточного блока, включающая до четырех отдельных элементов, подключается по такому же принципу, как и единичная розетка.

Главным отличием накладной рамки от розеточного блока является то, что каждый элемент в ней собирается в последовательный шлейф от одного к другому

При подключении блоков жилы проводников соединяют любым из описанных способов. Оголенные участки изолируют термоусаживаемой трубкой или обматывают изоляционной лентой.

Специфика параллельного подключения

Особенность параллельной схемы подключения розеток, иначе называемой “звездой”, заключается в отдельном подсоединении к щитку каждой розетки.

Третье вполне обоснованное название “бескоробочная”, т.к. предполагает возможность отказа от распаечной коробки. Способ активно практикуется в странах Европы, а у нас применяется для обеспечения отдельной линией мощных потребителей чаще всего в комплексе с шлейфовой технологией.

Один из вариантов параллельной схемы демонстрирует подборка фото:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Скрытая прокладка кабеля по параллельной схеме

Шаг 2: Подготовка спаренного подрозетника к установке

Шаг 3: Крепление подрозетников в подготовленной стене

Шаг 4: Выравнивание стены вокруг установленных подрозетников

Шаг 5: Удаление общей изоляции кабеля

Шаг 6: Удаление изоляции с ноля, фазы и земли

Шаг 7: Параллельная установка розеток

Шаг 8: Установка и фиксация общей лицевой панели

Плюс “звезды” в обеспечении максимальной степени безопасности. Веское преимущество заключается в создании возможности управлять по отдельности крупными энергетическими потребителями, что в приоритете для силовой разводки для , например. Минус схемы кроется во внушительных затратах труда электромонтажника и в почти троекратно увеличенном расходе кабеля.

Параллельную схему также используют для подключения силовых трехфазных розеток, которые будут запитывать мощные электроприборы. При этом сечение жил, питающих такие потребители, должно быть как минимум 2,5 кв. мм.

Для большей надежности они должны располагать небольшим запасом по току. Это позволит компенсировать фактическое отклонение от указанного производителем диаметра от их номинального значения, чем часто «грешат» представленные на современном рынке изделия. К тому же такое решение обеспечит возможность работы оборудования в режиме перегрузки.

Такой способ установки выгоден тем, что работоспособность каждой отдельной точки не оказывает влияние на функционирование остальных участников цепи. Для бытовой техники такая схема считается наиболее стабильной и безопасной.

Параллельный способ подключения розеток обеспечивает независимость каждой точки электропитания: сколько бы розеток в цепи не присутствовало, напряжение будет сохраняться равномерным

Подключение трехфазной розетки, оснащенной заземлением, выполняют с помощью отдельной четырехжильной проводки. Кабель, включающий три фазы, заземление и ноль, идет напрямую от щита.

Предназначение провода проще всего определить по цвету изоляции:

• «фаза» – провода с белым оттенком;
• «нуль» – изоляция окрашена в синий цвет;
• «заземление» – оплетка желто-зеленого цвета.

Заземление – по сути, защитный ноль. Чтобы он оставался таковым, необходимо обеспечить его надежное и постоянное соединение на протяжении всей линии.

Для соединения проводов и подключения к розетке первым делом укорачивают их концы. Применение бокорезов позволит максимально аккуратно выполнить работу. Конец каждого провода на 15-20 мм зачищают от внешней изоляции с помощью острого ножа.

Соединение проводов выполняют в такой последовательности:

1. С розетки снимают пластиковую защитную крышку.
2. Зажимные винты откручивают на 5-6 мм. Те же манипуляции проделывают с винтом и на клемме заземления.
3. Зачищенные концы проводов поочередно заводят в коробку с учетом положения вводных клемм и укладывают в соответствующие гнезда.
4. Гнезда с уложенными проводами плотно затягивают винтами.
5. Подрозетник с подключенными проводами вставляют в стеновую нишу и фиксируют боковыми зажимами.

Для получения более надежной сборки некоторые мастера оголенные концы жил сворачивают в виде петли или кольца так, чтобы их диаметр соответствовал размеру ножек винтов.

Схему применяют не только для запитки отдельно расположенных розеток, но и для подключения блоков, включающих две и более точки

После этого каждый винт поочередно откручивают, оборачивают его основание проводным кольцом и плотно затягивают.

При все преимущества схемы сохраняются. Единственное – процесс подключения отнимает чуть больше времени и сил.

Увеличенные затраты – не аргумент для тех, для кого в приоритете безопасность. Если смотреть на ситуацию более глобально, то иногда лучше сразу вложить больше средств и усилий, обустроив автономную силовую линию для розетки. Тогда не придется каждый раз задумываться над тем, можно ли задействовать точку для подключения того или иного электроприбора.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Руководство по применению шлейфового способа:

Видео #2. Подробное ознакомление с одним из безопасных вариантов подключения розеток:

При условии того, что количество затрачиваемой на бытовые потребности электроэнергии с каждым годом только увеличивается, а потому требования к надежности розеток непременно будут возрастать, предпочесть все же следует параллельную схему электромонтажа. Особенно, если речь идет о серьезных энергопотребителях.

Для питания светильников, электрических будильников и подобных приборов подойдет вариант подключения шлейфом.

Появились вопросы по теме статьи, обнаружили недочеты в изложенной информации, есть желание поделиться опытом в самостоятельном электромонтаже? Пожалуйста, напишите комментарий в расположенном ниже блоке.

Параллельное и последовательное соединение аккумуляторов — схемы, особенности

Аккумулятор умеет давать электрическую энергию. Это выражается в том, что если подключить к его клеммам какую-нибудь нагрузку, например, лампочку, то она засветится. Но и без подключения лампочки электроэнергия из аккумулятора готова в любой момент к действию. Об этом говорит напряжение на его клеммах.

Напряжение на клеммах аккумулятора имеет хорошее свойство достаточно долго быть постоянным. Пока он не разрядится. Вот тогда и надо ему помогать. А если аккумуляторов несколько? Можно ли придумать такую схему его зарядки, чтобы это было быстрее и лучше?

Зачем соединять аккумуляторы

Аккумулятор, как и конденсатор, может накапливать энергию. В отличие от простой гальванической батареи, где химические реакции, при которых происходит выработка электроэнергии, необратимы, аккумулятор можно зарядить. При этом ионы разводятся друг от друга, и внутренняя химия аккумулятора взводится, как пружина. Впоследствии эти ионы, благодаря «заряженному» химическому процессу, будут отдавать свои лишние электроны в электрическую цепь, сами стремясь обратно к нейтральности кислого электролита.

Все хорошо, только у аккумулятора количество энергии, которое он способен выработать после полной зарядки, зависит от его общей массы. А масса зависит от исполнения — есть стандарты, и по этим стандартам и делаются аккумуляторы. Хорошо, когда потребление электроэнергии точно так же стандартизовано. Например, когда имеется автомобиль, который берет определенное количество электричества для пуска двигателя. Ну, и для других своих нужд — подпитки автоматики на стоянке, питания замков с противоугонными устройствами и т.д. Стандарты аккумуляторов и рассчитаны на электропитание автомобилей различных типов.

А в других областях, где требуется стабильное постоянно напряжение, запрос по параметрам питания гораздо шире и разнообразнее. Поэтому, имея однотипные и строго одинаковые аккумуляторы, можно думать и об использовании их в разных сочетаниях, и более эффективных способах зарядки, чем банально заряжать их все по очереди.

Соединение источников питания

Как и нагрузки, например, лампочки, соединить аккумуляторы можно как параллельно, так и последовательно.

При этом, как можно сразу заподозрить, что-то должно обязательно суммироваться. При последовательном соединении резисторов суммируется их сопротивление, ток на них уменьшится, но через каждое из них он будет идти одинаковый. Аналогично и через последовательное подключение аккумуляторов ток будет течь один и тот же. А раз их стало больше, больше станет напряжение на выходах батареи. Следовательно, при неизменной нагрузке будет идти больший ток, который израсходует емкость всей батареи за то же время, как и емкость одной подключенной к этой нагрузке батареи.

Параллельное подключение нагрузок приводит к увеличению суммарного тока, напряжение же на каждом из сопротивлений будет одним и тем же. То же самое и с аккумуляторами: напряжение на параллельном подключении будет таким, как у одного источника, а ток могут все вместе дать больший. Или, если нагрузка осталась какой и была, питать ее током они смогут дольше ровно настолько, насколько возросла их суммарная емкость.

Теперь, установив, что соединять аккумуляторы параллельно и последовательно можно, рассмотрим подробнее, как это работает.

Принципы работы химического источника питания

Источники питания, основанные на химических процессах, бывают первичными и вторичными. Первичные источники состоят из твердых электродов и соединяющих их химически и электрически электролитов — жидких или твердых составов. Комплекс реакций всего агрегата действует так, что заложенное в нем химическое неравновесие разряжается, приводя к некоему балансу компонентов. Выделяющаяся при этом энергия в виде заряженных частиц выходит наружу и на клеммах создает электрическое напряжение. Пока оттока заряженных частиц наружу нет, электрическое поле замедляет химические реакции внутри источника. При соединении клемм источника с какой-нибудь электрической нагрузкой по цепи побежит ток, а химические реакции возобновятся с новой силой, снова поставляя электрическое напряжение на клеммы. Таким образом, напряжение на источнике остается неизменным, медленно уменьшающимся, пока в нем продолжает оставаться химическое неравновесие. Это можно наблюдать по медленному постепенному уменьшению напряжения на клеммах.

Такое явление называется разрядка химического источника электроэнергии. Первоначально обнаружили такой комплекс реакции с двумя разными металлами (медь и цинк) и кислотой. При этом металлы в процессе разрядки подвергаются разрушению. Но потом подобрали такие компоненты и такое их взаимодействие, что если после уменьшения напряжения на клеммах в результате разрядки поддерживать его там искусственно, то через источник обратно потечет электрический ток, и  химические реакции способны повернуть вспять, снова создавая в комплексе прежнее неравновесное состояние.

Источники первого типа, в которых компоненты безвозвратно разрушаются, называются первичными, или гальваническими элементами, по имени открывателя таких процессов Луиджи Гальвани. Источники второго рода, способные под действием внешнего напряжения, повернув вспять весь механизм химических реакций, снова вернуться к неравновесному состоянию внутри источника, называются источниками второго рода, или электрическими аккумуляторами. От слова  «аккумулировать» — сгущать, собирать. И их главная особенность, только что описанная, называется зарядка.

Однако у аккумуляторов все не так просто.

Таких химических механизмов было найдено несколько. С разными участвующими в них веществами. Поэтому и типов аккумуляторов несколько. И они по-разному себя ведут, заряжаются и разряжаются. А в некоторых случаях возникают явления, которые очень хорошо знать людям, имеющим с ними дело.

А с ними имеют дело практически все. Аккумуляторы, как автономные источники энергии, применяются повсюду, в самых разных устройствах. От маленьких наручных часов до транспортных средств разного размера: автомобилей, троллейбусов, тепловозов, теплоходов.

Некоторые особенности аккумуляторов

Классический аккумулятор — автомобильный свинцово-сернокислый. Выпускается в виде последовательно соединенных в батарею аккумуляторов. Его использование и зарядка/разрядка хорошо известны. Опасными факторами у них являются едкая серная кислота, имеющая концентрацию 25–30%, и газы — водород и кислород, — которые выделяются при продолжении зарядки после того, как она химически закончилась. Смесь газов, являющихся результатом диссоциации воды, как раз и является хорошо известным гремучим газом, где водорода ровно в два раза больше, чем кислорода. Такая смесь взрывается при любом удобном случае — искре, сильном ударе.

Аккумуляторы для современной аппаратуры — мобильников, компьютеров — делаются в миниатюрном исполнении, для их зарядки выпускаются зарядные устройства разного исполнения. Многие из них содержат схемы управления, позволяющие отследить окончание процесса зарядки или заряжать все элементы сбалансированно, то есть, отключая от устройства те из них, которые уже зарядились.

Большинство этих аккумуляторы довольно безопасны, и неправильная разрядка/зарядка может повредить только их самих («эффект памяти»).

Это касается всех, кроме аккумуляторов на основе металла Li — лития. Экспериментов с ними лучше не проводить, а заряжать только на специально для него предназначенных зарядных устройствах и работать с ними только по инструкции.

Причиной является то, что литий очень активен. Это третий после водорода элемент периодической таблицы, металл, который активнее натрия.

Во время работы с литий-ионными и другими батарейками на его основе, металлический литий может постепенно выпадать из электролита и однажды произвести внутри элемента замыкание. От этого он может загореться, что приведет к катастрофе. Так как погасить его НЕЛЬЗЯ. Он горит без доступа кислорода, при реакции с водой. При этом выделяется большое количество теплоты, и к горению присоединяются и другие вещества.

Случаи возгорания мобильных телефонов с литий-ионными аккумуляторами известны.

Однако инженерная мысль идет вперед, создавая все новые заряжаемые элементы на основе лития: литий-полимерный, литий-нанопроводниковый. Стараясь преодолеть недостатки. И они как аккумуляторы очень хороши. Но… от греха подальше лучше не делать с ними тех нехитрых действий, которые описаны ниже.

Последовательное соединение источников

Это всем известная батарея из элементов, «банок». Последовательно — это значит, плюс первого вывести наружу — будет плюсовая клемма всей батареи, а минус соединяется с плюсом второго. Минус второго — с плюсом третьего. И так далее до последнего. Минус предпоследнего присоединен к его плюсу, а его минус выводится наружу — вторая клемма батареи.

При последовательном соединении аккумуляторов складывается напряжение всех банок, и на выходе — клеммах плюс и минус батареи — получится сумма напряжений.

Например, аккумулятор автомобильный, имея в каждой заряженной банке примерно 2,14 вольта, дает в сумме из шести банок 12,84 вольт. 12 таких банок (аккумулятор для дизелей) дадут 24 вольта.

А емкость такого соединения остается равной емкости одной банки. Ввиду того, что напряжение на выходе выше, номинальная мощность нагрузки возрастает и расход энергии будет быстрее. То есть все разрядятся сразу вместе как один элемент.                                                                  

Последовательное соединение аккумуляторов

Такие аккумуляторы заряжаются тоже в последовательном соединении. К плюсу подключается плюс питающего напряжения, к минусу — минус. Для нормальной зарядки нужно, чтобы все банки были одинаковыми по параметрам, из одной партии и одинаково дружно разряжены.

Иначе, если они разряжены чуть по-разному, то при зарядке один закончит зарядку раньше других и у него начнется перезарядка. А это может для него плохо кончиться. То же самое будет наблюдаться при разной емкости элементов, что, собственно говоря, одно и то же.

Последовательное соединение элементов питания было испробовано с самого начала, практически одновременно с изобретением гальванических элементов. Алессандро Вольта создал свой знаменитый вольтов столб из кружочков двух металлов — меди и цинка, которые перекладывал тряпочками, пропитанными кислотой. Сооружение оказалось удачной придумкой, практичной, да еще давало напряжение, вполне достаточное для смелых тогдашних опытов по изучению электричества — достигало 120 В, — и стало надежным источником энергии.

Параллельное соединение аккумуляторов

 При параллельном соединение источников питания все плюсы нужно присоединить в один, создавая плюсовой полюс батареи, все минусы — в другой, создавая минус батареи.

Часть аккумулятора Параллельное соединение

При таком соединении напряжение, как мы видим, должно быть одно на всех элементах. Только вот какое? Если у аккумуляторных батарей перед подключением окажется разное напряжение, то сразу после подключения мгновенно начнет происходить процесс «выравнивания». Те элементы, у которых напряжение ниже, начнут очень интенсивно подзаряжаться, черпая энергию из тех, у которых напряжение больше. И хорошо, если разница в напряжениях объясняется разной степенью разрядки одинаковых элементов. Но если они разные, с разными номиналами напряжений, то начнется перезаряд, со всеми вытекающими прелестями: разогрев заряжаемого элемента, кипение электролита, выпадение металла электродов, и так далее. Следовательно, раньше того, как соединить между собой элементы в параллельную АКБ, необходимо измерить вольтметром напряжение на каждом из них, чтобы убедиться в безопасности предстоящей операции. 

Как мы видим, вполне жизнеспособны оба способа — и параллельное, и последовательное соединение аккумуляторов. В обыденной жизни нам достаточно тех элементов, которые включаются в наши гаджеты или фотоаппараты: один аккумулятор, или два, или четыре. Подключаются они так, как это определено конструкцией, и мы даже не задумываемся, это параллельное или последовательное соединение.

Но вот когда в технической практике нужно обеспечить сразу большое напряжение, да еще в течение долгого периода, там в помещениях выстраивают огромные поля из аккумуляторов.

Например, для аварийного питания радиорелейной станции связи напряжением в 220 вольт в течение периода, когда должна быть устранена всякая авария в цепи питания, нужно 3 часа… Немало аккумуляторов.

Похожие статьи:

Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов

В процессе эксплуатации источников питания зачастую возникает вопрос о комбинировании нескольких элементов в батарею одним или несколькими способами. При определенном соединении в итоге на выходе можно добиться разных вариантов основных технических показателей батарей. Для подключения аккумуляторов необходимо владеть определенными знаниями, что позволит избежать преждевременного выхода из строя одного из элементов.

Зачем соединять аккумуляторы в батарею

Для питания некоторых потребителей необходимо создать определенное значение напряжения, тока и емкости, которые невозможно иметь при использовании заводских устройств. Поэтому приходится использовать разнообразные методы комбинирования подключений. В результате соединения изделий в батареи можно добиться следующих результатов:

• увеличение значение вольтажа;
• увеличение диапазона рабочего тока;
• повышение внутренней емкости.

Важно! При изменении значений тока, получают экономию энергозатрат, снижая потери на нагрев проводников.

Различное соединение аккумуляторов позволяет добиться разнообразных параметров, при этом следует помнить, что показание внутренней энергии при каждом подключении элементов будет иметь разные цифры.

Существует три варианта коммутации:

• последовательное;
• параллельное;
• параллельно-последовательное.

При комплектовании устройства необходимо помнить, что запрещается применять источники питания разного вида, такое подключение может привести к преждевременному выходу из строя изделия.

Последовательное соединение аккумуляторов

При последовательном коммутировании источников питания положительный вывод соединяется с общим контактом, а отрицательный с положительным выводом следующего аккумулятора и так далее в зависимости сколько элементов в батарее.

АКБ одинаковой емкости

В результате коммутации одинаковых источников питания увеличивается напряжение при постоянном токе, как при заряде, так и при разряде. Заряд при последовательном подключении будет иметь постоянное значение.

АКБ разной емкости

Часто возникает необходимость применить в батарее элементы с различным значением внутреннего заряда. При этом стоит помнить, что у источника питания с меньшим значением будет самое высокое внутреннее сопротивление, в результате на этом элементе падение напряжения будет увеличиваться, что приведет к быстрому разряду. Однако мощные элементы будут при этом продолжать функционировать, поддерживая всю батарею в рабочем состоянии. Такой фактор приведет к снижению заряда слабой батареи до минимально допустимого значения.

Во время восстановления заряда слабый аккумулятор восстановиться быстрее остальных, хотя другие еще будут заряжаться. В результате такой ситуации может возникнуть перезаряд элемента с пониженной емкостью, что приведет к его нагреву.

Важно знать! При постоянном снижении заряда ниже допустимого, а также перезаряде источник в скором времени растратит свой ресурс и преждевременно выйдет из строя.

Параллельное соединение аккумуляторов

Конструктивной особенностью такого соединения является то, что все положительные клеммы соединяются в одни вывод, а отрицательные клеммы в другой вывод.

АКБ одинаковой емкости

Такое соединение позволяет добиться увеличения тока, напряжение при параллельном соединении остается неизменным. При этом значение емкости будет равно сумме всех элементов в системе. Благодаря этому способу соединения можно подавать питание на потребители повышенной мощности с большими пусковыми токами.

АКБ разной емкости

При использовании источников питания в батарее с различным значением напряжения общий вольтаж системы будет равен показанию самого сильного из элементов. Причем такое применение пагубно скажется на слабых изделиях, что приведет к преждевременному выходу из строя.

В результате параллельного соединения источников питания большой емкости и малым напряжением с изделиями малой емкости, но повышенном напряжении произойдет электрическое замыкание слабого элемента. Происходить такое явление за счет разности во внутреннем сопротивлении, при этом в аккумуляторе с меньшей емкостью будет протекать повышенный ток постепенно приводя к его разрушению.

Если же в системе присутствует источник высокой емкости и повышенного значения напряжения, то такое соединение в батарею приведет к перезаряду слабого источника питания. Производители рекомендуют перед подключением выравнивать значение напряжения, что позволит избежать возникновения неисправности в процессе эксплуатации.

Важно! чтобы избежать явления перетекания рабочего тока в системе рекомендуется применять аккумуляторы с равными значениями напряжения.

Последовательно-параллельное соединение аккумуляторов

Такой метод часто применяется для создания батареи с высокой емкостью и повышенным напряжением. Конструктивно изначально источники собираются в последовательную цепочку набирая определенный вольтаж, а затем несколько цепей коммутируют в параллель при этом набирают необходимую емкость. Однако существует и другой метод в параллель собирают элементы одинакового напряжения, а потом их подключают последовательно.

Соединение устройств таким методом подразумевает применение требований и правил, как в вышеописанных способах. Примерная схема соединения аккумуляторов может выглядеть так:

Балансировка заряда аккумуляторных батарей

Для того, чтобы избежать выход из строя при комплектовании системы батарей с применением элементов различных параметров необходимо проводить постоянный контроль. В настоящее время находят распространение различные устройства позволяющие обеспечить данный контроль при заряде и разряде. К таким приборам относят BMS- система мониторинга и управления.

BMS позволяет правильно зарядить и разрядить источник питания, при этом устройство в течение всего срока службы проводит контроль за состоянием устройства и обеспечивает безопасность предотвращая преждевременный выход из строя аккумулятора. Устройство изготавливается в виде электронной платы, которая входит в общую конструкцию источника питания.

Благодаря BMS стало возможно:

• обеспечить защиту как отдельных элементов, так и всей системы устройств в целом;
• увеличить срок эксплуатации источников питания;
• контролировать и поддерживать изделия разных видов в работоспособном состоянии при различных условиях использования.

Основные функции устройства BMS:

1. Контроль за напряжением, температурой, показаний зарядных параметров, а также исправным состоянием.
2. Интеллектуально-вычислительные функции, благодаря которым возможно следить за основными параметрами заряда-разряда.
3. Функции связи, проводным и беспроводным способом.
4. Защита изделия от скачков напряжения и тока, а также от перепада температур.
5. При балансировке происходит равномерное распределение заряда между всеми элементами системы.

Интересно знать! В некоторых комплексных системах аккумуляторных батарей применяются несколько балансировочных плат, которые управляют своей отдельной ячейкой.

Правильное соединение аккумуляторов позволяет добиться определенных значений необходимых параметров. При соблюдении правил эксплуатации возможно добиться значительного увеличения срока службы источников питания.

Последовательное и параллельное соединение проводников

2015-06-26 Теория  

Последовательным называется такое соединение, при котором конец одного проводника соединяется с началом другого. Типичным примером такого подключения можно назвать елочную гирлянду. При таком соединении сила тока на любом участке электрической цепи одинакова.

Последовательное сопротивление проводников

Напряжение цепи при последовательном соединении будет равным сумме напряжений на отдельных участках цепи.

Применяя закон Ома для каждого участка цепи, получим:

Или

где R — общее сопротивление последовательно соединенной цепи.

Отсюда следует:

Т.е При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Главным недостатком последовательного соединения цепи является то, что если один элемент в цепи выходит из строя, то вся цепь становится нерабочей.

Параллельным называют такое соединение участков цепи, при котором начала и концы всех проводников соединяются вместе, так как показано на рисунке 2.

Параллельное сопротивление проводников

При параллельном соединении напряжение в каждой отдельной ветви цепи будет равно общему напряжению в цепи:

Сила тока в неразветвленной цепи будет равна сумме токов всех отдельных ветвей.

Применяем закон Ома получаем:

Или

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

При параллельном соединении справедливо соотношение:

т.е. силы токов в ветвях параллельно соединенной цепи обратно пропорциональны сопротивлениям ветвей.

Достоинством параллельного подключения является то, что при выходе из строя одного из элементов, остальная цепь продолжает нормально функционировать.

Введение в параллельные вычисления — GeeksforGeeks

Прежде чем говорить о параллельных вычислениях, сначала давайте взглянем на предысторию вычислений компьютерного программного обеспечения и на то, почему это не удалось в современную эпоху.

Компьютерное программное обеспечение было написано традиционно для последовательных вычислений. Это означало, что для решения проблемы алгоритм делит ее на более мелкие инструкции. Эти дискретные инструкции затем выполняются на центральном процессоре компьютера одна за другой.Только после завершения одной инструкции начинается следующая.

Пример из реальной жизни: люди, стоящие в очереди в ожидании билетов в кино, и есть только кассир. Кассир выдает билеты по одному людям. Сложность ситуации возрастает, когда очереди 2 и кассир одна.

Итак, вкратце, последовательные вычисления выглядят следующим образом:

1. Здесь постановка задачи разбита на отдельные инструкции.
2. Затем инструкции выполняются одна за другой.
3. В любой момент времени выполняется только одна инструкция.

Посмотрите на пункт 3. Это вызывало огромную проблему в компьютерной индустрии, поскольку в любой момент времени выполнялась только одна инструкция. Это была огромная трата аппаратных ресурсов, поскольку только одна часть оборудования будет работать в течение определенной инструкции и в течение определенного времени. По мере того, как формулировки проблем становились все тяжелее и громоздче, увеличивалось и время их выполнения. Примером процессоров являются Pentium 3 и Pentium 4.

А теперь вернемся к нашей реальной жизненной проблеме. Однозначно можно сказать, что сложность упадет, когда будет 2 очереди и 2 кассира, выдающие билеты 2 лицам одновременно. Это пример параллельных вычислений.

Parallel Computing —
Это использование нескольких элементов обработки одновременно для решения любой проблемы. Проблемы разбиты на инструкции и решаются одновременно, так как каждый ресурс, который был задействован для работы, работает одновременно.

Преимущества параллельных вычислений перед последовательными вычислениями заключаются в следующем:

1. Это экономит время и деньги, так как совместная работа множества ресурсов сокращает время и снижает потенциальные затраты.
2. Может быть непрактично решать более крупные задачи на последовательных вычислениях.
3. Он может использовать нелокальные ресурсы, когда локальные ресурсы ограничены.
Последовательные вычисления
4. «тратят впустую» потенциальную вычислительную мощность, поэтому параллельные вычисления улучшают работу оборудования.

Типы параллелизма:

1. Битовый параллелизм: Это форма параллельных вычислений, основанная на увеличивающемся размере процессора. Это уменьшает количество инструкций, которые система должна выполнить, чтобы выполнить задачу с данными большого размера.
   Пример: Рассмотрим сценарий, в котором 8-разрядный процессор должен вычислить сумму двух 16-разрядных целых чисел. Сначала он должен просуммировать 8 битов младшего разряда, затем сложить 8 битов более высокого порядка, таким образом, требуя двух инструкций для выполнения операции.16-битный процессор может выполнить операцию с помощью всего одной инструкции.
2. Параллелизм на уровне инструкций: Процессор может адресовать только менее одной инструкции для каждой фазы тактового цикла. Эти инструкции могут быть переупорядочены и сгруппированы, которые впоследствии выполняются одновременно, не влияя на результат программы. Это называется параллелизмом на уровне инструкций.
3. Параллелизм задач: Параллелизм задач использует декомпозицию задачи на подзадачи с последующим выделением каждой из подзадач для выполнения.Процессоры одновременно выполняют выполнение подзадач.

Почему параллельные вычисления?

• Весь реальный мир имеет динамический характер, то есть многие вещи происходят в определенное время, но одновременно в разных местах. Эти данные очень огромны для управления.
• Данные реального мира нуждаются в более динамическом моделировании и моделировании, и ключом к достижению этого являются параллельные вычисления.
• Параллельные вычисления обеспечивают параллелизм и экономят время и деньги.
• Сложные, большие наборы данных, и управление ими можно организовать только и только с использованием подхода параллельных вычислений.
• Обеспечивает эффективное использование ресурсов. Гарантируется, что оборудование будет использоваться эффективно, тогда как при последовательных вычислениях использовалась только часть оборудования, а остальное не работало.
• Также непрактично реализовывать системы реального времени с использованием последовательных вычислений.

Приложения параллельных вычислений:

• Базы данных и интеллектуальный анализ данных.
• Моделирование систем в реальном времени.
• Наука и техника.
• Продвинутая графика, дополненная реальность и виртуальная реальность.

Ограничения параллельных вычислений:

• Он касается, например, связи и синхронизации между множеством подзадач и процессов, чего трудно достичь.
• Алгоритмы должны управляться таким образом, чтобы их можно было обрабатывать в параллельном механизме.
• Алгоритмы или программа должны иметь низкую взаимосвязь и высокую согласованность.Но создавать такие программы сложно.
• Более технически квалифицированные и опытные программисты могут хорошо кодировать программы, основанные на параллелизме.

Будущее параллельных вычислений: Вычислительный граф претерпел значительный переход от последовательных вычислений к параллельным вычислениям. Технологический гигант, такой как Intel, уже сделал шаг в сторону параллельных вычислений, применив многоядерные процессоры. Параллельные вычисления революционизируют работу компьютеров в будущем к лучшему.Поскольку весь мир связан друг с другом даже больше, чем раньше, параллельные вычисления играют более важную роль, помогая нам оставаться такими. С более быстрыми сетями, распределенными системами и многопроцессорными компьютерами это становится еще более необходимым.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Получите все важные концепции теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и станьте готовым к использованию в отрасли.

Параллельные вычисления — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Параллельные вычисления — это форма вычислений, при которой многие инструкции выполняются одновременно (так называемые «параллельно»), ^[1] в зависимости от теории, что большие проблемы часто могут быть разделены на более мелкие, а затем решены одновременно («параллельно»).

Существует несколько различных форм параллельных вычислений:

1. Битовый параллелизм,
2. Параллелизм на уровне инструкций,
3. Параллелизм данных,
4. Параллелизм задач.

Он использовался в течение многих лет, в основном в высокопроизводительных вычислениях, с большим увеличением его использования в последние годы из-за физических ограничений, препятствующих масштабированию частоты. Параллельные вычисления стали основной моделью в компьютерной архитектуре, в основном в виде многоядерных процессоров. ^[2] Однако в последние годы потребление энергии параллельными компьютерами стало проблемой. ^[3]

Параллельные компьютеры можно классифицировать в соответствии с уровнем, на котором аппаратное обеспечение поддерживает параллелизм — с многоядерными и многопроцессорными компьютерами, имеющими несколько элементов обработки внутри одной машины, в то время как кластеры, блейд-модули, MPP и гриды использовать несколько компьютеров для работы над одной задачей.

Параллельные компьютерные программы сложнее программировать, чем последовательные, ^[4] , потому что параллелизм вводит несколько новых классов потенциальных программных ошибок, из которых наиболее распространены условия гонки и мертвые блокировки.однако многие языки параллельного программирования были созданы для упрощения программирования на параллельных компьютерах. Но, тем не менее, связь и синхронизация между различными подзадачами затруднены при достижении хорошей производительности параллельной программы.

1. ↑ Алмаси, Г.С. и А. Готтлиб (1989). Высокопараллельные вычисления . Издательство Benjamin-Cummings, Редвуд-Сити, Калифорния.
2. ↑ Asanovic, Krste et al. (18 декабря 2006 г.). «Пейзаж исследований в области параллельных вычислений: взгляд из Беркли» (PDF).Калифорнийский университет в Беркли. Технический отчет № UCB / EECS-2006-183. «Старая [общепринятая мудрость]: увеличение тактовой частоты — это основной метод улучшения производительности процессора. Новая [общепринятая мудрость]: увеличение параллелизма — это основной метод повышения производительности процессора … Даже представители Intel, компании, обычно связанной с ‘ более высокая тактовая частота — лучше », предупредил, что традиционные подходы к максимальному увеличению производительности за счет максимизации тактовой частоты были доведены до предела.»
3. ↑ Asanovic et al. Старая [общепринятая мудрость]: питание бесплатное, но транзисторы дороги. Новое [общепринятое мнение] состоит в том, что мощность стоит дорого, а транзисторы «бесплатны».
4. ↑ Паттерсон, Дэвид А. и Джон Л. Хеннесси (1998). Организация и дизайн компьютеров , второе издание, издательство Morgan Kaufmann Publishers, стр. 715. ISBN 1558604286.

Что такое параллельные вычисления? — MATLAB и Simulink

Рабочие группы MATLAB : вычислительные механизмы MATLAB, которые работают в фоновом режиме без графический рабочий стол.Вы используете функции в Parallel Computing Toolbox, чтобы автоматически разделять задачи и назначать их этим рабочим. для параллельного выполнения вычислений. Вы можете запустить местных рабочих, чтобы преимущество всех ядер в вашем многоядерном настольном компьютере. Вы также можете масштабирование для запуска ваших рабочих на кластере машин с помощью MATLAB Параллельный сервер ™. Сеанс MATLAB, с которым вы взаимодействуете, известен как Клиент MATLAB .Клиент инструктирует рабочих с функции параллельного языка.

Параллельный пул: параллельный пул рабочих MATLAB, созданный с использованием parpool или функции с автоматической параллельной поддержкой. По умолчанию параллельный язык при необходимости функции автоматически создают для вас параллельный пул. Чтобы дополнительные сведения см. в разделе Выполнение кода в параллельных пулах.

Для локального профиля по умолчанию количество рабочих по умолчанию — один на физическое ядро ​​ЦП, использующее один вычислительный поток.Это потому, что даже хотя каждое физическое ядро ​​может иметь несколько виртуальных ядер, виртуальные ядра совместно использовать некоторые ресурсы, как правило, включая общий блок с плавающей запятой (FPU). Большинство вычислений MATLAB используют эту единицу, потому что они имеют двойную точность плавающая запятая. Ограничение одним работником на физическое ядро ​​гарантирует, что каждый рабочий имеет эксклюзивный доступ к модулю с плавающей запятой, который обычно оптимизирует производительность вычислительного кода.Если ваш код не требует больших вычислительных ресурсов, например, ввода / вывода (I / O), затем рассмотрите возможность использования до двух рабочих процессов на физическое ядро. Слишком много бега работники на слишком малом количестве ресурсов могут повлиять на производительность и стабильность вашего машина.

Ускорение: ускорите свой код, запустив несколько рабочих процессов MATLAB или графических процессоров, например, используя par для , parfeval или gpuArray .

Увеличьте масштаб ваших данных: разделите большие данные между несколькими рабочими процессами MATLAB, используя высокие массивы и распределенные массивы. Учить подробнее см. Обработка больших данных.

Асинхронная обработка: используйте parfeval для выполнения вычислительная задача в фоновом режиме, не дожидаясь ее завершения.

Масштабирование до кластеров и облаков: если ваша вычислительная задача слишком велика или слишком велика медленно для вашего локального компьютера, вы можете выгрузить свои вычисления в кластер на месте или в облаке с помощью MATLAB Параллельный сервер.Для получения дополнительной информации см. Кластеры и облака.

Доставка приложений и настольных ПК | Сервер удаленных приложений Parallels

Переключить навигацию

• Продукты Продукты
  • Для бизнеса
  • Сервер удаленных приложений Parallels
  • Parallels Desktop для Mac Business Edition
  • Parallels Desktop для Chromebook Enterprise
  • Parallels Desktop для Mac Pro Edition
  • Управление Parallels Mac для SCCM
  • для дома
  • Parallels Desktop для Mac
  • Parallels Toolbox для Mac и Windows
  • Parallels Access
  • Все продукты »
  • Для бизнеса
  • Сервер удаленных приложений Parallels
  • Parallels Desktop для Mac Business Edition
  • Parallels Desktop для Chromebook Enterprise
  • Parallels Desktop для Mac Pro Edition
  • Управление Parallels Mac для SCCM
  • Для дома
  • Parallels Desktop для Mac
  • Parallels Toolbox для Mac и Windows
  • Parallels Access
  • Все продукты »
• Поддержка
• Партнеры Партнеры
  • Партнерская программа Parallels
  • Параллели VIPP
  • Партнерская программа Parallels ISV
  • Партнерская программа Parallels VAR
  • Партнерская программа Parallels SP
  • Партнерская программа Parallels

Подстанция, включая генераторы и параллельную работу трансформаторов

В этой главе рассматриваются только генераторы, подключенные на уровне среднего напряжения.

Генераторы в автономном режиме, не работающие параллельно с электросетью

Если установке требуется высокий уровень доступности электроэнергии, можно использовать одну или несколько резервных генераторных установок среднего напряжения.

Во всех автономных приложениях установка включает в себя автоматическое переключение с возможностью переключения с электросети на генератор (ы) в случае сбоя электросети (см. рис. B45).

Рис. B45 — Автоматическое переключение, связанное с автономными генераторами

Генераторы защищены специальной защитой.Для генераторов среднего размера обычно используются следующие защиты:

• Максимальный ток между фазой и землей
• Дифференциал со смещением в процентах
• Перегрузка по току обратной последовательности
• Перегрузка
• Неисправность рамы статора
• Неисправность рамы ротора
• Обратная активная мощность
• Обратная реактивная мощность или потеря поля
• Потеря синхронизации
• Повышенное и пониженное напряжение
• Повышенная и пониженная частота
• Перегрев подшипников.

Следует отметить, что из-за очень низкого тока короткого замыкания генератора (генераторов) по сравнению с током, подаваемым из электросети, необходимо уделять большое внимание настройкам защиты и селективности. . При заказе генератора (ов) рекомендуется уточнить у производителя его (их) способность обеспечивать ток короткого замыкания, обеспечивая срабатывание защиты от межфазного короткого замыкания. В случае возникновения трудностей требуется усиление возбуждения генератора, которое необходимо указать.

Регулятор напряжения и частоты

Напряжение и частота регулируются первичным регулятором (ами) генератора (ов). Частота контролируется регулятором (ами) скорости, а напряжение регулируется регулятором (ами) возбуждения.

Когда несколько генераторов работают параллельно, требуется дополнительный контур управления для разделения активной и реактивной мощности между генераторами.

Принцип работы следующий:

• Активная мощность, выдаваемая генератором, увеличивается при ускорении ведомой машины и наоборот
• Реактивная мощность, выдаваемая генератором, увеличивается при увеличении тока возбуждения и наоборот.

Для выполнения этого совместного использования устанавливаются выделенные модули, обычно обеспечивающие другие задачи, такие как автоматическая синхронизация и соединение генераторов (см. Рис. B46).

Генераторы, работающие параллельно с электросетью

Когда один или несколько генераторов предназначены для работы параллельно с сетью электроснабжения, обычно требуется согласие коммунального предприятия. Утилита определяет условия работы генераторов, и могут быть заданы особые требования.

Утилита обычно запрашивает информацию о генераторах, такую ​​как:

• Уровень тока короткого замыкания, подаваемого генераторами при неисправности питающей сети
• Максимальная активная мощность, вводимая в сеть
• Принцип действия регулятора напряжения
• Возможность генераторов управлять коэффициентом мощности установки.

В случае неисправности в электросети, обычно требуется мгновенное отключение генераторов.Это достигается с помощью специальной защиты, указанной утилитой. Эта защита может работать по одному или нескольким из следующих критериев:

• Пониженное и повышенное напряжение
• Пониженная частота и повышенная частота
• Повышенное напряжение нулевой последовательности

Защита обычно дает команду на отключение главного автоматического выключателя, обеспечивая подключение установки к электросети, в то время как генераторы продолжают питать всех внутренних потребителей или их часть, только если они не рассчитаны на требуется полная мощность (см. рис. B33). В этом случае отключение нагрузки должно выполняться одновременно с отключением главного выключателя.

Контроль

Когда генераторы на подстанции потребителя работают в автономном режиме (электроснабжение от электросети отключено), напряжение и частота на уровне главной подстанции фиксируются генераторами, и, следовательно, система управления генераторами работает в режиме напряжения / частоты (см. Рис. B46).

Когда электроснабжение подключено, напряжение и частота фиксируются электросетью, и система управления генераторами должна быть переключена из режима напряжения / частоты (режим управления U / F) в режим активной мощности / реактивной мощности ( Режим управления P / Q) (см. Рис. B46).

Функция режима управления P / Q заключается в управлении обменом активной и реактивной мощностью с электросетью. Типичный принцип работы, используемый в большинстве приложений, следующий:

• Количество активной и реактивной мощности, передаваемой коммунальным предприятием, устанавливается оператором. Настройки могут быть заданы утилитой
• Система управления поддерживает значения обмена на требуемых значениях, воздействуя на скорость генераторов для управления активной мощностью и на ток возбуждения для управления реактивной мощностью
• Разделение активной и реактивной мощности между генераторами остается в работе.

Режим управления P / Q позволяет:

• Строго ограничить значение активной мощности, импортируемой из энергосистемы общего пользования, на уровне, который не может быть обеспечен генераторами, когда потребность установки превышает их возможности.
• Поддерживать на нуле потребляемую активную мощность, когда потребность установки остается ниже мощности генераторов
• Для поддержания коэффициента мощности установки на уровне контрактной стоимости, указанной коммунальным предприятием.

Когда способность генераторов обеспечивать реактивную мощность превышена, дополнительная реактивная мощность, необходимая для соблюдения договорного коэффициента мощности, должна подаваться специальной конденсаторной батареей.

Рис. B46 — Управление генераторами, работающими параллельно с электросетью

Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа двух или более трансформаторов может потребоваться в следующих случаях:

• Гарантируемый уровень надежности поставок требует дублирования источников поставки
• Превышена мощность существующего трансформатора из-за расширения установки
• Один большой трансформатор не может быть установлен из-за недостатка места
• Требуется стандартизация трансформаторов по всей установке.

Не рекомендуется подключать более двух трансформаторов параллельно, поскольку ток короткого замыкания при низком уровне напряжения может стать слишком большим.

Общая мощность (кВА)

Общая мощность (кВА), доступная при параллельном подключении двух или более трансформаторов, равна сумме номинальных значений отдельного трансформатора.

Трансформаторы одинаковой номинальной мощности будут обеспечивать нагрузку, равную общей нагрузке, подаваемой на установку, деленной на количество параллельно работающих трансформаторов.

Трансформаторы с разными номинальными мощностями будут распределять нагрузку пропорционально своим номиналам, при условии, что их отношения напряжений и их импедансы короткого замыкания идентичны.

Необходимые условия для параллельной работы

Для параллельного включения силовых трансформаторов необходимы следующие условия:

Предпочтительно подключать параллельно трансформаторы с одинаковыми характеристиками:

• То же соотношение напряжений
• Такая же номинальная мощность
• То же сопротивление короткого замыкания.
• Такой же символ соединения обмоток, как, например, D yn 11
• Одинаковые импедансы линий низкого напряжения между трансформаторами и главным распределительным щитом низкого напряжения, где осуществляется параллельное соединение.

Для трансформаторов, имеющих неодинаковую номинальную мощность, их внутренние импедансы равны номинальной мощности трансформаторов.

Не рекомендуется параллельное соединение трансформаторов с коэффициентом мощности, равным или превышающим два.

Если трансформаторы не соответствуют вышеуказанным требованиям, производителям следует запросить рекомендации по их параллельному подключению.

.