Основные схемы подключения ламп | Полезные статьи

О том, как подключать к электросети обыкновенные лампочки, знают практически все, но вот подключение низковольтных галогенных или люминесцентных ламп часто становится проблемой. В большинстве случаев используется иная схема подключения лампы — сложная, но более экономичная.

Подключение галогенных ламп

Рисунок 1. Схема подключения галогенной лампы через трансформатор В целях повышения безопасности эксплуатации и экономии электроэнергии все чаще применяется схема подключения лампы освещения, предполагающая использование пониженного напряжения. Низковольтные галогенные лампы такие же яркие, как и обычные, но при этом потребление энергии существенно сокращается.

Подключение галогенных ламп осуществляется при помощи специальных источников питания (трансформаторов) на 6 В, 12 В или 24 В. Кроме того, использование такой схемы подключения с применением понижающего трансформатора продлевает жизнь лампочек.

Сама схема подключения довольно проста: галогенные лампы соединяются между собой параллельно и подсоединяются к трансформатору, при этом общая мощность всех ламп не должна превышать мощности используемого трансформатора. Управление освещением осуществляется простым выключателем, подключаемым к трансформатору на стороне 220 В.

 

Единственное, чем такая схема подключения галогенных ламп неудобна — нужно где-то поместить трансформатор, что не всегда удобно, несмотря на небольшие размеры устройства.

Подключение люминесцентных ламп

Рисунок 2. Схема подключения одной люминесцентной лампы через стартер Рисунок 3. Схема подключения двух люминесцентных ламп через стартер Люминесцентные лампы проще всего включать в электрическую сеть по распространенной стартерной схеме. Такая схема подключения дневной лампы не только проста, но и эффективна. По подобной схеме можно подключать и несколько ламп (тандемная схема).

Здесь применяется специальный «пускатель» — стартер, который представляет собой биметаллический контакт. Есть два распространенных типа стартеров, на которых может базироваться схема подключения люминесцентных ламп: рассчитанных на сетевое напряжение в 127 В и 220 В.

 

Способы подключения ламп

Рисунок 4. Последовательное подключение ламп Галогенные, люминесцентные и прочие энергосберегающие лампы можно подключать двумя способами: последовательно и параллельно.

Последовательное подключение. Подразумевает подключение нуля и фазы к первой лампе, подключение к ней следующей и т. д. Эта схема применяется довольно редко, так как имеет ряд недостатков: уменьшение яркости ламп, а также тот факт, что если одна лампа в цепи перегорит, все последующие за ней тоже перестают работать.

 

Рисунок 5. Параллельное подключение ламп Параллельное соединение. Подразумевает, что все элементы электрической цепи будут своими контактами подключены к фазе и нулю. Если в такой схеме перегорит одна лампа, остальные будут и дальше гореть.

 

Кабельно-проводниковая продукция для подключения ламп

Как правило, для подключения большинства типов ламп вполне достаточно использование медного многожильного провода с сечением жил 0,5–1,5 мм (например, ПВС 2х1,5 или ПВС 3х1,5).

Как подключить лампочку 6.3 Вольта в сеть 220 Вольт.Чем опасна такая схема | Электронные схемы

лампа накаливания 6.3 Вольт в сеть 220Вольт

лампа накаливания 6.3 Вольт в сеть 220Вольт

Лампу накаливания на напряжение 6.3 или 12 Вольт можно подключить в сеть 220Вольт. Это надо для подсветки с теплым ламповым светом заместо светодиода.Подключить такие лампочки можно через понижающий трансформатор.Но он относительно громоздкий и найти его сегодня все реже и реже,да и на напряжение нужное для лампы тоже надо найти.Плюс в трансформаторе-гальваническая развязка от сети 220 Вольт.

трансформатор резистор и конденсатор для подключения в сеть 220 Вольт

трансформатор резистор и конденсатор для подключения в сеть 220 Вольт

Второй способ,это подключение лампочки через гасящий резистор.Учитывая ток лампочки,мощность такого резистора должна быть не менее 40 Вт.Это надо не менее четырех 10 Ваттных резисторов таких,как на фото.Еще эти резисторы будут сильно нагреваться и рассеивать тепло,это явно экономически не выгодно.

И наконец третий способ,это использование гасящего конденсатора.Его размеры невелики,нагреваться он не будет.Схему нашел в известном журнале,там использовалась лампа на 6.3 В и ее ток 0.22 Ампера.Гасящий конденсатор имел емкость 3.2 мкФ.Резистор сопротивлением 1 МОм служит для разрядки конденсатора.Если собрать схему с такими номиналами,лампа будет очень ярко светить и если втыкать вилку в розетку,лампа выйдет из строя буквально при двух-трех коммутаций вилки с розеткой.Это происходит из-за искр,типа дребезг контактов вилки с гнездом розетки.Таким способом я спалил три лампочки и изменил номиналы деталей схемы.

лампочка 12 Вольт в сеть 220 В через гасящий конденсатор

лампочка 12 Вольт в сеть 220 В через гасящий конденсатор

В итоге лампу накаливания применил на 13.5 В и ток 0.16мА,гасящий конденсатор емкостью на 1 мкФ и коммутация устройства через выключатель.Теперь лампа светит примерно на процентов 40,нет ярких вспышек при включении-отключении,но только в том случае,если не включать-выключать сразу много раз выключатель. Надо подождать 2-3 секунды,пока конденсатор разрядится.Емкость конденсатора можно увеличить для более яркого свечения лампы.

как подключить лампочку в сеть 220 В через конденсатор

как подключить лампочку в сеть 220 В через конденсатор

Надо соблюдать технику безопасности,устройство гальванически не развязано от сети.Если не будет подключена лампа или она выйдет из строя,на выводе конденсатора будет напряжение 220 Вольт.

В одной комнате 3 лампочки

Представим что вы стоите перед закрытой комнатой, в которой есть три лампочки и все они на данный момент выключены. Кроме того, перед вами есть три выключателя, которые отвечают за какую-либо из лампочек. Вы можете включать и выключать лампочки сколько угодно раз, а вот зайти в комнату вы можете всего один раз.

Также вы не знаете какой выключатель к какой лампочке относиться.

Зайдя в комнату вы можете делать с лампочками все что угодно, вот только назад к выключателям вы уже вернуться не сможете. Теперь сам вопрос. Вам надо сказать какой выключатель относиться к какой-либо из лампочек. К примеру, второй выключатель работает с 3 лампочкой и так далее.

Решение

На самом деле здесь все очень просто. Если у нас нету никаких дополнительных возможностей, то мы можем поступить следующим образом. Включаем одну из лампочек и оставляем её гореть постоянно. Второй переключатель вообще не трогаем, а вот третий переключатель мы включаем, ждем несколько минут и потом выключаем его обратно. Теперь, когда мы зайдем в комнату мы обнаружим одну светящуюся лампочку, одну погасшую лампочку и при этом холодную на ощупь и одну также погасшую, но на ощупь теплую/горячую лампочку. На основе этого мы сможем понять какой выключатель относиться к той или иной лампочке.

Также, возможно ответить и по-другому. К примеру, если у нас есть возможность пользоваться дополнительными вещами, то мы можем подать больший ток на какой-либо переключатель. Теперь зайдя в комнату одна лампочка будет перегоревшей, одна включенной и одна выключенной. Опять-таки, определить какой выключатель к какой лампочке относиться не составит никакого труда.

Ответы@Mail.Ru: Загадка про 3 лампочки

позвать помощника), раз сам ничего не может….

Головой пробить стену в подвал, чтоб видно было!!

включить фонарик???)))

Включаем один выключатель, ждем некоторое время (скажем, 5 минут) , выключаем его и включаем другой, после чего идем к лампочкам. Один выключатель мы оставили включенным — соответствующая лампочка горит, из оставшихся — та, что недавно горела, будет заметно горячее той, которая все это время была выключена. Той, что горячее, соответствует выключатель, который мы включили и потом выключили, оставшейся соответствует выключатель, который мы совсем не трогали. все гениальное-просто.

открыть выключатель подключить диод. одну включить. одну оставить выключенной. через диод в пол накала гореть будет не факт что до ламп дотянутся

Включаете тумблер 1 на какое-то время. Выключаете его. Включаете тумблер номер два и идете в подвал. Горящая лампочка подключена к тумблеру 2, это очевидно, мы его не выключили. Трогаете рукой две оставшиеся лампы. Теплая лампочка (только что горела) – это номер 1. Холодная лампочка – номер 3.

1 выключатель включить, второй включить минут на 5, потом выключить, третий оставить в покое. Зайдя вподвал, потрогать лампочки. та, которая горячая, но не горит — номер второй, 1 номер включен, третий соответственно — нет))) правильно? Нас учили логике и сообразительности, иногда помогает)

Перед входом включить сразу 2 лампочки, например 2 крайние, зайти, 1 из горящих лампочек выкрутить (будет понятно какой выключатель относится к негорящей лампе, какой по логике к выкрученной)

СЛИШКОМ СЛОЖНААА

ээмм я не это простила:(

touch. otvet.mail.ru

У вас в комнате лампочка, за дверью 3 выключателя, как узнать какой выключатель нужен для лампочки?

Загадка старая. Нажать первый выключатель и уйти минут на пять. Войти, выключить первый, включить второй. Если лампочкка горит, это второй. Если лампочка не горит и она горячая — это первый. А если она не горит и холодная — это третий.

ну если дается только один раз, то лучше сразу три клавиши нажать…

дверь не закрывать

выйти за дверь, но не закрывать ее. по очереди нажать все три выключателя и смотреть когда лампа загориться тогда войти

Включить сразу три.

touch.otvet.mail.ru

Мы имеем две комнаты, в 1-й, три выключателя, а во 2-й, одна лампочка — 5 Апреля 2015 — Blog

Мы имеем две комнаты, в 1-й, три выключателя, а во 2-й, одна лампочка

3. Лампа и выключатель багажника.

двойной выключатель и три лампочки.

Как подключить две лампочки на один выключатель схема.

Подключение трех и более ламп — схемы.

Альтернатива 2 проходных и два перекрестных выключателя, куча проводов

выключателей привести в распределительную коробку по три провода, от

10 баллов) Одна лампа и три выключателя Имеется одна лампа, которая

В одной комнате находятся три выключателя, в другой — три лампочки

Схема соединения двух выключателей и трех лампочек.

заметить, подключение 2-х клавишного выключателя к лампам, в принципе

Подключении лампочки и выключателя схема.

Если у нас двухклавишный выключатель (можно включить то две (одну), то

электрик, лампа, электромонтер, провода, розетка, выключатель

Перед входом в подвал установлены 3 выключателя. . Каждый включает

Соединение выключателя и лампочки схема.

Как подключить выключатель света? Управление двумя лампочками с двух

У меня дома — схема с тремя переключателями и одной лампой (люстрой

Лампочки. Умный дом. Рамки. Светодиодные ленты. Бра. Выключатели

2. Подсоединить контрольные лампы в соответствии со схемой. Включить

Схема подключения трех рожковой люстры.

Вчера полез у бабули своей поменять блок выключателей (тот Три клавиши

Три выключателя на одну лампу (Электрик НУРЖАН) один — видео

Прежде чем подключать люстру, у которой две и три лампочки к

как подключить три проходных выключателя — Ппланета схем.

Для управления из трех мест нужно два проходных выключателя на два

Сделать такую лампочку с двумя выключателями, мне кажется, совсем не

Схемы управления и сигнализации воздушных выключателей — Схемы.

В разделе на вопрос Загадка про 3 лампочки заданный автором Лосось лучший ответ это Включил, немного подождал, выключил.
Включил другой. Зашел. Одна лампочка горит, другая (которая до этого горела) — теплая.

Ответ от 22 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Загадка про 3 лампочки

Ответ от Двутавровый [гуру]
позвать помощника), раз сам ничего не может. …

Ответ от Obichniy Pacan [гуру]
Головой пробить стену в подвал, чтоб видно было!!

Ответ от Миросозерцание [новичек]
включить фонарик???))

Ответ от Џ Я [гуру]
Включаем один выключатель, ждем некоторое время (скажем, 5 минут) , выключаем его и включаем другой, после чего идем к лампочкам. Один выключатель мы оставили включенным — соответствующая лампочка горит, из оставшихся — та, что недавно горела, будет заметно горячее той, которая все это время была выключена. Той, что горячее, соответствует выключатель, который мы включили и потом выключили, оставшейся соответствует выключатель, который мы совсем не трогали.

все гениальное-просто.

Ответ от Вадим [гуру]
открыть выключатель подключить диод. одну включить. одну оставить выключенной. через диод в пол накала гореть будет
не факт что до ламп дотянутся

Ответ от Куся [гуру]
Включаете тумблер 1 на какое-то время. Выключаете его. Включаете тумблер номер два и идете в подвал. Горящая лампочка подключена к тумблеру 2, это очевидно, мы его не выключили. Трогаете рукой две оставшиеся лампы. Теплая лампочка (только что горела) – это номер 1. Холодная лампочка – номер 3.

Ответ от Єанис Хайруллин [гуру]
1 выключатель включить, второй включить минут на 5, потом выключить, третий оставить в покое. Зайдя вподвал, потрогать лампочки. та, которая горячая, но не горит — номер второй, 1 номер включен, третий соответственно — нет))) правильно? Нас учили логике и сообразительности, иногда помогает)

Содержание:

Целесообразность применения проходных выключателей обусловлена индивидуальной планировкой помещения со светильниками, требующими регулировки из различных точек. Таким образом, обеспечиваются дополнительные удобства и комфорт. В подобных случаях довольно часто применяется схема подключения проходного выключателя с трех мест. В случае необходимости возможно задействовать и большее количество точек.

Использование схем с тремя выключателями

Использование системы управления светом с тремя выключателями дает возможность включать и выключать освещение из любого удобного места. Проходные выключатели хорошо зарекомендовали себя на лестничных маршах, в больших комнатах, подъездах, а также во дворе или на приусадебном участке.

В длинных коридорах устанавливается несколько переключателей, в начале, в середине или в конце. Та же самая схема используется при наличии нескольких входов в различные помещения. То есть, в начале коридора свет можно включить, а в середине или в конце — выключить. Для того, чтобы осветительный прибор включался и выключался с трех разных точек помещения, необходимо использовать схему подключения с тремя проходными выключателями.

Элементы и составные части схемы подключения

В состав данной схемы входит соединительная коробка, осветительные приборы, переключатели и провода. В качестве источников освещения используются не только обычные лампы накаливания, но и различные виды светодиодных и энергосберегающих светильников. Выключатели, используемые в схеме, разделяются на проходные и перекрестные. В свою очередь, проходные переключатели могут быть перекидными, дублирующими или лестничными. Их монтаж занимает гораздо больше времени, по сравнению с .

Классическая схема подключения проходного выключателя с трех мест требует использования двух и одного перекрестного. Внешний вид дублирующих устройств почти такой же, как и у одноклавишного прибора. В любом положении клавиш такого переключателя соединение электрической цепи не прерывается, происходит лишь переключение контактов. Переключающий механизм в проходных выключателях расположен по центру контактов.

Приборы могут быть одно- или двухклавишными. Во втором случае два устройства объединяются в одно при наличии шести контактов. В схемах нередко используются одноклавишные переключатели света, не различающиеся между собой. Каждый из них оборудован тремя контактами. У первого прибора к одному контакту подключается фазный провод, а к двум другим — промежуточные провода. У третьего выключателя, наоборот, к одному контакту присоединяется промежуточный провод, а к двум остальным — выходные фазные линии.

Переключатель устанавливаемый посередине, выполняет функцию перекрестного выключателя. У него имеется четыре контакта, от которых идет по два провода к каждому перекидному выключателю № 1 и № 3. В случае замыкания промежуточного электропровода на любом из перекидных устройств, произойдет включение света. При изменении состояния клавиши цепь разрывается и свет гаснет. Если возникла необходимость увеличить количество точек управления светом, достаточно добавить перекрестные выключатели в необходимом количестве в имеющуюся цепь.

Для правильного выполнения монтажа системы управления, необходимо соблюдать определенные рекомендации. Если в помещении уже имеется электрическая сеть, то к дублирующим переключателям нужно подвести отдельные сети открытого или закрытого типа. Во втором случае в стенах нужно . Может понадобиться специальный инструмент и строительный гипс для крепления гофрированной трубы. Прокладка новых линий выполняется трех- или четырехжильным кабелем.

Как подключить проходной выключатель из 3 х мест

СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПОЧКА СВОИМИ РУКАМИ

    Здравствуйте уважаемые посетители сайта «Радиосхемы«. Хочу предоставить свою разработку сетевой светодиодной лампы, на основе цоколя от КЛЛ. Выкладываю свою конструкцию, возможно кому будет интересно сделать аналогичную переделку, тем более себестоимость её копеечная. Однако в отличии от LED светильников USB, подключать светодиоды напрямую к 220, нельзя — нужен понижающий блок питания.

Принципиальная схема простой LED лампочки

    Схема источника питания светодиодов собрана без ограничительных стабилитронов, так как нет их пока в наличии, согласно приведённой схемы, но работает и так. Без стабилитронов на светодиоды поступает 84 В, что пока терпимо, позже найду, добавлю. Понятно, что это увеличивает риск пробоя светодиодов бросками тока при включении. Более подробное описание работы схемы, а также технологию разборки неисправной стеклянной энергосберегалки — читайте на форуме (в архиве).

    По сравнению с обычной лампой, светит примерно на 60 Вт, при намного меньшей потребляемой мощности. Фотик не передаст правильную яркость. У меня стоят широкоугольные светодиоды 5 канделл, а при желании, можно поставить четырёхкристальные светодиоды, и тогда яркость будет намного больше!  

    Или же поставить широкоугольные светодиоды 10мм — схемку пересчитать не долго! 

    Печатную плату разработал такую, но вы можете корректировать файл Lay под свои детали и вкусы. В принципе допустимо собрать и навесным монтажом, но надёжность снизится — всё таки 220 вольт, так что поаккуратнее!

    Рабочее напряжение балластного конденсатора должно быть минимум 400 вольт, ни в коем случае не 250! При установке 19-ти светодиодов, конденсатор фильтра нужно поставить 47х100 В. Автор проекта: Igoran.

    Форум по самодельным диодным лампам

   Форум по обсуждению материала СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПОЧКА СВОИМИ РУКАМИ

---

MINILED И MICROLED ДИСПЛЕИ Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры — краткий обзор и сравнение технологий.

SMD ПРЕДОХРАНИТЕЛИ Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Обозначение светильников на плане. Первый шаг к пониманию схем – обозначения элементов сети. Обозначение лампочки на электрической схеме и чертежах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ИСТОЧНИКИ СВЕТА

ГОСТ 2.732-68

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система конструкторской документации ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ. ИСТОЧНИКИ СВЕТА Unified system for design documentation. Graphic identifications in schemes. Light sources

ГОСТ 2.732-68

Дата введения 01.01.71

2. Обозначения элементов источников света приведены в .

Таблица 1

	Обозначение
1. (Исключен, Изм. № 2).
2. Давление
а) низкое
б) высокое
в) сверхвысокое
3. Излучение импульсное
4. Газовое наполнение:
неон	Ne
ксенон	Xe
натрий	Na
ртуть	Hg
йод	I
5. Баллон а) с внутренним отражающим слоем Примечание . Положение линии внутри баллона, указывающей внутренний отражающий слой, не устанавливается.
б) с внешним отражающим слоем
6. Дуговой электрод

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3. Примеры построения обозначений источников света приведены в .

Таблица 2

	Обозначение
1. Лампа накаливания осветительная и сигнальная. Общее обозначение. Примечание . Если необходимо указать цвет лампы, допускается использовать следующие обозначения: С2 — красный; С4 — желтый; С5 — зеленый; С6 — синий; С9 — белый
1а. Лампа с импульсной световой сигнализацией
2. Лампа накаливания двухнитевая:
а) с тремя выводами
б) с четырьмя выводами
3. Лампа газоразрядная осветительная и сигнальная. Общее обозначение:
а) с двумя выводами
б) с четырьмя выводами
1. При необходимости допускается лампы с самокалящимся катодом обозначать следующим образом, например:
а) лампа газоразрядная низкого давления с простыми электродами и самокалящимся катодом
б) лампа газоразрядная высокого давления с комбинированными электродами, с предварительным подогревом с самокалящимися катодами
2. Допускается газоразрядные лампы изображать в баллоне вытянутой формы, например, лампа газоразрядная низкого давления с комбинированными электродами и предварительным подогревом
7. Лампа газоразрядная с жидким катодом и наружным поджигом
8. Лампа газоразрядная импульсная:
а) низкого давления с простыми электродами и внешним поджигом
б) высокого давления с комбинированными электродами и внутренним поджигом
Примечание . (Исключено, Изм. № 1).
9. Лампа газоразрядная, низкого давления с комбинированными электродами, с предварительным подогревом, ультрафиолетового излучения
Примечание к пп. 3 — 9. Для указания типа газоразрядных ламп используют буквенные обозначения:
11. Лампа с внутренним отражающим слоем:
а) газоразрядная низкого давления с комбинированными электродами
б) накаливания
12. Лампа дуговая:
а) электроды соосны
б) электроды расположены под углом
13. Прибор индикации электролюминесцентный некоммутируемый
14. Прибор индикации электролюминесцентный коммутируемый:
а) с односторонним управлением
б) с двусторонним управлением
15. Пускатель для газоразрядных ламп

(Измененная редакция, Изм. № 1, 3).

4. Размеры условного графического обозначения лампы накаливания

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.

РАЗРАБОТЧИКИ

В.Р. Верченко, Ю.И. Степанов, Е.Г. Старожилец, B . C . Мурашов, Г.Г. Геворкян, Л.С. Крупальник, Г.Н. Гранатович, В.А. Смирнова, Е.В. Пурижинская, Ю.Б. Карлинский, В.Г. Черткова, Г.С. Плис, Ю.П. Лейчик.

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 14.08.68, № 1296.

3. ВЗАМЕН ГОСТ 7624-62 в части разд. 12, подразд. Ж.

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1997 г.) с Изменениями № 1, 2, 3, утвержденным в декабре 1980 г. , апреле 1987 г., марте 1994 г. (ИУС 3-81, 7-87, 5-94).

Чтение схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов. Большая их часть стандартизована и описана в нормативных документах. Большая их часть была издана еще в прошлом веке а новый стандарт был принят только один, в 2011 году (ГОСТ 2-702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем), так что иногда новая элементная база обозначается по принципу «как кто придумал». И в этом сложность чтения схем новых устройств. Но, в основном, условные обозначения в электрических схемах описаны и хорошо знакомы многим.

На схемах используют часто два типа обозначений: графические и буквенные, также часто проставляют номиналы. По этим данным многие сразу могут сказать как работает схема. Этот навык развивается годами практики, а для начала надо уяснить и запомнить условные обозначения в электрических схемах. Потом, зная работу каждого элемента, можно представить себе конечный результат работы устройства.

Для составления и чтения различных схем обычно требуются разные элементы. Типов схем есть много, но в электрике обычно используются:

Есть еще много других видов электрических схем, но в домашней практике они не используются. Исключение — трасса прохождения кабелей по участку, подвод электричества к дому. Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема.

Базовые изображения и функциональные признаки

Коммутационные устройства (выключатели, контакторы и т.д.) построены на контактах различной механики. Есть замыкающий, размыкающий, переключающий контакты. Замыкающий контакт в нормальном состоянии разомкнут, при переводе его в рабочее состояние цепь замыкается. Размыкающий контакт в нормальном состоянии замкнут, а при определенных условиях он срабатывает, размыкая цепь.

Переключающий контакт бывает двух и трех позиционным. В первом случае работает то одна цепь, то другая. Во втором есть нейтральное положение.

Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т.п. Все они также имеют условное обозначение и наносятся на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только подвижные контакты. Они приведены на фото ниже.

Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.

Условные обозначения однолинейных схем

Как уже говорили, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, дифавтоматы, розетки, рубильники, переключатели и т.д. и связи между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрических щитов.

Основная особенность графических условных обозначений в электросхемах в том, что сходные по принципу действия устройства отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и рубильник отличаются лишь двумя мелкими деталями — наличием/отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, которые отображают функции данных контактов. Контактор от обозначения рубильника отличает только форма значка на неподвижном контакте. Совсем небольшая разница, а устройство и его функции другие. Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать.

Также небольшая разница между условными обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Она тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.

Примерно так же обстоит дело и с катушками реле и контакторов. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.

В данном случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных значков. С фотореле так совсем просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле — тоже довольно легко отличить по характерной форме знака.

Немного проще с лампами и соединениями. Они имеют разные «картинки». Разъемное соединение (типа розетка/вилка или гнездо/штепсель) выглядит как две скобочки, а разборное (типа клеммной колодки) — кружочки. Причем количество пар галочек или кружочков обозначает количество проводов.

Изображение шин и проводов

В любой схеме приличествуют связи и в большинстве своем они выполнены проводами. Некоторые связи представляют собой шины — более мощные проводниковые элементы, от которых могут отходить отводы. Провода обозначаются тонкой линией, а места ответвлений/соединений — точками. Если точек нет — это не соединение, а пересечение (без электрического соединения).

Есть отдельные изображения для шин, но они используются в том случае, если надо графически их отделить от линий связи, проводов и кабелей.

На монтажных схемах часто необходимо обозначить не только как проходит кабель или провод, но и его характеристики или способ укладки. Все это также отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.

Как изображают выключатели, переключатели, розетки

На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет. Так, без обозначения остались диммеры (светорегуляторы) и кнопочные выключатели.

Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно, групп значков тоже две. Различие — положение черты на изображении клавиши. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.

Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавшных выключателей. В документации они называются «сдвоенные» и «строенные» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты. В помещения с нормальными условиями эксплуатации ставят выключатели с IP20, может до IP23. Во влажных комнатах (ванная комната, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44. Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их отличить просто.

Есть отдельные изображения для переключателей. Это выключатели, которые позволяют управлять включением/выключением света из двух точек (есть и из трех, но без стандартных изображений).

В обозначениях розеток и розеточных групп наблюдается та же тенденция: есть одинарные, сдвоенные розетки, есть группы из нескольких штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середина тонируется темным цветом.

Условные обозначения в электрических схемах: розетки разного типа установки (открытого, скрытого)

Поняв логику обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем отличается условное изображение розетки открытой и скрытой установки, например), через некоторое время вы уверенно сможете ориентироваться в чертежах и схемах.

Светильники на схемах

В этом разделе описаны условные обозначения в электрических схемах различных ламп и светильников. Тут ситуация с обозначениями новой элементной базы лучше: есть даже знаки для светодиодных ламп и светильников, компактных люминесцентных ламп (экономок). Неплохо также что изображения ламп разного типа значительно отличаются — перепутать сложно. Например, светильники с лампами накаливания изображают в виде кружка, с длинными линейными люминесцентными — длинного узкого прямоугольника. Не очень велика разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиодного — только черточки на концах — но и тут можно запомнить.

В стандарте есть даже условные обозначения в электрических схемах для потолочного и подвесного светильника (патрона). Они тоже имеют довольно необычную форму — круги малого диаметра с черточками. В общем, в этом разделе ориентироваться легче чем в других.

Элементы принципиальных электрических схем

Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. Линии связи, клеммы, разъемы, лампочки изображаются также, но, кроме того, присутствует большое количество радиоэлементов: резисторов, емкостей, предохранителей, диодов, тиристоров, светодиодов. Большая часть условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы приведена на рисунках ниже.

Более редкие придется искать отдельно. Но в большинство схем содержит эти элементы.

Буквенные условные обозначения в электрических схемах

Кроме графических изображений элементы на схемах подписываются. Это также помогает читать схемы. Рядом с буквенным обозначением элемента часто стоит его порядковый номер. Это сделано для того чтобы потом легко было найти в спецификации тип и параметры.

В таблице выше приведены международные обозначения. Есть и отечественный стандарт — ГОСТ 7624-55. Выдержки оттуда с таблице ниже.

Если Вы когда-либо задумывались о дизайнерском ремонте, то наверняка Вас уведомляли о том, что будут создаваться инженерные планы помещений. В этой технической документации обозначения светодиодных светильников на чертежах по ГОСТу выполняется согласно существующим стандартам и нормам, однако человек, который не имеет технического образования, не сможет разобраться в подобной «карте».

На самом деле в этом процессе нет ничего сложного, но следует лишь найти перечень условных обозначений, которые используются на сегодняшний день. Конечно, документация и формат ГОСТ пересматривается время от времени, но он не изменяется кардинально, лишь дополняется.

Актуальность использования чертежей

При планировании ремонта создания чертежа с обозначениями светильников по ГОСТу многим заказчикам кажется пустой тратой денежных средств и времени, так как строительные работы можно выполнять и без данного документа. Конечно, в прошлом все именно так и было, однако с течением времени ситуация постепенно изменяется.

Одной из основных проблем становится повышающаяся сложность инфраструктуры. Сегодня строители и мастера вынуждены прятать огромное количество проводов, кабелей и проводки в стены и полы, чтобы запитать всю используемую электронику. На чертежах по ГОСТу обозначается каждый провод и прочие элементы, чтобы в случае необходимости проведения дополнительных работ не повредить что-либо важное. Необходимо знать обозначение светильников, чтобы уметь читать подобные планы.

Более того, использование знаков обозначения лампы или люстры позволяет значительно ускорить проведения работ, так как прорабу не нужно принимать какое-либо решение о размещении осветительных приборов – все было решено заранее профильным специалистом. В таком случае шанс ошибки значительно снижается, что предупреждает ненужные финансовые потери.

Стоит понимать, что на т ерритории каждой страны существует свой отдельный ГОСТ, даже у стран бывшего СССР и СНГ. По этой причине невозможно скачать из сети Интернет первый попавшийся перечень проектов с маркировками и использовать ее – строитель может попросту не понять ее. Тем не менее, зачастую используется единый перечень знаков и символов, но требования различаются правилами оформления и прочими подобными мелочами.

Как «прочитать» схему освещения по ГОСТу?

Итак, если Вы решили разобраться в представленной Вам технической документации, то следует удостовериться в том, что выполняется некоторое количество важных пунктов. В первую очередь стоит помнить, что все размер по ГОСТу указываются в миллиметрах, что сначала пугает многих людей, которые не сталкивались с подобной системой.

Более того, если Вы не имеете необходимого опыта, то следует знать примерную схему помещения. Если это Ваш дом, комната или жилище, то с этим у Вас проблем не должно возникнуть. В противном случае рекомендуется попытаться отыскать фотографии, чтобы иметь ассоциацию. Крайне непросто представить дизайн будущего помещения лишь по одному плану.

Как упоминалось ранее, условных обозначений для внутреннего освещения действительно немало – существуют специальные символы даже для отдельных типов осветительных приборов, что затрудняет чтение. На территории Российской Федерации часто используются условные обозначения светильников, которые представлены на следующей иллюстрации.

Если дизайнер или проектировщик желает использовать альтернативные обозначения, то они указаны в специальном справочном разделе, который обычно представлен на последних страницах плана или в приложении.

1. Найти условные обозначения;
2. Совместить план с расположением помещения в пространстве;
3. Постараться визуально представить комнату и размещение светильников.

В целом, планирование по ГОСТу было создано таким образом, чтобы каждый желающий смог разобраться в данном процессе. Будьте уверенны, что уже вскоре у Вас получится понять представленный чертеж, а в случае необходимости и вносить требуемые изменения.

Любые электрические цепи могут быть представлены в виде чертежей (принципиальных и монтажных схем), оформление которых должно соответствовать стандартам ЕСКД. Эти нормы распространяются как на схемы электропроводки или силовых цепей, так и электронные приборы. Соответственно, чтобы «читать» такие документы, необходимо понимать условные обозначения в электрических схемах.

Нормативные документы

Учитывая большое количество электроэлементов, для их буквенно-цифровых (далее БО) и условно графических обозначений (УГО) был разработан ряд нормативных документов исключающих разночтение. Ниже представлена таблица, в которой представлены основные стандарты.

Таблица 1. Нормативы графического обозначения отдельных элементов в монтажных и принципиальных электрических схемах.

Номер ГОСТа	Краткое описание
2.710 81	В данном документе собраны требования ГОСТа к БО различных типов электроэлементов, включая электроприборы.
2.747 68	Требования к размерам отображения элементов в графическом виде.
21.614 88	Принятые нормы для планов электрооборудования и проводки.
2.755 87	Отображение на схемах коммутационных устройств и контактных соединений
2.756 76	Нормы для воспринимающих частей электромеханического оборудования.
2.709 89	Настоящий стандарт регулирует нормы, в соответствии с которыми на схемах обозначаются контактные соединения и провода.
21.404 85	Схематические обозначения для оборудования, используемого в системах автоматизации

Следует учитывать, что элементная база со временем меняется, соответственно вносятся изменения и в нормативные документы, правда это процесс более инертен. Приведем простой пример, УЗО и дифавтоматы широко эксплуатируются в России уже более десятка лет, но единого стандарта по нормам ГОСТ 2.755-87 для этих устройств до сих пор нет, в отличие от автоматических выключателей. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован. Чтобы быть в курсе подобных нововведений, профессионалы отслеживают изменения в нормативных документах, любителям это делать не обязательно, достаточно знать расшифровку основных обозначений.

Виды электрических схем

В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:

Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.

Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.

Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.

Графические обозначения

Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами. Приведем в качестве примера основные графические обозначения для разных видов электрических схем.

Примеры УГО в функциональных схемах

Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации.

Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом 21.404-85

Описание обозначений:

• А – Основные (1) и допускаемые (2) изображения приборов, которые устанавливаются за пределами электрощита или распределительной коробки.
• В – Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите.
• С – Отображение исполнительных механизмов (ИМ).
• D – Влияние ИМ на регулирующий орган (далее РО) при отключении питания:

1. Происходит открытие РО
2. Закрытие РО
3. Положение РО остается неизменным.

• Е – ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.
• F- Принятые отображения линий связи:

1. Общее.
2. Отсутствует соединение при пересечении.
3. Наличие соединения при пересечении.

УГО в однолинейных и полных электросхемах

Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы.

Источники питания.

Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.

УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2. 742-68 и ГОСТ 2.750.68)

Описание обозначений:

• A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».
• В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.
• С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.
• D – Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
• E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.

Линии связи

Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.

Обозначение линий связи на принципиальных схемах (ГОСТ 2.721-74 и ГОСТ 2.751.73)

Описание обозначений:

• А – Общее отображение, принятое для различных видов электрических связей.
• В – Токоведущая или заземляющая шина.
• С – Обозначение экранирования, может быть электростатическим (помечается символом «Е») или электромагнитным («М»).
• D – Символ заземления.
• E – Электрическая связь с корпусом прибора.
• F – На сложных схемах, из нескольких составных частей, таким образом обозначается обрыв связи, в таких случаях «Х» это информация о том, где будет продолжена линия (как правило, указывается номер элемента).
• G – Пересечение с отсутствием соединения.
• H – Соединение в месте пересечения.
• I – Ответвления.

Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений

Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.

УГО, принятые для электромеханических устройств и контакторов (ГОСТы 2.756-76, 2.755-74, 2.755-87)

Описание обозначений:

• А – символ катушки электромеханического прибора (реле, магнитный пускатель и т.д.).
• В – УГО воспринимающей части электротепловой защиты.
• С – отображение катушки устройства с механической блокировкой.
• D – контакты коммутационных приборов:

1. Замыкающие.
2. Размыкающие.
3. Переключающие.

• Е – Символ для обозначения ручных выключателей (кнопок).
• F – Групповой выключатель (рубильник).

УГО электромашин

Приведем несколько примеров, отображения электрических машин (далее ЭМ) в соответствии с действующим стандартом.

Обозначение электродвигателей и генераторов на принципиальных схемах (ГОСТ 2.722-68)

Описание обозначений:

• A – трехфазные ЭМ:

1. Асинхронные (ротор короткозамкнутый).
2. Тоже, что и пункт 1, только в двухскоростном исполнении.
3. Асинхронные ЭМ с фазным исполнением ротора.
4. Синхронные двигатели и генераторы.

• B – Коллекторные, с питанием от постоянного тока:

1. ЭМ с возбуждением на постоянном магните.
2. ЭМ с катушкой возбуждения.

УГО трансформаторов и дросселей

С примерами графических обозначений данных устройств можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Правильные обозначения трансформаторов, катушек индуктивности и дросселей (ГОСТ 2.723-78)

Описание обозначений:

• А – Данным графическим символом могут быть обозначены катушки индуктивности или обмотки трансформаторов.
• В – Дроссель, у которого имеется ферримагнитный сердечник (магнитопровод).
• С – Отображение двухкатушечного трансформатора.
• D – Устройство с тремя катушками.
• Е – Символ автотрансформатора.
• F – Графическое отображение ТТ (трансформатора тока).

Обозначение измерительных приборов и радиодеталей

Краткий обзор УГО данных электронных компонентов показан ниже. Тем, кто хочет более широко ознакомиться с этой информацией рекомендуем просмотреть ГОСТы 2.729 68 и 2.730 73.

Примеры условных графических обозначений электронных компонентов и измерительных приборов

Описание обозначений:

1. Счетчик электроэнергии.
2. Изображение амперметра.
3. Прибор для измерения напряжения сети.
4. Термодатчик.
5. Резистор с постоянным номиналом.
6. Переменный резистор.
7. Конденсатор (общее обозначение).
8. Электролитическая емкость.
9. Обозначение диода.
10. Светодиод.
11. Изображение диодной оптопары.
12. УГО транзистора (в данном случае npn).
13. Обозначение предохранителя.

УГО осветительных приборов

Рассмотрим, как на принципиальной схеме отображаются электрические лампы.

Описание обозначений:

• А – Общее изображение ламп накаливания (ЛН).
• В – ЛН в качестве сигнализатора.
• С – Типовое обозначение газоразрядных ламп.
• D – Газоразрядный источник света повышенного давления (на рисунке приведен пример исполнения с двумя электродами)

Обозначение элементов в монтажной схеме электропроводки

Завершая тему графических обозначений, приведем примеры отображения розеток и выключателей.

Как изображаются розетки других типов, несложной найти в нормативных документах, которые доступны в сети.

Как работают электрические схемы | Основы освещения

Основные схемы

Электрическая цепь представляет собой непрерывный путь, по которому существует и/или может протекать электрический ток. Простая электрическая схема состоит из источника питания, двух токопроводящих проводов (один конец каждого из которых присоединен к каждой клемме ячейки) и небольшой лампы для к которым присоединены свободные концы проводов, идущих от ячейки.

Если соединения выполнены правильно, цепь «замкнется», по цепи потечет ток и зажжется лампа.

Простая электрическая схема

После того, как один из проводов отсоединен от источника питания или в потоке сделан «разрыв», цепь становится «разомкнутой» и лампа больше не загорится.

На практике цепи «размыкаются» с помощью таких устройств, как выключатели, предохранители и автоматические выключатели. Две общие схемы классификация бывает последовательной и параллельной.

Элементы последовательной цепи соединены встык; один и тот же ток течет через его части одну за другой.

Цепи серии

В последовательной цепи ток через все компоненты одинаков, а напряжение на компонентах представляет собой сумму напряжений по каждому компоненту.

Пример последовательной цепи

Параллельные цепи

В параллельной цепи напряжение на каждом из компонентов одинаково, а общий ток равен сумме токов через каждый компонент.

Если два или более компонента соединены параллельно, они имеют одинаковую разность потенциалов ( напряжение) на их концах.Потенциальные различия между компоненты одинаковы по величине и имеют одинаковую полярность. Одно и то же напряжение применимо ко всем цепям компоненты, соединенные параллельно.

Если каждая лампочка подключена к аккумулятору отдельным контуром, говорят, что лампочки подключены параллельно.

Пример параллельного контура.

Пример цепи

Рассмотрим очень простую схему, состоящую из четырех лампочек и одной на 6 В. батарея.Если провод соединяет батарею с одной лампочкой, со второй лампочкой, с третьей лампочкой, а затем обратно с батареей в одну непрерывную петлю, говорят, что лампочки включены последовательно. Если три лампочки соединены последовательно, то через все на них, а падение напряжения составляет 1,5 В на каждой лампочке, и этого может быть недостаточно, чтобы заставить их светиться.

Если лампочки соединены параллельно, ток, протекающий через лампочки, объединяется, образуя ток течет в аккумуляторе, при этом падение напряжения составляет 6.0 В на каждой лампочке, и все они светятся.

В последовательной цепи каждое устройство должно работать, чтобы цепь была полной. Перегорела одна лампочка в последовательной цепи разрывает цепь. В параллельных цепях каждая лампочка имеет свою собственную цепь, поэтому все лампочки, кроме одной, могут перегореть, и последний будет работать.

цепей: один путь к электричеству — Урок

(3 рейтинга)

Быстрый просмотр

Уровень: 4 (3-5)

Необходимое время: 45 минут

Урок Зависимость: Нет

предметных областей: Физические науки

Ожидаемые характеристики NGSS:

---

Поделиться:

Резюме

Учащиеся начинают понимать явление электричества, изучая схемы. Студенты используют основную дисциплинарную идею использования доказательств для построения объяснения, поскольку они узнают, что движение заряда по цепи зависит от сопротивления и расположения компонентов цепи. Студенты также изучают основные дисциплинарные идеи и сквозные концепции энергии и передачи энергии в контексте энергии от батареи. В одном связанном практическом упражнении учащиеся строят и исследуют характеристики последовательных цепей. В другом упражнении учащиеся проектируют и строят фонарики. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Принципиальная схема — это язык электротехнического проектирования и инженерии. Эти диаграммы представляют собой карты, которые каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую цепь, они либо создают новую принципиальную схему, либо используют существующую. Интерпретация принципиальных схем является важным навыком для инженеров-электриков и многих других специалистов.После создания эти электрические цепи используются для освещения наших домов, питания компьютеров, автомобилей и почти всех современных устройств, использующих электричество.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Описать, как изменяется ток в последовательной цепи при добавлении или удалении лампочки или батареи из цепи
• Поймите, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, которая преобразуется в тепловую энергию и свет в электрической лампочке.Кроме того, звуковая энергия может быть получена из электричества с помощью движущегося диффузора динамика. В этом примере электричество преобразуется в механическое движение (для перемещения динамика), которое затем производит звуковую энергию в виде движущихся воздушных волн.
• Опишите связи между представлениями схемных символов.
• Найдите напряжение последовательно соединенных батарей путем суммирования напряжений отдельных батарей.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью Achievement Standards Network (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
Используйте доказательства (например,г. , измерения, наблюдения, закономерности) для построения объяснения. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!	Энергия может перемещаться с места на место посредством перемещения объектов или посредством звука, света или электрического тока. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв! Свет также переносит энергию с места на место. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв! Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов, которые затем можно локально использовать для создания движения, звука, тепла или света.Токи могли быть созданы для начала путем преобразования энергии движения в электрическую энергию. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!	Энергия может передаваться различными способами и между объектами. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технология

ГОСТ

Колорадо — наука

• Покажите, что электричество в цепях требует полного контура, по которому может проходить ток. (Оценка 4) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Описать преобразование энергии, происходящее в электрических цепях, в которых возникают световые, тепловые, звуковые и магнитные эффекты. (Оценка 4) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше учебных программ, подобных этому

Предварительные знания

Аккумулятор, простая схема, ток, электричество, сопротивление, напряжение, ток

Введение/Мотивация

Рис. 1.Схема простой схемы. Авторское право

Авторское право © 2012 Карли Самсон, Колорадский университет в Боулдере

Спросите учащихся, была ли у них когда-нибудь электронная игра или игрушка, для которых требовались батарейки? (Многие ответят да.) Спросите, сколько батареек нужно игре или игрушке? (Возможные ответы: одна, две, три или четыре батарейки.) Попросите учащихся провести мозговой штурм, почему для некоторых электронных игр или игрушек требуется больше батареек, чем для других игр или игрушек? (Возможные ответы: Некоторым игрушкам нужно больше энергии, некоторым играм нужно больше электричества.) Три батареи AA, соединенные «последовательно», могут обеспечить большее напряжение, чем одна батарея AA. Это связано с тем, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, и в цепи с тремя батареями AA «последовательно» доступно больше химической энергии, чем в цепи только с одной батареей AA. Электрические цепи, как и батареи, могут быть «последовательными» или «параллельными». На сегодняшнем уроке мы узнаем, что такое «последовательно» и «параллельно».

Откуда инженеры-электрики узнают, сколько батареек необходимо для работы электронной игры или игрушки? Один из способов, которым они могут определить необходимое напряжение и ток, — это создать карту цепи.Инженеры-электрики могут использовать карту или принципиальную схему , чтобы определить, сколько энергии требуется устройству для работы.

Спросите учащихся, почему в одних устройствах используются батареи, а в других – настенная розетка? (Ответ: Батареи производят ток другого типа, чем настенная розетка.) Ток, исходящий от батареи, называется постоянным током (DC). Ток, который поступает из настенной розетки в наших домах или школах, называется переменным током (переменный ток).Объясните учащимся, что многие телевизоры, компьютеры, DVD-плееры и стереосистемы имеют аппаратное обеспечение (оборудование) внутри устройства, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный ток (DC) для работы устройства.

Предыстория урока и концепции для учителей

Что такое электрические схемы?

Принципиальные схемы — это графические изображения цепей или электрических устройств. Каждый компонент схемы имеет соответствующий стандартный символ (см. рис. 2).При рисовании эти символы соединяются вместе, чтобы показать конструкцию цепи; полученная диаграмма представляет собой карту, которую любой может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. По сути, принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую цепь, они либо создают, либо используют существующую принципиальную схему. Интерпретация принципиальных схем является важным навыком для инженеров-электриков и многих других инженеров.

Рис. 2. Набор символов, иллюстрирующих принципиальную схему.Copyright

Copyright © Дарья Котис-Шварц, Лаборатория ITL, Колорадский университет в Боулдере, 2004.

Провода, имеющие очень низкое сопротивление, представлены прямыми или угловыми линиями, соединяющими электрические компоненты. Резистор — это устройство, используемое для регулирования силы тока в цепи. Существует множество различных резисторов с сопротивлением от нескольких Ом до миллионов Ом. Резистор обозначен зигзагообразной линией. Существуют различные способы представления лампочки в цепи.В этом блоке символ лампочки, используемый для обозначения лампочки, представляет собой круг с «х», как показано на рисунке 2. Ячейка, или электрохимическая ячейка, представлена ​​двумя линиями разной длины, расположенными перпендикулярно проводной линии, чтобы показать, что между положительной и отрицательной клеммами есть напряжение; более короткая линия — это отрицательный полюс аккумулятора. Аккумулятор состоит из нескольких ячеек. Обратите внимание, что символ батареи выглядит как две ячейки подряд или последовательно. Символ переключателя показывает, что электрическое соединение может быть разомкнуто и замкнуто на контакте.

Чтобы нарисовать принципиальную схему существующей последовательной цепи, нарисуйте схему цепи и соответствующий символ по мере того, как вы сталкиваетесь с каждым элементом цепи. Хотя провода в цепи обычно изогнуты, рисуйте их на принципиальной схеме либо в виде прямых линий, либо в виде угловатых изогнутых линий.

Как электрические элементы соединяются в цепи?

В цепях можно использовать множество компонентов: батарейки, лампочки, провода и выключатели. Части цепи могут быть соединены двумя различными способами.Когда они соединены таким образом, что между ними есть один проводящий путь, говорят, что они соединены последовательно . Схема слева на рис. 3 показывает два последовательно соединенных резистора. Когда элементы схемы соединены через общие точки, так что через цепь проходит более одного проводящего пути, они соединяются параллельно . Схема справа на рисунке 3 показывает два резистора, включенных параллельно. Обратитесь к упражнению «Лампочки и батареи в ряд», чтобы учащиеся попрактиковались в построении собственных цепей из нескольких компонентов. Типичное электрическое устройство состоит из множества небольших последовательных и параллельных частей. Как правило, только очень простые схемы могут быть полностью соединены последовательно. Рис. 3. Два последовательно соединенных резистора (слева) и два резистора, соединенных параллельно (справа). Авторские права

Copyright © 2012 Carleigh Samson, University of Colorado Boulder

Закон Ома и последовательные цепи

Закон Ома — это фундаментальное математическое уравнение, описывающее взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Фактически, закон Ома определяет сопротивление: R = V/I, где R = сопротивление элемента цепи, V = общее напряжение, подаваемое в цепь источником питания (например, батареей), а I = ток через цепь. схема.Уравнение можно изменить (V = I * R), чтобы предсказать падение напряжения на элементе цепи с известным сопротивлением и известным током, проходящим через него. Напряжение, подаваемое на цепь, V, и общее падение напряжения по всей цепи V _T должны быть равны и противоположны. Это означает, что V + V _T = 0. Общее падение напряжения в цепи равно: I*R _T = V _T , где R _T — полное сопротивление в цепи. Мы рассмотрим, как найти общее сопротивление, R _T , в этом уроке для последовательных цепей и в следующем уроке и упражнениях в этом разделе для цепей с параллельными элементами.

Последовательная цепь и схема ее согласования показаны на рис. 4. Поскольку существует только один путь для движения заряда по цепи, ток во всей цепи одинаков. По мере того как электроны движутся по цепи, их потоку сопротивляется каждая лампочка, так что общее сопротивление движению заряда равно сумме всех сопротивлений на пути. Из закона Ома (записанного в виде I=V/R) мы знаем, что общий ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление.На каждой лампочке есть падение напряжения. Сумма падений напряжения равна напряжению источника питания, которым в данном случае является батарея. Поскольку ток одинаков во всей последовательной цепи, падение напряжения на каждой лампочке прямо пропорционально сопротивлению этой лампочки (путем преобразования уравнения закона Ома, V = I * R).

Рисунок 4. Последовательная цепь (слева) и соответствующая принципиальная схема (справа). Авторские права

Copyright © Joe Friedrichsen, Программа и лаборатория ITL, Колорадский университет в Боулдере, 2003.

Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение равно сумме напряжений каждой батареи. Таким образом, если мы создадим цепь с тремя последовательно соединенными батареями по 1,5 В в качестве источника напряжения, общее напряжение составит 4,5 В, как показано на рисунке 5. Вот как производители батарей изготавливают батареи с более высоким напряжением; они просто соединяют несколько батарей (одинакового потенциала) вместе последовательно.

Рисунок 5. Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение равно сумме напряжений каждой батареи.авторское право

Авторское право © 2012 Карли Самсон, Колорадский университет в Боулдере

В чем разница между постоянным и переменным током?

Постоянный ток или постоянный ток относится к движению заряда в цепи только в одном направлении. Батареи, фотогальванические элементы и некоторые генераторы обеспечивают постоянный ток. Например, в фонарике с батарейным питанием электроны покидают отрицательную клемму батареи и движутся по цепи фонарика к положительной клемме. Предложите учащимся собрать свой собственный фонарик с помощью задания «Освети свой путь: придумай-собери серийный фонарик».Многие бытовые портативные устройства работают на постоянном токе. Предложите учащимся применить свои знания о таких устройствах для разработки и создания собственной игрушки в упражнении «Собери игрушку».

В переменном или переменном токе электроны перемещаются взад и вперед по цепи. Из-за этого электроны перемещаются лишь на небольшое расстояние вокруг относительно фиксированного положения в цепи. Хотя генераторы переменного и постоянного тока похожи, было доказано, что переменный ток является более эффективным способом передачи электроэнергии.Всякий раз, когда вы подключаете электрическое устройство к настенной розетке, вы используете переменный ток. Направление тока меняется, потому что на электростанции меняется направление напряжения. В США мы используем ток, который меняет направление 60 раз в секунду, называемый током с частотой 60 герц.

Связанные виды деятельности

Закрытие урока

На классной доске нарисуйте пример последовательной цепи, включающей несколько компонентов (например, см. рис. 4).Качественно сравните ток и напряжение на разных участках цепи. Попросите учащихся сравнить силу тока в трех последовательно соединенных лампочках с возрастающим сопротивлением. (Ответ: ток одинаков во всей последовательной цепи.) Затем сравните напряжение на каждой из этих трех лампочек. (Ответ: напряжение падает, когда встречается с сопротивлением лампочки, поэтому первая лампочка будет иметь наибольшее напряжение, а каждая последующая лампочка будет испытывать меньшее напряжение.) Что происходит с общим напряжением при последовательном соединении аккумуляторов? (Ответ: общее напряжение равно сумме напряжений каждой батареи. )

Рисунок 4. Схема последовательной цепи, показывающая провод, три лампочки, аккумулятор и выключатель. Авторские права

Copyright © Joe Friedrichsen, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Словарь/Определения

переменный ток: электрический ток, который через равные промежутки времени меняет направление на противоположное.Сокращенно АС.

принципиальная схема: графическое представление цепи с использованием стандартных символов для представления каждого компонента цепи.

постоянный ток: электрический ток только в одном направлении. Сокращенно ДК.

перенос энергии: движение энергии внутри системы. Может включать преобразование одного вида энергии в другой (с некоторыми потерями). Соответствующие примеры включают электричество для движения (вентилятор), электричество для света и тепла (лампочка) и электричество для звука и движения (звуковая система).

нагрузка: Устройство или сопротивление устройства, на которое подается электричество.

параллельная цепь: Электрическая цепь, имеющая более одного проводящего пути.

резистор: Устройство, используемое для управления током в электрической цепи путем создания сопротивления.

последовательная цепь: Электрическая цепь, обеспечивающая один проводящий путь, так что ток проходит через каждый элемент по очереди без разветвления.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопрос для обсуждения: Запрашивать, объединять и обобщать ответы учащихся:

• Почему в одних устройствах используются батареи, а в других — настенная розетка? (Ответ: Батареи производят ток другого типа [DC], чем настенная розетка [AC])

Оценка после внедрения

Голосование: Задайте вопрос «верно/неверно» и предложите учащимся проголосовать, подняв большой палец вверх, если ответ «верный», и большой палец вниз, если ответ неверный. Подсчитайте голоса и запишите итоги на доске. Дайте правильный ответ.

• Верно или неверно: Три батареи типа АА, соединенные «последовательно», обеспечивают большее напряжение, чем одна батарея типа АА. (Ответ: Верно.)
• Верно или неверно: батареи могут быть «последовательно» или «параллельно». (Ответ: Верно.)
• Верно или неверно: инженеры-электрики используют принципиальную схему, чтобы определить, какая мощность требуется устройству для работы. (Ответ: Верно.)
• Верно или неверно: Батареи производят ток того же типа, что и настенная розетка.(Ответ: Неверно. Батареи производят ток другого типа [DC], чем настенная розетка [AC].)
• Верно или неверно: Ток, поступающий от батареи, называется переменным током. (Ответ: Неверно. Ток, выходящий из настенной розетки в наших домах или школах, называется переменным током [AC]. Батареи — это постоянный ток [DC].)
• Верно или неверно: (Звуковая энергия может быть получена с помощью электричества или ударов по столу? Ответ: Верно, электрические источники, такие как батареи, могут питать небольшие динамики, и ваша рука может создавать звуковые волны, ударяясь о твердую поверхность стола. )

Оценка итогов урока

Краткий опрос: Дайте учащимся лист бумаги и попросите их записать ответы на следующие три вопроса.

• Что вам больше всего понравилось на уроке?
• Что можно сделать лучше?
• Что нового вы узнали, чего не знали раньше?

Пронумерованные головы: Пусть учащиеся каждой команды выберут номера (или номера), чтобы у каждого члена был свой номер.Задайте учащимся приведенные ниже вопросы (при желании укажите сроки их решения). Члены каждой команды должны вместе работать над вопросом. Все в команде должны знать ответ. Вызов номера наугад. Учащиеся с этим числом должны поднять руки, чтобы ответить на вопрос. Если не все учащиеся с таким номером поднимают руки, дайте командам поработать еще немного. Спросите у студентов:

• Если вы удалите одну лампочку из последовательной цепи с тремя лампочками, цепь станет (n) _________ цепью.Открытый или закрытый? (Ответ: Открыто.)
• Что произойдет с другими лампочками в последовательной цепи, если одна лампочка перегорит? (Ответ: Они все уходят. )
• Когда в последовательную цепь добавляется больше лампочек, каждая лампа становится _____________. Ярче или тусклее? (Ответ: Диммер.)
• При последовательном соединении аккумуляторов напряжение на них ____________. Увеличивается, уменьшается или остается прежним? (Ответ: Увеличивается.)
• Нарисуйте принципиальную схему последовательной цепи с двумя батареями и тремя лампочками.(Ответ: это должно выглядеть так, как показано на рис. 4, с заменой переключателя второй батареей.)

Рисунок Гонка: Напишите символы схемы на доске. Разделите класс на команды по четыре человека, вычеркнув номер каждого члена команды, чтобы у каждого был свой номер, от одного до четырех. Назовите номер, и пусть учащиеся с этим номером бегут к доске, чтобы нарисовать правильную принципиальную схему. Поставьте балл той команде, чей товарищ по команде первым закончит рисунок правильно. Попросите учащихся нарисовать следующие электрические схемы:

• Последовательная схема с одной батареей и двумя лампочками
• Последовательная цепь с двумя батареями, одной лампочкой и одним выключателем
• Последовательная цепь с одной батареей, одной лампочкой и одним резистором
• Последовательная цепь с тремя батареями, двумя лампочками и двумя резисторами
• Последовательная цепь с одной батареей, двумя резисторами, двумя лампочками и одним выключателем
• Последовательная цепь с тремя батареями, четырьмя лампочками и одним выключателем
• Последовательная цепь с одной батареей, тремя лампами переменного тока и резисторами и одним выключателем

Домашнее задание/самостоятельная практика:

• Предложите учащимся подсчитать количество трансформаторов в их домах. Дополнительную информацию о трансформерах см. в разделе «Дополнительные занятия к уроку».

Расширение урока

Исследуйте историю и развитие фонарика. В Музее фонариков есть много фотографий старинных фонариков и портативных световых приборов по адресу: http://www.flashlightmuseum.com/.

Узнайте о трансформаторах: трансформатор — это электрическое устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока с определенным уровнем напряжения в мощность переменного тока с другим напряжением, но с той же частотой.Значительное количество энергии теряется при передаче энергии по распределительной сети. Дополнительная энергия потребляется в трансформаторах на подстанциях. Для многих бытовых электронных устройств требуются трансформаторы, которые всегда включены и потребляют энергию, даже если этим электрическим устройством никто не пользуется.

• Предложите учащимся подсчитать количество трансформаторов, которые есть у них дома . Трансформаторы могут быть подключены к компьютерам, принтерам, сканерам, динамикам, автоответчикам, беспроводным телефонам, зарядным устройствам для мобильных телефонов, электрическим отверткам, электродрелям, радионяням, модемам и видеокамерам.Трансформеров не всегда легко узнать; Очевидные трансформаторы выглядят как большие коробки (обычно того же цвета, что и шнур), прикрепленные к концу шнура в том месте, где вы подключаете устройство к электрической розетке.
• Если вы прикасаетесь к трансформатору, и он теплый, вы чувствуете, что электрическая энергия превращается в тепловую (впустую). Предложите учащимся подсчитать количество энергии, ежегодно теряемой трансформаторами в их доме . Потребляемая мощность невелика — порядка 1-5 ватт на трансформатор, но складывается.Допустим, у вас есть пять трансформаторов, каждый из которых потребляет по 5 Вт. Это означает, что 25 Вт постоянно тратятся впустую. Если в вашем районе киловатт-час стоит 10 центов, это означает, что вы тратите 10 центов на каждые 1000 ватт-часов/25 ватт = 40 часов. В году 8760 часов, поэтому 8760 часов/40 часов = 21,90 доллара в год.
• Предложите учащимся подсчитать общее количество энергии, расходуемой трансформаторами по всей стране . В Америке 100 миллионов семей. Если каждое домашнее хозяйство тратит на эти трансформаторы 25 ватт, то это 2.5 миллиардов ватт. При цене 10 центов за киловатт-час это составляет 2 500 000 000 ватт/1000 ватт или 250 000 долларов в час. Это 2 190 000 000 долларов США (2 миллиарда долларов США), потраченных впустую каждый год.

использованная литература

Берг, Эрик. Старший инженер-механик, Колорадская горная школа, «Как работает трансформатор?» http://www.physlink.com/ По состоянию на 28 апреля 2004 г.

Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика . 8-е издание.Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Addison Publishing Co., 1998. Ралофф, Джанет. «Должны ли мы выдернуть вилку?» Новости науки. 25 октября 1997 г.

Ропейк, Дэвид. MSNBC – Как энергосистема питает континент . 23 января 2001 г. Новости MSNBC. http://www.msnbc.msn.com/id/3077316/ns/technology_and_science-science/t/how-grid-powers-continent/#.T4M6w_WfzTo По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Шнайдер, Стюарт. Музей фонарей . Wordcraft.net. По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Зильберман, Стив. Wired News: Готовимся к электросети . 14 июня 2001 г. Журнал Wired. www.wired.com По состоянию на 7 апреля 2004 г.

авторское право

© 2004 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Сочитл Замора Томпсон; Сэйбер Дюрен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В.Карлсон; Карли Самсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда (грант ГК-12 №. 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 5 января 2022 г.

лампочек и аккумуляторов подряд — действие

(0 оценок)

Быстрый просмотр

Уровень: 4 (3-5)

Необходимое время: 45 минут

Расходные материалы Стоимость/группа: 4 доллара США.00

Размер группы: 4

Зависимость от активности: Нет

предметных областей: Алгебра, Физические науки

Ожидаемые характеристики NGSS:

---

Поделиться:

Резюме

Используя научную и инженерную практику проведения наблюдений, мы можем исследовать явление переноса энергии.Каждый день нас окружают схемы, в которых используются «параллельные» и «последовательные» схемы. Сложные схемы, разработанные инженерами, состоят из множества более простых параллельных и последовательных цепей, но оба типа цепей передают энергию. Во время этого занятия учащиеся понимают явление передачи энергии, строя простую последовательную цепь и обнаруживая свойства, связанные с последовательными цепями. Благодаря этому учащиеся знакомятся с основной идеей дисциплины о том, что энергия может передаваться с места на место с помощью электрических токов. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Инженеры-электрики хорошо разбираются в логике параллельных и последовательных цепей. Они разрабатывают сложные схемы, состоящие из множества более простых схем, а также специальных деталей, обеспечивающих безопасное использование электричества. Например, инженеры-электрики и механики проектируют автоматические выключатели, которые последовательно включаются в электропроводку вашего дома.Этот «переключатель» автоматически прерывает поток электричества, если он превышает безопасный уровень, предотвращая повреждение электроприборов или возгорание из-за электрической перегрузки.

Цели обучения

После этого задания учащиеся должны уметь:

• Определение, распознавание и сборка последовательных цепей
• Объясните путь электрического заряда через их цепь
• Применение соответствующих вычислительных методов для решения различных задач в последовательной цепи
• Понимать, что инженеры применяют свое понимание схемотехники при разработке практичных повседневных продуктов

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью Achievement Standards Network (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока. (4 класс) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Это занятие сосредоточено на следующих аспектах трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
Проводите наблюдения для получения данных, которые служат основой для объяснения явления или проверки проектного решения. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!	Энергия может перемещаться с места на место посредством перемещения объектов или посредством звука, света или электрического тока. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв! Энергия присутствует всегда, когда есть движущиеся объекты, звук, свет или тепло. Когда объекты сталкиваются, энергия может передаваться от одного объекта к другому, тем самым изменяя их движение.При таких столкновениях часть энергии обычно также передается окружающему воздуху; в результате воздух нагревается и возникает звук. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв! Свет также переносит энергию с места на место. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв! Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов, которые затем можно локально использовать для создания движения, звука, тепла или света.Токи могли быть созданы для начала путем преобразования энергии движения в электрическую энергию. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!	Энергия может передаваться различными способами и между объектами. Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Общие базовые государственные стандарты — математика

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технология

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе нужно:

• 2 батареи типа D
• 2 широкие резинки
• 3 лампочки #40 (продаются в большинстве хозяйственных магазинов)
• 3 патрона для лампочек (продаются в большинстве хозяйственных магазинов)
• 46 дюймов (50. 2 см) изолированного провода (калибр AWG 22) (продается в хозяйственных магазинах)
• 1 базовый переключатель (продается в большинстве магазинов бытовой техники или электроники)
• Рабочие листы по сборке схем серии 4
• 4 листа подряд по математике

Для всего класса:

• Инструмент для зачистки проводов или наждачная бумага (для удаления изоляции на концах проводов)
• кусачки
• маленькая стандартная отвертка
• малярная лента

Примечание. Большинство материалов, необходимых для этой лаборатории, можно повторно использовать во многих других работах с электричеством.Когда батареи изнашиваются, утилизируйте их на месте утилизации опасных отходов.

Рабочие листы и вложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_electricity_lesson05_activity1], чтобы распечатать или загрузить.

Больше учебных программ, подобных этому

Введение/Мотивация

Спросите учеников в классе, есть ли у кого-нибудь из них дома маленькие рождественские гирлянды? (Многие ответят да.) Попросите учащихся провести мозговой штурм, почему если одна лампочка гаснет на гирлянде рождественских гирлянд, то половина гирлянды или вся гирлянда перестает работать? (Возможные ответы: оборван провод, сломаны все остальные лампочки или разорвана цепь.) Многие новые нити фонарей имеют более одного провода, соединяющего фары, что является лучшим способом соединить гирлянды вместе; в этом случае, если перегорает одна лампочка, остальные лампочки не гаснут — гаснет только часть.

авторское право

авторское право © http://images.all-free-download.com/images/graphiclarge/string_of_christmas_lights_310745.jpg

Спросите учащихся, был ли у них когда-нибудь фонарик, работающий от батареек? (Многие ответят «да». ) Затем спросите, сколько батареек нужно для фонарика (Возможные ответы: одна, две, три или четыре батарейки). Спросите учащихся, почему для больших фонарей требуется больше батареек, чем для фонариков меньшего размера? (Возможные ответы: Некоторым фонарям требуется больше энергии, некоторым фонарикам требуется больше электроэнергии.) Три батарейки АА, соединенные «последовательно», могут обеспечить большее напряжение, чем одна батарейка АА.Объясните учащимся, что праздничные огни и батарейки в фонарике похожи, потому что оба соединены «последовательно». Электрические цепи, как и батареи, могут быть «последовательными» или «параллельными». Эти разные цепи являются двумя способами передачи энергии в батареях от батарей к лампочкам, и мы можем наблюдать, что эта передача происходит, когда мы включаем фонарик или видим яркие праздничные огни ночью. В ходе сегодняшнего занятия мы узнаем, что означает «последовательно».

Объясните учащимся, что инженеры-электрики и механики проектируют автоматические выключатели для последовательного подключения к электропроводке вашего дома. Назначение автоматического выключателя — убедиться, что слишком большой ток не протекает по электропроводке в вашем доме и не вызывает сбоев в работе оборудования или пожара. Автоматический выключатель похож на выключатель; имеет открытое и закрытое положение. Если электрический ток в вашем доме превышает безопасный уровень, автоматический выключатель размыкается, создавая разомкнутую цепь и вызывая отключение электричества.

Процедура

Исходная информация о последовательных цепях

• Ток одинаков во всей цепи.
• Общее сопротивление последовательной цепи равно сумме сопротивлений каждого элемента.
• Из закона Ома (I=V/R) мы знаем, что общий ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление.
• Падение напряжения на каждом элементе последовательной цепи равно V=I*R, где V — напряжение источника питания, I — общий ток в цепи, R — сопротивление элемента .
• Сумма падений напряжения на каждой лампочке равна напряжению источника питания.
• Общее напряжение для последовательно соединенных батарей равно сумме напряжений каждой батареи.
• Инженеры используют переключатели, включенные последовательно, для управления практически любой цепью, которую они создают. Только подумайте — у большей части вашей электроники есть выключатель!

Перед занятием

• Соберите все материалы.
• Отрежьте достаточное количество проволоки для каждой группы: две 6 дюймов (7.кусочки 6 см), один кусок 10 дюймов (25 см) и один кусок 4 дюйма (10 см).
• Вы также можете удалить изоляцию с концов проводов (шаг 1, ниже).

Со студентами

1. С помощью инструмента для зачистки проводов или наждачной бумаги удалите 1,3 см (½ дюйма) изоляции с концов каждого отрезка провода.
2. Используя клейкую ленту, соедините две батареи последовательно. Положительная клемма одной батареи должна касаться отрицательной клеммы второй батареи.
3. Подсоедините отрезок провода длиной 10 дюймов (25 см) к положительной клемме одной батареи с помощью клейкой ленты. Другой конец 10-дюймового провода следует подключить к клемме одного из держателей лампочки. Затем подсоедините 6-дюймовый (7,6 см) кусок провода к отрицательной клемме одной из батарей, используя клейкую ленту. Другой конец 6-дюймового провода должен быть подключен к выключателю.
4. Поместите каждую лампочку в патрон. Завершите сборку последовательной цепи, используя уже изготовленные детали, а также второй держатель лампочки, оставшийся провод длиной 6 дюймов (7,6 см) и отрезок провода длиной 4 дюйма (10 см) (см. рис. 1).

Рис. 1. Схема действия: последовательная цепь (слева) и соответствующая схема цепи (справа). Copyright

Copyright © 2003 Joe Friedrichsen, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере

5. На рабочем листе построения серийных цепей нарисуйте принципиальную схему вашей цепи. Следуйте по рабочему листу для остальной части деятельности.
6. Замкните выключатель. Что происходит с лампочками? (Ответ: Загораются обе лампочки. )
7. Разомкните переключатель.Выньте одну лампочку из основания. Замкните переключатель. Что происходит с лампочкой в ​​цепи? (Ответ: оставшаяся лампочка не горит.)
8. Разомкните переключатель. Замените снятую лампочку и снимите другую лампочку с основания. Замкните переключатель. Что происходит с лампочкой в ​​цепи? (Ответ: Оставшаяся лампочка не загорается.)
9. Разомкните переключатель. Составьте цепь из трех последовательно соединенных лампочек. Замкните переключатель. Что произошло с яркостью лампочек, когда вы увеличили количество лампочек в последовательной цепи? (Ответ: Все лампочки стали тусклее.)
10. Используйте схему одной команды и наблюдайте, что происходит с яркостью лампочек, когда вы последовательно добавляете третью батарею. Что случается? (Ответ: Все лампочки становятся ярче.)
11. Используйте полученные знания о последовательных цепях, чтобы выполнить задание по математике в ряд. Или, если время ограничено, назначьте рабочий лист в качестве домашнего задания.

Оценка

Предварительная оценка

Предсказание: Перед выполнением задания попросите учащихся угадать:

• Как вы думаете, сколько батареек потребуется, чтобы зажечь две лампочки?

Встроенная оценка активности

Рабочий лист: В начале занятия раздайте рабочие листы для построения серии цепей.Попросите учащихся следовать по ходу дела, сначала нарисовав схему последовательной цепи, которую они построили, а затем заполняя ответы по мере выполнения упражнения; просмотрите их ответы, чтобы оценить их мастерство в предмете.

Обсуждения по передаче энергии: Во время работы спросите учащихся, как энергия передается по цепи, когда они убирают и добавляют лампочки. Учащиеся должны заметить, что лампочки в их последовательной цепи загораются только в том случае, если все лампочки соединены; они наблюдают явление передачи энергии, когда цепь замкнута, поскольку химической энергии в батарее нужен путь (цепь), чтобы зажечь лампочки.

Оценка после активности

Умственная математика Применение: Напишите уравнение I = V ÷ R на доске. Напомните учащимся, что это называется законом Ома. Объясните, что I = ток = поток электрического заряда в цепи (он остается постоянным в замкнутой цепи), V = напряжение = используемые батареи и R = сопротивление = используемые лампочки. Предложите учащимся объяснить последовательные цепи их команд с точки зрения закона Ома. Попросите их написать правильную букву I, V или R рядом с символами на их схемах.Затем задайте учащимся следующие вопросы:

• Что произойдет с током (I), когда мы добавим еще одну батарею (V)? (Ответ: Ток увеличивается.)
• Что произойдет с током (I), если мы добавим еще одну лампочку (R)? (Ответ: Ток уменьшается.)
• Что происходит с током (I), когда у нас есть разомкнутый переключатель? (Ответ: ток (I) = 0, так как электроны не могут двигаться по цепи.)

Реклама цепи серии: После занятия спросите группы учащихся, для чего можно использовать их цепь? Используется ли в доме? Или игрушка? Или прибор? Предложите учащимся выбрать название для своей схемы и создать рекламу в журнале для своей схемы. Предложите им проявить творческий подход. Попросите команды включить в рекламу свою принципиальную схему и краткое объяснение того, как она работает.

Решение задач/домашнее задание: Оцените понимание учащимися понятий, назначив в качестве домашнего задания листок по математике подряд.

Вопросы безопасности

• Попросите учащихся быть очень осторожными при использовании острых инструментов для зачистки проводов и кусачек.
• Попросите учащихся не играть с изолированным проводом; они могут ткнуть или порезать себя или другого ученика.

Советы по устранению неполадок

Должен быть хороший электрический контакт между всеми компонентами схемы. Если учащимся трудно заставить схему работать, обязательно перепроверьте все соединения.

Не подключайте более четырех D-ячеек последовательно для этого действия. Четыре батареи D-элемента, соединенные последовательно, всего 6. 0 вольт, а большинство лампочек #40 могут выдерживать только 6,3 вольта через нить накала.

Расширения деятельности

С помощью мультиметра измерьте напряжение на двух последовательно соединенных батареях. Как напряжение соотносится с напряжением одной батареи? (Ответ: напряжение двух одинаковых батарей, соединенных последовательно, в два раза больше напряжения одной батареи.)

С помощью мультиметра определите напряжение на каждой лампочке и силу тока в каждой лампочке.Найдите сопротивление лампочки, используя R=V/I. Затем с помощью мультиметра определите напряжение на двух лампах, включенных последовательно, и ток в лампах. Найдите сопротивление этой нагрузки, используя R=V/I. Сравните сопротивление одной лампочки с сопротивлением двух последовательно соединенных лампочек. (Последовательно соединенные сопротивления складываются, чтобы получить общее сопротивление.) Сравните напряжение на одной лампочке с напряжением на клеммах батареи.

Примечание. Мультиметр — это прибор, который сочетает в себе измерительные возможности амперметра (измеряет ток), вольтметра (измеряет разность потенциалов или напряжение между двумя точками) и омметра (измеряет сопротивление) в одном приборе для выполнения измерений (ток, напряжение и сопротивление) от цепей.Мультиметры доступны в большинстве магазинов электроники по цене от 15 до 100 долларов.

Масштабирование активности

• Для младших классов используйте задание по математике в ряд в качестве задания или выполняйте его вместе с классом.

авторское право

© 2004 Регенты Колорадского университета.

Авторы

Сочитл Замора Томпсон; Сэйбер Дюрен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U. S. Грант Министерства образования и Национального научного фонда ГК-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 5 января 2022 г.

открытых учебников | Сиявула

Математика

Наука

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 7А

      • Класс 7Б

      • Класс 7 (объединенные А и В)

    • Африкаанс

      • Граад 7А

      • Граад 7Б

      • Graad 7 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 8А

      • Класс 8Б

      • Класс 8 (объединенные A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 8А

      • Граад 8Б

      • Graad 8 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 9А

      • Класс 9Б

      • Класс 9 (объединенные А и В)

    • Африкаанс

      • Граад 9А

      • Граад 9Б

      • Graad 9 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 4А

      • Класс 4Б

      • Класс 4 (объединенные А и В)

    • Африкаанс

      • Граад 4А

      • Граад 4Б

      • Graad 4 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 5А

      • Класс 5Б

      • Класс 5 (объединенные А и В)

    • Африкаанс

      • Граад 5А

      • Граад 5Б

      • Graad 5 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Класс 6А

      • Класс 6Б

      • Класс 6 (объединенные А и В)

    • Африкаанс

      • Граад 6А

      • Граад 6Б

      • Graad 6 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

Лицензирование нашей книги

Эти книги не только бесплатны, но и имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (фирменные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий. Вы можете копировать, распечатывать и распространять их столько раз, сколько захотите. Вы можете загрузить их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете каким-либо образом адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, логотипы спонсоров и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте здесь больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без торговой марки)

Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для совместного использования, адаптации, преобразования, изменения или дальнейшего развития любым способом, при единственном требовании — отдать должное Сиявуле. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

В чем разница между последовательными и параллельными цепями | ОРЕЛ

О нет! Почему у вас не горят рождественские огни? О, вы думали, что будет забавно выдернуть одну из лампочек, а теперь все пошло прахом! Если вы один из тех несчастных, которым удалось полностью отключить свет, не расстраивайтесь, вы не одиноки.Каждый год во всем мире гаснут миллионы огней ради одного важного урока — показать вам разницу между последовательными и параллельными цепями!

Сначала основы

Прежде чем мы углубимся в разницу между последовательными и параллельными цепями, давайте рассмотрим некоторые основные термины, которые мы будем использовать.

• Текущий. У электричества есть работа, и когда электроны текут по цепи, это работает ток.
• Цепь. Если это замкнутый непрерывный путь, то по нему будет течь электричество. На этом пути электричество может делать массу удивительных вещей, например, питать ваш смартфон или отправлять людей в космос!
• Сопротивление. Это то, с чем сталкивается электричество, когда течет по физическому материалу, будь то медный провод или старый добрый резистор. Сопротивление ограничивает поток электрического тока.

Ниже вы найдете изображение простой схемы, включающей батарею, выключатель и лампочку.

Простейшая схема питания лампочки от батарейки.

Сезон серии

Давайте вернемся к нашим рождественским гирляндам, чтобы понять, как именно работает цепь, соединенная последовательно. Скажем, у вас есть цепочка огней, соединенных один за другим. Если вы посмотрите на это в схеме, это будет выглядеть примерно так:

Ваши рождественские огни последовательно, обратите внимание, что все огни подключены друг к другу. (Источник изображения)

Когда мы включим нашу гирлянду в розетку, что произойдет с током? Следим за потоком:

• Включение. Когда мы включаем рождественские гирлянды, из розетки начинает течь ток.
• Течет. Затем он проходит по медной проволоке и через нашу рождественскую гирлянду, заставляя их ярко светиться.
• Возвращение домой. Когда наш поток достигает конца нашей цепочки огней, он направляется к земле, чтобы немного отдохнуть, и так цикл продолжается.

Неважно, какие компоненты вы поместите в последовательную цепь, вы можете смешивать и сочетать конденсаторы, резисторы, светодиоды и кучу рождественских гирлянд вместе, и ток все равно будет течь от одной части к другой. .

Вот тут-то и падают рождественские огни. Что произойдет, если вы выдернете одну из этих лампочек в своей гирлянде? Если ваши огни похожи на наши, то они все выключены! Почему это? Подумайте об этом, если ток течет от света к свету, и вы нарушаете эту связь, то вы отсекаете путь, по которому пытается течь электричество. Это называется разомкнутой цепью .

Ток и сопротивление в серии

Существует фундаментальный закон Вселенной, который следует помнить о том, как работают ток и сопротивление в последовательной цепи:

Чем большую работу (сопротивление) совершает последовательная цепь, тем больше уменьшается ее ток.

Логично, правда? Чем больше сопротивления вы добавляете в цепь, например, рождественские гирлянды или даже резистор, тем больше работы должна выполнять ваша цепь. Допустим, вы возьмете схему, которую мы представили в начале этого блога, с одной лампочкой. Теперь, что произойдет, если вы добавите еще один источник света в эту цепь? Будут ли обе лампочки светить одинаково ярко? Неа. Когда вы подключите эту вторую лампочку, обе станут одинаково тусклыми, потому что вы добавили больше сопротивления в свою цепь, что уменьшает протекание тока.

Добавление еще одной лампочки последовательно уменьшает ток , потому что у нашей батареи теперь больше работы!

Но как узнать, какое сопротивление у вас в последовательной цепи? Вы просто складываете все различные значения сопротивления вместе. Например, в схеме ниже у нас есть два резистора по 10 кОм каждый. Чтобы получить общее сопротивление в этой цепи, просто сложите все числа вместе. Это 10 кОм + 10 кОм, что составляет 20 кОм общего сопротивления.

Соединить наши резисторы в последовательную цепь очень просто, просто сложите их вместе.

И какой у вас будет ток в этой цепи, исходя из такого сопротивления? Вот как вы можете это понять.

• Используя наш надежный треугольник закона Ома, мы получаем уравнение, которое нам нужно использовать: I = V/R, или Ток = Напряжение, деленное на Сопротивление.
• Подставив известные нам числа, получим I = 10В/20к. Через нашу цепь протекает ток 0,5 миллиампер (мА)!
• Что, если бы мы вынули один из резисторов? Теперь наше уравнение: I = 10 В/10 кОм, и мы увеличили ток до 1 миллиампер (мА), уменьшив сопротивление.

Параллельная работа

Было бы здорово, если бы вы вытащили одну лампочку из своей цепочки рождественских гирлянд, а остальные остались гореть? Если бы все ваши рождественские гирлянды были подключены параллельно, то они бы вели себя именно так!

В параллельной цепи представьте, что ваша цепочка огней соединена вместе. Но вместо того, чтобы подключать каждую лампочку одну за другой, все они подключаются отдельно, в свои цепи, как на изображении ниже.Как видите, у каждой лампочки есть своя мини-схема, отдельная от другой, но все они работают вместе как часть более крупной схемы.

Теперь ваши рождественские гирлянды подключены параллельно, обратите внимание, что у каждой лампочки есть своя цепь. (Источник изображения)

Но как протекает ток в такой цепи? Он не просто идет по одному пути; он следует за всеми ими одновременно! Вот почему это потрясающе. Представьте, что вы выдергиваете одну из лампочек в цепи такого типа.Вместо того, чтобы останавливать всю работу вашего рождественского света, остальная часть цепи будет продолжать течь, потому что каждый свет не зависит от света до или после него в качестве источника электричества.

Параллельный ток и сопротивление

Когда цепь соединена параллельно, ток и сопротивление начинают творить странные вещи, которых вы, возможно, не ожидаете, вот что вам нужно запомнить:

В параллельных цепях, когда вы увеличиваете сопротивление, вы также увеличиваете ток, но в результате ваше сопротивление уменьшается вдвое.

Подождите, что? Это звучит безумно! Но подумайте об этом в отношении ваших рождественских огней. По мере того, как вы добавляете в свою схему больше разноцветных огней, вам нужно потреблять больше тока для питания всех этих огней, верно? Итак, начинает происходить волшебная вещь: чем больше света вы добавляете, тем выше поднимается ваш ток, но этот увеличенный ток оказывает противоположное влияние на ваше сопротивление.

Это может быть сложно понять, поэтому давайте рассмотрим простой пример.Проверьте схему ниже:

Здесь у нас есть параллельная цепь с двумя резисторами 10k и батареей 10V.

Здесь у нас есть источник батареи на 10 В и два резистора на 10 кОм, которые соединены параллельно. Теперь, поскольку у каждого резистора своя схема, нам нужно выяснить, какой ток будет потреблять каждый:

• Возвращаясь к нашему треугольнику закона Ома, мы знаем, что нужно использовать уравнение I = V/R, или ток равен напряжению, деленному на сопротивление.
• Подставив наши числа, мы получим I = 10 В/10 кОм, что соответствует 1 мА.Но это только одна из двух резисторных цепей; теперь нам нужно удвоить ток, чтобы получить общее значение для всей цепи, которое составляет 2 мА.
• Теперь, что происходит с нашим сопротивлением в два ампера? Мы можем использовать закон Ома, чтобы выяснить это с R = V / I, что дает R = 10 В / 2 мА = 5 кОм. Поскольку мы удвоили ток, наши первоначальные резисторы на 10 кОм теперь создают только половину сопротивления!

Да, все это сводит с ума, не так ли? Это просто один из законов Вселенной.

Как на самом деле работают ваши рождественские огни

Так как же на самом деле работают эти твои рождественские гирлянды? Вот подсказка — они не являются ни 100% последовательностями, ни 100% параллельными, они оба! Эти умные инженеры-эльфы решили, что самый эффективный способ заставить ваши рождественские гирлянды работать — это соединить несколько рядов гирлянд параллельно. Посмотрите на изображение ниже, чтобы понять, что мы имеем в виду:

Многие современные рождественские гирлянды соединены последовательно/параллельно.(Источник изображения)

Вот почему этот последовательный/параллельный гибрид хорош: если вы выдернете один свет, выключится только одна его часть, а не все. Это связано с тем, что вы затронули только одну из последовательных цепей в большей параллельной цепи. Но почему эльфы-инженеры просто не сделали все лампочки параллельными? Для этого потребуется тонна проводов, и Санта должен следить за своими производственными затратами, как и мы!

Но подождите, вы, наверное, помните тот год, когда у вас перегорела лампочка, но остальные продолжали работать, что там произошло? Вы можете поблагодарить этот маленький волшебный трюк за то, что называется шунтом .Это маленькое устройство позволяет току продолжать движение по цепи даже после того, как лампочка погаснет. Как же так? Давайте подробнее рассмотрим одну из ваших рождественских гирлянд ниже:

.

Шунтирующий провод обеспечивает подачу электроэнергии даже после того, как погаснет свет. (Источник изображения)

Видите тот провод, который обмотан вокруг нижней части фонаря? Это шунт, и на нем есть покрытие, которое предотвращает протекание через него электричества, пока свет работает правильно.Но когда провод в верхней части перегорает, повышение температуры расплавляет покрытие шунтирующего провода, позволяя электричеству продолжать проходить от одной клеммы к другой, и поэтому ваши рождественские гирлянды продолжают работать!

Дар щедрости

Вот тебе подарок на год! Теперь у вас есть новые знания о разнице между цепями, соединенными последовательно и параллельно, и о том, как они работают вместе, чтобы ваши рождественские гирлянды сияли ярко.

Цепи, соединенные последовательно, проще всего понять, поскольку ток течет в одном непрерывном плавном направлении.И чем больше работы у вас будет последовательная цепь, тем больше будет уменьшаться ваш ток. Параллельные схемы немного сложнее, позволяя соединять несколько цепей, работая по отдельности как часть более крупной цепи. Из-за этой интересной связи, когда вы увеличиваете сопротивление в параллельной цепи, вы также увеличиваете ток!

Если у вас все еще есть проблемы с пониманием всего этого, то вот отличное видео от Bozeman Science, которое облегчает понимание:

И если вы все еще теряетесь, то, возможно, вы исчерпали свой лимит яичного гоголя.Готовы разработать свои собственные схемы сегодня? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно!

Подробное руководство по сборке схем

Схема светодиодных ламп

— это технология освещения, которая быстро заменяет лампы накаливания и люминесцентные лампы благодаря их высокой эффективности излучения энергии. В настоящее время вы можете приобрести светодиодную лампу с эффективностью 250 люмен на ватт (Лм/Вт). Кроме того, длительный срок службы светодиодов по сравнению с любыми лампами накаливания делает их в 50 раз более эффективными для освещения.

В частности, светодиодные лампы используют схему драйвера светодиодов для управления своей работой. Однако в этом случае мы протестировали множество светодиодов последовательно и построили простую схему светодиодной лампы с эффектами, аналогичными схеме драйвера светодиода. Мы не только обнаружили, что светодиодные лампы имеют высокую энергоэффективность, но нам также удалось сделать светодиод с меньшей мощностью.

Мы поэтапно проведем вас через весь процесс с помощью приведенных ниже рекомендаций. Но сначала давайте разберемся с основами светодиодных ламп.

 

Что такое светодиодная лампа?

 

Светодиодная лампа, иногда называемая светодиодной лампой, представляет собой электронный компонент освещения, в котором используются светоизлучающие диоды (отсюда и название светодиоды).

Другими словами, мы рассматриваем его как тип диода, который можно использовать в качестве оптоэлектронного устройства, обеспечивающего проводимость при прямом смещении. Кроме того, он излучает энергию электрического освещения в виде видимых полос электромагнитного спектра.Таким образом, мы в конечном итоге видим видимый свет, который излучается мощными светодиодными лампами. С точки зрения применения для некоторых маломощных индикаторных светодиодов предпочтительнее простые схемы.

Обратная сторона чрезмерного воздействия светодиодного света, особенно синего света, может увеличить нагрузку на глаза и вызвать проблемы со здоровьем, такие как дегенерация желтого пятна. Таким образом, более эффективное регулирование времени, затрачиваемого на гаджеты, такие как телефоны и ноутбуки, может оказать большую помощь.

Мы можем разработать драйверы светодиодов двумя способами;

1. С помощью трансформаторного линейного регулятора или
2. С помощью обычного трансформатора или импульсного блока питания.

 

Почему мы используем светодиодные лампы?

 

• Вы можете использовать светодиодный ток в нескольких электронных компонентах, в том числе в осветительных и осветительных приборах.
• Более того, некоторые типы светодиодных ламп имеют высокий КПД при потреблении энергии, имеют небольшие размеры и обеспечивают лучшее освещение. Конкретным примером являются светодиоды белого света, которые набирают популярность благодаря упомянутым характеристикам.
• Кроме того, здесь легко построить схему, если вы планируете сделать ее самостоятельно.Готовое изделие будет долговечным и надежным.

 

(используется белый светодиод).

 

Продолжая читать статью, мы узнаем, как сделать простую схему светодиодной лампы высокой яркости с иллюстрацией схемы. Когда мы используем здесь лампочку, мы подразумеваем, что фитинги и форма единицы аналогичны лампочке накаливания. Тем не менее, корпус лампочки состоит только из отдельных светодиодов, когда мы укладываем его рядами, а затем устанавливаем в цилиндрический корпус.

 

(лампы накаливания)

 

Цилиндрический корпус обеспечивает равномерное и правильное распределение света лампы под углом 360°. Таким образом, все помещение имеет равномерную световую освещенность.

 

Как работает схема светодиодной лампы?

 

Схема схемы из 40 светодиодных лампочек своими руками.

 

На приведенной выше схеме показана схема работы цепи светодиодной лампы.Более подробно, вот как будет работать схема светодиодной лампы.

 

(детали светодиодной лампы крупным планом)

 

1. Во-первых, на схеме показан один длинный ряд светодиодов, которые соединены друг за другом, образуя таким образом длинную цепочку светодиодов.
2. В частности, мы использовали 40 светодиодов и соединили их последовательно. В зависимости от ваших интересов, вы можете включить 45 светодиодных ламп для входного напряжения 120 В и около 90 лампочек последовательно для уровня тока около 220 В входного напряжения.
3. Далее, вы можете получить цифры, разделив выпрямленный постоянный ток 310 (в основном от 220 переменного тока) на прямое напряжение, которое получает светодиод.
4. Практически это будет 310/3.3 = всего 93 числа. Кроме того, вход 120 В будет —      150/3,3 = 45 номеров. Обратите внимание, что увеличение количества светодиодов сверх цифр в примерах снижает риск перенапряжения при включении. Наоборот, низкое число светодиодов увеличит скачок напряжения при включении.
5. Кроме того, высоковольтный конденсатор является цепью питания светодиодных матриц.В основном вы обнаружите, что его значение реактивного сопротивления оптимизировано для понижения сильного входного тока до более низкого подходящего электрического тока для схемы светодиода.
6. Конденсатор и два резистора, расположенные на положительном полюсе питания, подавляют первоначальный скачок напряжения при включении и другие колебания напряжения. Вы можете добиться коррекции перенапряжения, введя C2 после моста, то есть R3 и R2.
7. Наконец, конденсатор поглощает все мгновенные скачки напряжения, тем самым способствуя безопасному и чистому напряжению на встроенных светодиодах предыдущего каскада схемы.

 

Как построить схему светодиодной лампы?

 

Некоторые предостережения, которые вам необходимо принять перед началом проекта:

• Во-первых, вы будете делать это своими руками, используя источник питания непосредственно от сети переменного тока 230 В. Поэтому вы должны заботиться.
• Затем убедитесь, что вы знакомы с принципами проектирования бестрансформаторного источника питания. Незнание процедуры может быть опасным.

 

Список запчастей

 

Внутренние светодиодные элементы включают в себя;

Д1—Д4 = 1N4007

C2 и C3 = 4,7 мкФ/250 В

C1 = 474/400 В или 0,5 мкФ/400 В PPC (полиэфирный конденсатор)

R1 = 1M ¼ Вт

R2 и R3 = 100 Ом 1 Вт

Все светодиоды = должны быть 5-миллиметрового типа соломенной шляпы Вход = сеть 220/120 В

Конденсатор класса Х

 

Схема печатной платы

 

(проект топологии печатной платы).

 

Радиатор; Надежный металлический радиатор способствует рассеиванию и отводу тепла, предотвращая перегрев последовательно включенных светодиодов.

Рассеиватель; Основное действие рассеивателя — обеспечить достаточное освещение даже под определенным углом.

Плата драйвера со светодиодами ; основание светодиода часто имеет алюминиевый материал. Количество светодиодов должно быть эквивалентно конструкции лампы, так как это соотношение способствует теплообмену.

Таким образом, вот как работают компоненты схемы светодиодов;

• Конденсатор C1 из полиэстера 0,47 мкФ/400 В снижает напряжение сети.
• X-Rated Capacitor представляет собой металлопленочный конденсатор, функционирующий как предохранительный конденсатор. Вы найдете его расположенным между нейтралью и линией. Должно быть перенапряжение, возникнет короткое замыкание с последующим перегоранием предохранителя. При этом количество поражений электрическим током будет ограничено.
• Затем резистор R1, разрядный резистор, истощает любой заряд, накопленный от C1, часто при отключении входа переменного тока.
• В-третьих, при включении цепи резисторы R2 и R3 ограничивают пусковой ток.
•  Диоды D1-D4 представляют собой мостовой выпрямитель, который выпрямляет сокращенное напряжение сети переменного тока до требуемого напряжения.
• Кроме того, конденсатор C2 работает как конденсатор фильтра.
• Наконец, стабилитрон D2 регулирует цепь, и теперь он может работать самостоятельно.

 

Ступеньки для сборки

 

Шаг 1: Осторожно снимите стеклянную колбу.

Шаг 2: Осторожно откройте узел.

Шаг 3: Удалите и утилизируйте всю имеющуюся электронику.

Шаг 4: Затем соберите схему на листе ламината толщиной 1 мм или на матричном ПК.

Шаг 5: Далее ножницами обрежьте ламинирующий лист.

Шаг 6: Продолжайте отмечать положение шести круглых отверстий на ламинирующем листе.

Шаг 7: Просверлите отверстия (около шести), которые подходят для светодиодов.

Шаг 8: Чтобы удерживать собранные детали светодиода на месте, используйте немного клея.

Шаг 9: После завершения замкните собранную схему.

Шаг 10: Проверьте внутреннюю проводку, чтобы убедиться, что они не соприкасаются друг с другом.

Шаг 11: Наконец, теперь вы можете проверить лампочку на 230 В переменного тока.

 

Принцип работы светодиодной лампочки

 

Часто для работы светодиодов требуется меньший ток. В стандартном регулируемом источнике питания на основе трансформатора мы используем последовательные резисторы для регулирования тока. Но в этом DIY мы используем конденсатор с рейтингом X для регулирования тока в цепи бестрансформаторного источника питания.

Реактивное сопротивление конденсатора ограничивает доступный ток цепи, поскольку конденсатор имеет последовательное соединение с источником переменного тока.

Формула для определения реактивного сопротивления конденсатора выглядит следующим образом;

X (c1) = ½ πFC Ом

F= Частота напряжения питания C= Емкость конденсатора

 

Часто задаваемые вопросы о конструкции схемы светодиодной лампы

 

• Могу ли я изготовить светодиод мощностью 25 Вт с пожизненной гарантией на срок более 20 лет?

Да, вы можете это сделать, даже если вы должны получить диод Зенера с правильным выбором и номиналом.

• Какой конденсатор подходит для рабочего тока 90мАч 230В?

C2 и C3 — известные фильтрующие конденсаторы, используемые в большинстве приложений.

• Я провел эксперимент, но мои светодиодные лампы не светятся. В чем может быть проблема, и как я могу ее решить?

Светодиодная лампа может не светиться по многим причинам. Возможно, светодиод некачественный; поэтому они могут взорваться из-за скачка электрического тока, а затем перестать светиться.Для решения проблемы можно использовать NTC или стабилитрон.

 

Заключение

 

 В заключение мы продемонстрировали, как спроектировать светодиодную лампочку и как работает схема. На практике вам может понадобиться больше ресурсов или лучший подход. Однако для экспериментальных целей этот самодельный светодиод для вас.

Не забывайте обращаться со всем с большой осторожностью, особенно зная, что вы имеете дело с сетью переменного тока 230 В. По вопросам и проблемам, свяжитесь с нами здесь.Будем рады помочь.

 

 

Решения: Батареи и лампочки

Q2: Что являются общими характеристиками всех ваших ламповых осветительных приборов. (также называемые «цепями»)?

Все схемы имеют круговой путь для движения электронов от аккумулятора через лампу и обратно к аккумулятору.

Q3: В вашем собственные слова описывают путь одиночного электрона, если ему дано достаточно время, чтобы пройти через вашу схему.

Отдельный электрон, по прошествии достаточного времени, начал бы вблизи отрицательного конец батареи. Оттуда он будет извиваться вдоль провода в относительно неторопливым шагом, пока не добрался до лампочки. Там, он столкнулся бы с атомами нити, отдав часть своей энергию (потенциал) атомам, которые затем излучают эту энергию в виде света. Покинув колбу, электрон снова будет медленно двигаться к положительный конец батареи, следуя случайным путем вдоль провода пока он не достиг батареи, и последний его потенциал не был исчерпан.

Q4: В ваши собственные слова описывают электрический потенциал отдельного электрона как он полностью перемещается по вашей схеме. Какой потенциал должен электрон теряет при возвращении в исходное положение?

В начале цепи наибольший потенциал имеет электрон. Это равно напряжению батареи. Его потенциал остается почти так же, как он проходит через провод к лампочке, но там большая часть его потенциал используется для зажигания лампочки.Как только электрон достигает другой конец батареи, у него не осталось потенциала.

Q5: Использование схему и своими словами опишите, как лампа накаливания  лампочка работает.

Электроны входят в нить накала лампочки с относительно высокой кинетические энергии. Когда они проходят через нить, они сталкиваются атомы металла передают массу своей кинетической энергии металлу.