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ご存知のように、ランプの並列接続は日常生活で広く使用されています。ただし、直列回路を適用することもでき、便利です。
両方のスキームのすべてのニュアンス、組み立て中に発生する可能性のある間違いを見て、自宅での実際の実装の例を示しましょう。
最初に、直列に接続された2つの白熱電球の最も単純なアセンブリについて考えてみます。
- ソケットにねじ込まれた2つのランプ
- カートリッジから出ている2本の電源線
それらを直列に接続するには何が必要ですか？ここでは複雑なことは何もありません。各ランプからワイヤーのどちらかの端を取り、それらを一緒にねじるだけです。
残りの2つの端には、220ボルト（相とゼロ）の電圧を印加する必要があります。
そのようなスキームはどのように機能しますか？相がワイヤーに適用されると、それは1つのランプのフィラメントを通過し、ねじれを介して2番目の電球に入ります。そして、ゼロを満たします。
なぜこのような単純な接続がアパートや家で実際に使用されないのですか？これは、この場合のランプが全熱未満で燃焼するという事実によって説明されます。
この場合、応力はそれら全体に均等に分散されます。たとえば、これらが220ボルトの動作電圧を持つ100ワットの通常の電球である場合、それらのそれぞれはプラスマイナス110ボルトになります。
したがって、それらは元の力の半分未満しか輝きません。
大まかに言えば、2つの100Wランプを並列に接続すると、200Wランプになります。また、同じ回路が直列に組み立てられている場合、ランプの総電力は、1つの電球の電力よりもはるかに少なくなります。
計算式に基づいて、2つの電球がすべてに等しいパワーで輝くことがわかります：P = I * U = 69.6W
それらが異なる場合、たとえば、一方が60Wで、もう一方が40Wであるとすると、それらの電圧は異なる方法で分配されます。
これらのスキームの実装において、これは実際的な意味で何を私たちに与えますか？
ランプはより良く、より明るく燃え、フィラメントはより多くの抵抗を持ちます。
たとえば、電力が根本的に異なる電球（25Wと200W）を取り上げ、直列に接続します。
それらのどれがほぼ完全な強度で光りますか？ P=25Wのもの。
ランプの変圧器電力の計算と接続図
現在、さまざまな変圧器が販売されているため、必要な電力を選択するための特定の規則があります。変圧器を強力にしすぎないでください。ほとんどアイドル状態で実行されます。電力が不足すると、デバイスが過熱してさらに故障する可能性があります。
変圧器の電力は自分で計算できます。問題はかなり数学的なものであり、すべての初心者の電気技師の力の範囲内です。たとえば、電圧が12 V、電力が20ワットの8つのスポットハロゲンを取り付ける必要があります。この場合の総電力は160ワットになります。約10％のマージンを取り、200ワットの電力を取得します。
スキームNo.1は次のようになります。ライン220にはシングルギャングスイッチがあり、オレンジとブルーのワイヤは変圧器の入力（一次端子）に接続されています。
12ボルトのラインでは、すべてのランプが変圧器に接続されています（2次端子に）。接続する銅線の断面積は必ず同じである必要があります。そうでない場合、電球の明るさが異なります。
別の条件：変圧器をハロゲンランプに接続するワイヤーは、少なくとも1.5メートル、できれば3本の長さである必要があります。短くしすぎると、熱くなり始め、電球の明るさが低下します。
スキームNo.2-ハロゲンランプを接続するため。ここでは、別の方法でそれを行うことができます。たとえば、6つのランプを2つの部分に分割します。それぞれに、降圧トランスを取り付けます。この選択の正しさは、電源装置の1つが故障した場合でも、フィクスチャの2番目の部分が引き続き機能するという事実によるものです。 1つのグループの電力は105ワットです。安全率が小さいので、150ワットの変圧器を2つ購入する必要があります。
アドバイス！各降圧変圧器に独自のワイヤで電力を供給し、ジャンクションボックスに接続します。接続を空けておきます。
降圧装置の選択規則
のための変圧器の選択 ハロゲン光源 タイプ、考慮すべき多くの要因があります。デバイスの出力電圧と定格電力という2つの最も重要な特性から始める価値があります。 1つ目は、デバイスに接続されているランプの動作電圧に厳密に対応している必要があります。 2つ目は、変圧器が動作する光源の総電力を決定します。
変圧器のケースには常にマーキングがあり、デバイスに関する完全な情報を取得できることを調査しました
必要な定格電力を正確に決定するには、簡単な計算を行うことが望ましいです。これを行うには、降圧デバイスに接続されるすべての光源の電力を合計する必要があります。得られた値に、デバイスの正しい動作に必要な「マージン」の20％を追加します。
具体的な例で説明しましょう。居間を照らすために、ハロゲンランプを3グループずつ設置する予定です。これらは、電圧が12 V、電力が30ワットのポイントデバイスです。グループごとに3つの変圧器が必要になります。正しいものを選びましょう。定格電力の計算から始めましょう。
計算すると、グループの総電力は210ワットであることがわかります。必要なマージンを考慮すると、241ワットになります。したがって、各グループには、出力電圧が12 V、デバイスの定格電力が240Wの変圧器が必要です。
これらの特性には、電磁装置とパルス装置の両方が適しています。
後者の選択をやめるには、定格電力に特別な注意を払う必要があります。2桁で表示する必要があります。
1つ目は、最小動作電力を示します。ランプの総電力はこの値より大きくなければならないことを知っておく必要があります。そうでない場合、デバイスは機能しません。
そして、権力の選択に関する専門家からの小さなメモ。彼らは、技術文書に示されている変圧器の電力が最大であると警告しています。つまり、通常の状態では、25〜30％少なくなります。したがって、いわゆる「予備」の電力が必要です。デバイスをその機能の限界で動作させると、長くは続かないからです。
ハロゲンランプを長期間使用するには、降圧トランスの電力を正しく選択することが非常に重要です。同時に、デバイスがその機能の限界で動作しないように、ある程度の「マージン」が必要です。もう1つの重要なニュアンスは、選択したトランスの寸法とその位置に関するものです。
デバイスが強力であるほど、デバイスは大きくなります。これは特に電磁ユニットに当てはまります。設置に適した場所をすぐに見つけることをお勧めします。複数の器具がある場合、ユーザーはそれらをグループに分割し、それぞれに個別の変圧器を設置することを好むことがよくあります
もう1つの重要なニュアンスは、選択したトランスのサイズとその位置に関するものです。デバイスが強力であるほど、デバイスは大きくなります。これは特に電磁ユニットに当てはまります。設置に適した場所をすぐに見つけることをお勧めします。複数の器具がある場合、ユーザーはそれらをグループに分割し、それぞれに個別の変圧器を設置することを好むことがよくあります。
これは非常に簡単に説明されています。まず、降圧装置に障害が発生した場合、残りの照明グループは正常に機能します。第二に、そのようなグループに設置された各変圧器は、すべてのランプに供給する必要がある合計よりも少ない電力を持ちます。したがって、そのコストは著しく低くなります。
変圧器とは
変圧器は、電磁式または電子式のデバイスです。それらは、動作原理および他のいくつかの特性が多少異なります。電磁オプションは、標準の主電源電圧のパラメータをハロゲンの動作に適した特性に変更し、電子機器は、指定された作業に加えて、電流変換も実行します。
トロイダル電磁装置
最も単純なトロイダルトランスは、2つの巻線と1つのコアで構成されています。後者は磁気回路とも呼ばれます。それは強磁性体、通常は鋼でできています。巻線はロッドに配置されます。一次エネルギーはエネルギー源に接続され、二次エネルギーはそれぞれ消費者に接続されます。二次巻線と一次巻線の間に電気的接続はありません。
低コストで動作の信頼性があるにもかかわらず、ハロゲンランプを接続するときにトロイダル電磁変圧器が今日使用されることはめったにありません。
したがって、それらの間の電力は電磁的にのみ伝達されます。巻線間の誘導結合を高めるために、磁気回路が使用されます。第1巻線に接続された端子に交流電流を流すと、コア内に交流磁束が発生します。後者は両方の巻線と連動し、それらに起電力またはEMFを誘導します。
その影響下で、一次側とは異なる電圧で二次側巻線に交流が発生します。巻数に応じて、トランスのタイプ（ステップアップまたはステップダウン）と変換比が設定されます。ハロゲンランプの場合、常に降圧装置のみが使用されます。
巻線装置の利点は次のとおりです。
- 仕事の信頼性が高い。
- 接続のしやすさ。
- 低価格。
ただし、トロイダルトランスは現代で見つけることができます ハロゲンランプ付き回路 十分にまれです。これは、設計上の特徴により、このようなデバイスの寸法と重量が非常に優れているためです。そのため、家具や天井の照明などを配置する際に、それらを偽装することは困難です。
おそらく、トロイダル電磁変圧器の主な欠点は、その巨大さと重要な寸法です。隠しインストールが必要な場合、それらを偽装することは非常に困難です。
また、このタイプのデバイスの欠点には、動作中の加熱や、ハロゲンの寿命に悪影響を与える可能性のあるネットワーク内の電圧降下に対する感度が含まれます。さらに、巻線トランスは動作中にブーンという音を立てる可能性がありますが、これは常に許容できるとは限りません。したがって、デバイスは主に非住宅施設または工業用建物で使用されます。
パルスまたは電子機器
トランスは、磁気コアまたはコアと2つの巻線で構成されています。コアの形状と巻線の配置方法に応じて、ロッド、トロイダル、装甲、装甲ロッドの4種類のデバイスが区別されます。二次巻線と一次巻線の巻数も異なる場合があります。それらの比率を変えることにより、降圧装置と昇圧装置が得られます。
パルストランスの設計には、コア付きの巻線だけでなく、電子充填もあります。このおかげで、過熱、ソフトスタートなどに対する保護システムを統合することが可能です
パルス型トランスの動作原理は多少異なります。短い単極パルスが一次巻線に印加されるため、コアは常に磁化状態になります。一次巻線のパルスは、短期の方形波信号として特徴付けられます。それらは同じ特性降下でインダクタンスを生成します。
次に、それらは二次コイルにインパルスを生成します。この機能は、電子変圧器に多くの利点をもたらします。
- 軽量でコンパクト。
- 高レベルの効率。
- 追加の保護を構築する可能性。
- 拡張された動作電圧範囲。
- 動作中の熱やノイズはありません。
- 出力電圧を調整する機能。
欠点の中で、規制された最小負荷とかなり高い価格に注目する価値があります。後者は、そのようなデバイスの製造プロセスにおける特定の困難に関連しています。
運転者
変圧器ユニットの代わりにドライバーを使用するのは、現代の照明器具の不可欠な要素としてのLEDの動作の特殊性によるものです。重要なのは、LEDは非線形負荷であり、その電気的パラメータは動作条件に応じて変化するということです。
米。 3.LEDのボルトアンペア特性
ご覧のとおり、わずかな電圧変動があっても、電流強度に大きな変化が生じます。特にそのような違いは強力なLEDによって感じられます。また、ワークには温度依存性があるため、エレメントを加熱すると電圧降下が小さくなり、電流が大きくなります。この動作モードは、LEDの動作に非常に悪影響を及ぼします。そのため、LEDの故障が早くなります。ドライバが使用されている主電源整流器から直接接続することはできません。
LEDドライバの特徴は、入力に印加される電圧のサイズに関係なく、出力フィルタから同じ電流を生成することです。構造的にモダン LEDを接続するためのドライバー トランジスタとトランジスタの両方で実行できます マイクロチップベース。 2番目のオプションは、ドライバーの特性が向上し、操作パラメーターの制御が容易になるため、ますます人気が高まっています。
以下は、ドライバー操作スキームの例です。
米。 4.ドライバ回路の例
ここでは、可変値が主電源電圧整流器VDS1の入力に供給され、次にドライバの整流された電圧が平滑コンデンサC1とハーフアームR1-R2を介してBP9022チップに送信されます。後者は一連のPWMパルスを生成し、それをトランスを介して出力整流器D2と出力パラメータR3-C3に送信します。これらは出力パラメータを安定させるために使用されます。マイクロ回路の電源回路に追加の抵抗が導入されているため、このようなドライバーは出力電力を調整し、光線の強度を制御できます。
デバイスと動作原理
変圧器の電子モデルと電磁モデルは、設計と動作原理の両方が異なるため、別々に検討する必要があります。
変圧器は電磁式です。
すでに述べたように、この設計の基本は、一次巻線と二次巻線が巻かれた電磁鋼製のトロイダルコアです。巻線間に電気的接触はなく、巻線間の接続は電磁界によって行われ、その作用は電磁誘導の現象によるものです。降圧電磁変圧器の図を次の図に示します。ここで、
- 一次巻線は220ボルトのネットワーク（図のU1）に接続され、電流「i1」が流れます。
- 一次巻線に電圧が印加されると、コアに起電力（EMF）が形成されます。
- EMFは、2次巻線（図のU2）に電位差を生じさせ、その結果、負荷が接続された電流「i2」（図のZn）が存在します。
トロイダルトランスの電子回路図
二次巻線の指定された電圧値は、デバイスのコアに特定の巻数のワイヤを巻くことによって作成されます。
変圧器は電子式です。
このようなモデルの設計は、電圧変換が実行される電子部品の存在を提供します。下の図では、電気ネットワークの電圧がデバイスの入力（INPUT）に印加され、その後、デバイスの電子コンポーネントが動作するダイオードブリッジによって定数に変換されます。
制御トランスはフェライトリング（巻線I、II、III）に巻かれ、トランジスタの動作を制御し、変換された電圧をデバイスの出力に出力する出力トランスとの通信を提供するのはその巻線です。 （出力）。さらに、回路には、出力電圧信号の必要な形状を提供するコンデンサが含まれています。
電子変圧器220〜12ボルトの概略図
上記の電子変圧器回路は、12ボルトの電圧で動作するハロゲンランプやその他の光源を接続するために使用できます。
助けになるヒント
ハロゲンランプを接続するときは、役立つヒントに従う必要があります。
- 多くの場合、固定具は非標準のワイヤーマーキングで製造されます。これは、フェーズとゼロを接続するときに考慮されます。間違った接続は問題を引き起こします。
- 調光スイッチを介して器具を取り付ける場合は、特殊なLEDランプも使用する必要があります。
- 配線は接地する必要があります。
- 出力線は2メートルを超えてはなりません。そうしないと、電流が失われ、ランプが非常に暗くなります。
- 変圧器は過熱してはいけません。これは、照明装置自体から20センチメートル以内に設置されているためです。
- 変圧器が小さな空洞に配置されている場合、負荷を75％に減らす必要があります。
- スポットライトの取り付けは、完全な表面仕上げの後に行われます。
- ハロゲンスポットライトの設置は、設置規則に従って独立して行うことができます。
- ランプが正方形の場合、最初に王冠で円を切り取り、次に角を切り取ります（プラスチックの場合、石膏ボードの仮天井）。
- 浴室に設置する場合は、12Vの変圧器を使用する必要があります。このような電圧は人に害を及ぼすことはありません。
ビデオの説明をご覧になることをお勧めします。
降圧変圧器の接続図
220〜12ボルトの変圧器を接続する方法は多くの人にとって興味深いものです。すべてが簡単に行われます。接続ポイントでマーキングするアクションのアルゴリズムを提案します。民生用デバイスの接点線を備えた接続パネルの出力端子は、ラテン文字でマークされています。中性線が接続されている端子にはNまたは0の記号が付いています。電力フェーズにはLまたは220の記号が付いています。出力端子には12または110の番号が付いています。端子を混同して質問に答えることはできません。降圧変圧器220を実際の動作に接続する方法について説明します。
端子の工場マーキングは、そのようなアクションに精通していない人による安全な接続を保証します。輸入された変圧器は国内認証管理に合格しており、運転中に危険を及ぼすことはありません。上記の原理に従って、製品を12ボルトに接続します。
これで、工場で製造された降圧トランスがどのように接続されているかが明確になりました。自家製のデバイスを決めるのはもっと難しいです。デバイスのインストール中に、端末にマークを付けるのを忘れると、問題が発生します
エラーなしで接続するには、ワイヤの太さを視覚的に判断する方法を学ぶことが重要です。一次コイルは、エンドアクション巻線よりも小さいセクションのワイヤでできています
接続方式は単純です。
ステップアップ電圧を得ることができる規則を学ぶ必要があります、デバイスは逆の順序で接続されます（ミラーバージョン）。
降圧トランスの動作原理はわかりやすいです。両方のコイルの電子レベルでの結合は、両方のコイルとの接触を生み出す磁束効果と、より少ない巻数の巻線で発生する電子磁束との差として推定されるべきであることが経験的および理論的に確立されています。 。端子コイルを接続することにより、回路に電流が流れていることがわかります。つまり、彼らは電気を受け取ります。
そして、ここに電気的な衝突があります。発電機から一次コイルに供給されるエネルギーは、作成された回路に向けられたエネルギーに等しいと計算されます。そしてこれは、巻線間に金属のガルバニック接触がない場合に発生します。エネルギーは、さまざまな特性を持つ強力な磁束を生成することによって伝達されます。
電気工学には「散逸」という用語があります。ルートに沿った磁束は電力を失います。そして、それは悪いことです。変圧器装置の設計機能は状況を修正します。作成された金属磁気経路の設計では、回路に沿って磁束を分散させることはできません。その結果、最初のコイルの磁束は2番目のコイルの値に等しいか、ほぼ等しくなります。
それらがどのように機能するか
構造的には、フィラメントを備えたすべての照明要素は同じであり、ベース、フィラメントを備えたフィラメント本体、およびガラス球で構成されています。しかし、ハロゲンランプはヨウ素や臭素の含有量が異なります。
それらの機能は次のとおりです。フィラメントを構成するタングステン原子が放出され、ハロゲン（ヨウ素または臭素）と反応して（これにより、フラスコの壁の内側にそれらが堆積するのを防ぎます）、光の流れを作り出します。ガスを充填すると、ガス源の寿命が大幅に延びます。
次に、プロセスの逆の展開が発生します。高温により、新しい化合物が構成要素に分解されます。タングステンはフィラメントの表面またはその近くに放出されます。
この動作原理により、光束がより強くなり、ハロゲンランプの寿命が長くなります（12ボルト以上-問題ありません。すべてのタイプに当てはまります）。
バラストの目的
昼光ランプの必須の電気的特性：
- 消費電流。
- 始動電圧。
- 現在の周波数。
- 現在の波高比。
- 照明レベル。
インダクタは、グロー放電を開始するための高い初期電圧を提供し、次に電流をすばやく制限して、目的の電圧レベルを安全に維持します。
バラストトランスの主な機能を以下に説明します。
安全性
バラストは電極のAC電力を調整します。インダクタに交流電流が流れると電圧が上昇します。同時に、電流強度が制限され、蛍光灯の破壊につながる短絡を防ぎます。
陰極加熱
ランプが機能するためには、高電圧サージが必要です：電極間のギャップが壊れて、アークが点灯します。ランプの温度が低いほど、必要な電圧は高くなります。電圧は、アルゴンに電流を「押し込み」ます。しかし、ガスには抵抗があり、それが高いほど、ガスは冷たくなります。したがって、可能な限り低い温度でより高い電圧を生成する必要があります。
これを行うには、次の2つのスキームのいずれかを実装する必要があります。
- 1 Wの電力の小さなネオンまたはアルゴンランプを含む始動スイッチ（スターター）を使用します。スターターのバイメタルストリップを加熱し、ガス放電の開始を容易にします。
- 電流が流れるタングステン電極。この場合、電極は加熱され、チューブ内のガスをイオン化します。
高レベルの電圧を確保する
回路が遮断されると、磁場が遮断され、 高電圧パルス ランプを介して送信され、放電が励起されます。次の高電圧生成スキームが使用されます。
- 予熱。この場合、電極は放電が開始されるまで加熱されます。スタートスイッチが閉じ、各電極に電流が流れます。スタータースイッチは急速に冷却され、スイッチが開き、アーク管の供給電圧が開始され、放電が発生します。動作中、補助電源は電極に供給されません。
- クイックスタート。電極は絶えず加熱されるため、バラストトランスには電極に低電圧を供給する2つの特別な二次巻線が含まれています。
- インスタントスタート。作業を開始する前に電極が熱くなることはありません。インスタントスターターの場合、変圧器は比較的高い始動電圧を提供します。結果として、放電は「冷たい」電極間で容易に励起されます。
現在の制限
これが必要になるのは、電流が増加したときに負荷（アーク放電など）が端子での電圧降下を伴う場合です。
プロセスの安定化
蛍光灯には2つの要件があります。
- 光源を始動するには、水銀蒸気にアークを発生させるために高電圧ジャンプが必要です。
- ランプが始動すると、ガスの抵抗が減少します。
これらの要件は、ソースの電力によって異なります。
