Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зачем светодиодному светильнику заземление

Зачем светодиодному светильнику заземление

А знаете ли вы, что значительная часть светодиодных светильников подключается к электрической сети тремя проводами? Насчет двух из них – фазного и нулевого проводов – у большинства людей сомнений не возникает: не подключишь – работать не будет. А вот с заземлением до сих пор связано множество мифов и странных идей. Причём встретить здесь можно диаметрально противоположные мнения: «с заземлением будет только хуже» и «без заземления вас непременно убьёт током… когда-нибудь». Поэтому призовём на помощь здравый смысл, возьмём нормативные документы и попробуем разобраться – нужно ли заземлять светодиодные светильники, и как это правильно делать.

Что такое заземление и зачем оно нужно

Согласно п. 1.7.28 Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ), заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Заземление разделятся на защитное – выполняемое в целях электробезопасности, и рабочее (функциональное) – выполняемое для обеспечения работы электроустановки. С рабочим заземлением большинство из нас сталкивается редко. Оно используется в сетях электроснабжения – на электростанциях, трансформаторных подстанциях и т.п. А вот защитное заземление мы встречаем повсеместно. К нему относится и третий контакт в современных розетках «европейского» образца, и тот самый третий провод при подключении светодиодных светильников. Получается, чтобы светить прибору достаточно фазы и нуля, но, чтобы оставаться при этом безопасным, нужен и заземляющий проводник.

Трёхпроводной кабель для подключения светильника

Трёхпроводной кабель для подключения светильника

ПУЭ определяет два основных класса систем организации электроустановок – с заземлённой и изолированной нейтралью, разделённых на 3 основных системы: TN, IT и TT. TN в свою очередь в зависимости от реализации, разделяется на TN-C, TN-S и TN-C-S. Описание их выходит за рамки данной статьи, интересующиеся могут посмотреть Википедию. Для нас сейчас важно то, что любая из них предусматривает наличие на стороне потребителя защитного заземления. Получается, что возможность заземлить светильник есть всегда. Давайте разбираться, когда это нужно, а когда нет. И это подводит нас к понятию классов защиты от поражения электрическим током.

Классы защиты от поражения электрическим током

Согласно разделу 7 ГОСТ IEC 61140-2012 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения безопасности установок и оборудования», защиту от поражения электрическим током обеспечивают посредством конструктивных мер, применяемых к электрооборудованию и устройствам, совместно со способами их установки. В зависимости от способа обеспечения защиты, приборы классифицируются по классам от 0 до III. Рассмотрим их подробнее – в применении конкретно к светильникам как описано в ГОСТ Р МЭК 60598-1-2011 «Светильники. Часть 1. Общие требования и методы испытаний». Но сначала ещё несколько определений:

Изоляция токоведущих деталей, обеспечивающая основную защиту от поражения электрическим током. Т.е. это изоляция самих проводников, по которым протекает электрический ток.

Самостоятельная изоляция, предназначенная для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения основной изоляции. В качестве неё может выступать, например, прочный корпус, полностью выполненный из изоляционного материала, который закрывает практически все металлические детали.

Изоляция, состоящая из основной и дополнительной.

Единая система изоляции токоведущих деталей, обеспечивающая защиту от поражения электрическим током, эквивалентную двойной изоляции. Может состоять из нескольких слоёв, которые, однако, не рассматриваются отдельно друг от друга.

Светильник класса защиты 0 (применяется только для обычных светильников)

В данном светильнике защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией. Присоединение доступных для прикосновения токопроводящих деталей, если они имеются, к защитному заземляющему проводу стационарной проводки не предусмотрено. Функцию защиты при повреждении основной изоляции выполняет внешняя оболочка.

Т.е. если внутри светильника по каким-либо причинам окажется повреждена изоляция провода, находящегося под напряжением (например, вследствие старения, механического повреждения и т.п.), то безопасным он останется только благодаря внешней оболочке.

Настольная лампа

Настольная лампа — пример электроприбора с классом защиты 0

Пример светильника с классом защиты 0 – это обычная настольная лампа, включаемая в розетку двухконтактной вилкой. Никакого дополнительного заземления у неё не предусмотрено, а вся защита от поражения током включает корпус из изоляционного материала (пластика, например) или металла, отделённого от напряжения изоляцией самих проводов.

Кстати, в нашем каталоге светильники с классом защиты 0 отсутствуют.

Светильник класса защиты I

Светильник, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается не только основной изоляцией, но и путём присоединения доступных для прикосновения проводящих деталей к защитному (заземлённому) проводу стационарной проводки таким образом, чтобы доступные для прикосновения детали не могли стать токоведущими даже в случае повреждения основной изоляции. Причём проводящими деталями будут считаться не только участки металла без покрытия, но и окрашенные части. И если сразу после выхода с конвейера красочный слой и обладает изоляционными свойствами, то далеко не факт, что он останется таким уже через месяц после начала эксплуатации.

LEDeffect КЕДР ССП 50

Подвесной промышленный светильник с классом защиты I

Большинство промышленных, уличных, взрывозащищённых светильников, да и любых других приборов в металлических корпусах (за исключением низковольтных), относятся как раз к I классу защиты. Наш каталог – не исключение, большая часть приборов как раз из этой категории.

Светильник класса защиты II

Светильник, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается не только основной изоляцией, но и путём применения двойной или усиленной изоляции и который не имеет устройства для защитного заземления или специальных средств защиты в электрической установке.

К данному типу относятся многие офисные светильники в пластиковых корпусах, которые сами по себе являются изоляторами для тока. Могут встречаться и металлические решения – при условии использования двойной изоляции.

LEDEL L-office 32/55 EM Premium/32 Premium

Светильник класса защиты II — обратите внимание на двухпроводное подключение

Как правило, светильники класса защиты II контакта заземления не имеют. Бывают и исключения, но в таких случаях заземление не предназначено для защиты самого прибора, а служит каким-то иным целям. Например, чтобы обеспечить непрерывность заземляющего проводника при подключении светильников шлейфом.

Светильник класса защиты III

Светильник, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается применением безопасного сверхнизкого напряжения (БСНН). БСНН подразумевает напряжение не более 50 вольт переменного тока или 120 вольт постоянного тока, причём сама цепь должна быть изолирована от основной сети питания с помощью безопасного разделительного трансформатора или его эквивалента.

Читайте так же:
Почему при выключении выключателя лампочка моргает

Здесь всё понятно из названия – к таким светильникам относятся низковольтные модели светодиодных светильников. Хотя и не все – некоторые такие приборы производители относят к классу I. Светильники III класса не предусматривают использование заземления, и вся их защита состоит в низком напряжении, которое более безопасно само по себе.

Как заземлить светильник

Итоги предыдущего раздела:

  • Светильники классов защиты 0 и III не используют заземление;
  • Светильники класса защиты I должны подключаться к защитному заземлению для исключения поражения электрическим током;
  • Светильники класса защиты II могут использовать (редко, и к тому же не для обеспечения собственной защиты), а могут и не использовать (значительно чаще) заземление.

Теперь, когда появилась ясность, кого подключать, а кого нет – остановимся подробнее на подключении светильников класса I к заземлению. Если прибор подключается к электрической сети посредством кабеля, то, как правило, провод или клемма для подключения уже имеют заземляющую жилу или контакт и достаточно просто соединить их с соответствующими проводниками подводного кабеля.

Гермоввод и терминал заземления на светодиодном светильнике

Гермоввод и терминал заземления на светодиодном светильнике

В некоторых случаях светильники имеют дополнительные контакты для подключения заземления на корпусе – обычно это специальные винтовые терминалы, обозначенные буквами PE или значками заземления. В отдельных случаях, когда прибор состоит из нескольких соединённых между собой частей (например, кронштейны у некоторых консольных светильников), все эти части также соединяются между собой проводниками для уравнивания потенциала и затем все вместе – к заземлению.

Обратите внимание, что безопасность светильника даже при подключенном заземлении обеспечивается только при правильной его установке, поэтому следуйте в этом вопросе инструкциям производителя.

Что делать, если заземления нет?

В целях экономии к светильникам зачастую подводят двухпроводные кабели, не имеющие защитного проводника вовсе, или трёхпроводные, где он используется для группового включения. Особенно часто такая ситуация встречается в старых домах. Все современные жилые и общественные здания строятся с учётом требований, приведённых в главе 7.1 ПУЭ, пункт 7.1.36 которой явно указывает на необходимость использования как минимум трёхпроводных кабелей:

7.1.36. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники).

Ну а если заземления всё-таки нет, то для жилых и общественных зданий в подавляющем большинстве случаев вполне допустимо использовать светильники, которые к заземлению не подключаются, о чём указано в пункте 7.1.70 ПУЭ:

7.1.70. В помещениях без повышенной опасности допускается применение подвесных светильников, не оснащенных зажимами для подключения защитных проводников, при условии, что крюк для их подвески изолирован. Требования данного пункта не отменяют требований п. 7.1.36 и не являются основанием для выполнения электропроводок двухпроводными.

То есть если заземления нет, то в таких помещениях нужно использовать светильник, которому оно и не требуется, что не будет противоречить ПУЭ.

Чем грозит отсутствие или неправильное выполнение заземления

Есть мнение, что значительная часть правил в государственных стандартах избыточны. В ряде случаев с таким утверждением можно согласиться. Как правило, оправданные послабления требуют колоссального опыта и досконального знания используемого оборудования. А это в нынешнюю эпоху разнообразия далеко не всегда возможно. К тому же, последствия несоблюдения правил, оказываются весьма плачевными – как в таких случаях принято говорить: «написаны кровью». И возникает резонный вопрос – а стоит ли рисковать, если можно просто следовать ПУЭ и ГОСТам? Каждый мастер принимает решение самостоятельно. Но стоит придерживаться правила: профессионалы не имеют права рисковать жизнью и здоровьем других людей!

Случается, что при обучении технике безопасности при работе с электрическими установками, опытные преподаватели акцентируют внимание слушателей на том, что будет если не следовать правилам. Кстати, приводимые ими примеры действуют на будущих электриков гораздо эффективнее, чем зубрежка правил.

Что же будет, если не заземлить светодиодный светильник, который, согласно классификации, должен быть заземлён? В большинстве случаев он будет работать в штатном режиме, но при аварийной ситуации рискует стать источником повышенной опасности.

Приведём пример. В уличном светильнике со временем из-за перепадов температур и влажности происходит повреждение изоляции питающего кабеля, находящегося под напряжением. Согласно закону подлости, между корпусом прибора и повреждённым проводником образуется электрическая проводимость. Если бы прибор был заземлён, то в результате образовавшейся утечки тока цепь была бы обесточена – либо защитным автоматическим выключателем вследствие короткого замыкания, либо дифференциальным устройством защитного отключения. И дальше осталось бы только найти причину и заменить светильник.

Ну а если заземление отсутствует? Тогда корпус прибора оказывается под опасным напряжением. И если при проведении работ до него кто-то дотронется, то последствия могут быть плачевными.

Как видно из примера, само по себе заземление – это не панацея. Как и любое средство защиты, оно эффективно только в случае системного использования вместе с другими методами – теми же автоматическими выключателями. Нельзя говорить, что одно только заземление или, например, одни только УЗО обеспечат надлежащий уровень защиты. Но вкупе они позволяют сделать освещение безопасным для людей.

И последнее. Не верьте тем, кто говорит, что вместо заземления к соответствующему контакту светильника можно подключить ещё один нулевой проводник или перемычку от уже имеющегося – в данном случае это будет грубым нарушением ПУЭ и также может привести к печальным последствиям. Даже в том случае, когда для подачи электропитания в распределительные щиты используются PEN-проводники, объединяющие в себе рабочий ноль и защитное заземление, любые соединения между ними после точки разделения на два независимых проводника не допускаются. Явное указание на это также содержится в уже упоминавшемся пункте 7.1.36 ПУЭ.

Подключение светильника своими руками: практические советы, как самостоятельно повесить люстру с 2, 3, 4 и более проводами

Одним из наиболее распространенных типов освещения считается применение бра на стену в зоне сна. Свет его мягкий, а направление меняется без проблем, что очень удобно для того, кто в это время отдыхает рядом.

Читайте так же:
Определить какова мощность электрического тока в электрической лампе

Для тех, кто желает проделать его монтаж самостоятельно, актуальным является вопрос о подробной инструкции, как подключить светильник. В предлагаемом инструментальном наборе должны быть:

  • Изоляционная лента и крепежный набор;
  • Дрель (перфоратор);
  • Острый предмет, чтобы без проблем снять изоляцию;
  • Набор с отвертками, включая индикаторную;
  • Карандаш для проставления отметок;
  • Линейка для замеров.

Содержимое обзора

Порядок работы (пошаговая инструкция)

Действия проводятся следующим образом:

  • Отключается напряжение через щиток. Для тестирования при этом применяется отвертка с индикатором;
  • К стене прикладывается задняя планка светильника для того, чтобы отметить место крепления;
  • Крышка крепится шурупами (саморезами);
  • Кабель должен быть порядка двенадцати сантиметров, поэтому лишнее обрезается, а концы зачищаются. Их необходимо соединить парами, после чего провести изолирование;
  • В комплекте есть гайки, при помощи которого осуществляется крепеж;
  • Теперь надо установить лампу и закрепить абажурную часть;
  • Электричество подключается для того, чтобы проверить устройство.

Для того чтобы иметь наглядное представление о работе, стоит внимательно изучить фото как подключить светильник.

Самым надежным способом, чтобы правильно разобраться в имеющихся проводах является индикаторный. При помощи специальной отвертки или мультиметром, при наличии заземления.

Светильники точечные

Как подключать точечные светильники? Есть два способа, один из которых последовательный, а другой параллельный.

Если говорить о первом, то на практике он применяется очень редко из-за пары недостатков:

  • Все лампы не будут работать в случае, если перегорит одна, а неисправность выясняется трудоемко – надо пробовать менять по очереди все лампы подряд;
  • Чем больше ламп, тем меньше света дает каждая из них.

Такое подключение считается самым простым – все лампы (светильники) обходятся фазой поочередно. Подача нуля осуществляется на контакт №2 завершающей в цепи лампочки.

Практически такая схема хороша для подъездов, где нет необходимости в ярком освещении. Можно довольствоваться половинным.

Параллельная схема востребована в большинстве случаев, хотя провода в этом случае уходит больше. Проблем в устранении поломки не возникает, да и напряжение на всех приборах одинаковое.

Параллельно можно подсоединять приборы следующими способами:

  • Лучевым, когда на все приборы идут отдельные кабеля с двумя или тремя жилами, с учетом наличия или отсутствия заземления;
  • Шлейфным, при котором нейтраль и фаза от выключателя подключается к первому светильнику, а уже от него куски кабеля идут дальше – на второй, третий и т.д.
  • Таким образом к любому из светильников подведено четыре куска.

Светильники светодиодные

Для подключения светодиодных светильников необходимо знать, что они выпускаются с напряжением для работы в двенадцать и двести двадцать вольт. От выбора модели совершенно не зависит, каким образом подключить светильник.

  • В случае необходимости сэкономить провод, выбирается последовательный способ.
  • Тем более, что в конкретном случае нет определенных требований к освещенности помещения.
  • Только в цепь в таком случае необходимо поставить не более чем шесть лампочек, чтобы не получилась чрезмерно низкая яркость.
  • Да и это число считается оптимальным при необходимости в обнаружении дефекта.

Подключение самое простое и заключается в следующем – фазу поочередно прокладывают, начиная с первого до последнего светильника, к которому также подводится ноль от коробки распределения.

Нельзя ни в ком случае спутать провода, иначе возникнет ситуация, когда лампы всегда будут под напряжением, а это опасно.

Подключение параллельное и лучевое

Более практичным считается параллельное соединение для точечных светильников. Яркость при этом будет такая же, какую заявил производитель. Из недостатков присутствует один – большой расход провода для подсоединения.

При этом лучше всего использовать ВВГ нг -кабель два на полтора или три на полтора. Негорючий провод, в котором есть два провода или три, сечение которых по полтора миллиметра.

  • Чтобы исключить возможность возникновения пожара, не стоит экономить на качестве проводки. Шлейфная проводка предполагает тянуть кабель через выключающее устройство до от коробки распределения до каждого устройства. Подключив первую лампу, его обрезают. Также проводится остальная работа.
  • Если есть несколько зон в одном помещении, то надо сделать установку двух групп светильных устройств. Для этого используют выключатель с двумя клавишами. В этом случае удобно обеспечивать светом те зоны, где необходимо в конкретное время.
  • Для того случая предусматривается проведение кабеля от каждой клавиши отдельно для сосредоточения одной группы ламп.

Схема с лучевым подключением часто на практике применяется для того, чтобы подключить люстру. При таком методе питание прокладывается индивидуально для каждого светильника.

Вариант считается затратным, так как проводов в таком случае используется больше. Для экономии кабель тянут к центральной части помещения. В этом случае все расстояния до приборов освещения будут одинаковыми. Затем надо будет только подсоединить провода с одной жилой к фазе и нулю.

Лампы люминесцентные

Как подключать люминесцентные светильники? Схема такого включения отличается сложным исполнением. Сама лампа работает при подаче разрядов в стеклянную трубку, где содержится газ. Невидимый свет паров ртути при этом подсвечиваются за счет люминофора.

Подключение проводится двумя способами:

  • С использованием балласта электромагнитного;
  • Применяя электронный балласт.

Во втором случае частота повышенная – это главное отличие от первого. Она может начинаться от двадцати Гц, доходя до ста сорока кГц.

Такая возможность обеспечивает уменьшение показателя по мерцанию, что заметно снижает вредоносность такого рода освещения.

Как происходит подключение светодиодов

Впервые светодиоды начались использоваться в начале 60-х годов. С того времени произошло видоизменений. Светодиоды имеют массу преимуществ, таких как:

  1. Низкое потребление;
  2. Длительный срок службы;
  3. Прочность;
  4. Широкий выбор спектра света;
  5. Могут работать от низкого напряжения;
  6. Являются пожаробезопасными.

Потому как светодиодам для работы нужен только источник постоянного тока, следует производить монтаж с правильной полярностью. Когда диоды подключены неверно, функционировать они не будут. Чтобы их работа происходила правильно важно знать, как подключить светодиод.

Понимание плюса и минуса

Диод полярностьОпределяется полярность несколькими методами:

В старых моделях, в которых имеются длинные ножки, всё довольно просто. Ножка длиннее имеет полярность плюс (анод), что короче – минус (катод). Также на головке есть срез, который показывает расположение полярностей.

Читайте так же:
Обычная лампочка горит при выключенном выключателе

Если посмотреть внутрь диода, то контакт, который выглядит как флажок – это минусовой, тонкий будет плюсом.

Проверить можно посредством мультиметра. Чтобы это сделать, следует настроить его для «прозвона». С помощью щупов следует дотронуться к контактам. Когда он начнёт светиться – значит на красном контакте +, а на чёрном -.

Осуществление питания

Наиболее важным фактором при выборе питания выступают следующие значения: токовая сила и падение напряжения. Почти все они имеют расчет на токовую силу 20 миллиампер, однако, присутствуют модели, имеющие сразу 4 кристаллика, поэтому он должен быть рассчитан на силу тока в четыре раза больше. Также диод имеет свою допускаемую величину напряжения Umax, при прямом включении и Umaxобр, при обратном. Когда подаётся более высокое напряжение, происходит пробой, после чего кристаллы больше не функционируют. Есть также минимум напряжения, которого хватит для питания Umin, его хватит для работы светодиода. Эти минимальные и максимальные пределы значений называются зоной работы. В зоне работы и должна осуществляться работа светодиода. При неправильном расчете, светодиод просто перегорит.

На каждом светодиоде указывается определённое напряжение, маркировка расположена на упаковке. Важно знать, что это указано возможное падения напряжение, а не рабочее напряжение. Это нужно знать для того, чтобы высчитывать сопротивление резистора, задача которого ограничить ток. Для каждого отдельно взятого светодиода одного номинала, требуемое напряжение может отличаться. Важно для подключения следить за током, а не напряжением.

Данные источники света в своём большинстве потребляют номинальное напряжение 2 – 3 вольт. Противопоказано подключать их прямиком к 12 вольтам, без использования ограничительного резистора. Во многих случаях для экономии используют прямую схему подключения светодиода к батарейке, без использования резистора, но такой источник света прослужит очень недолго. Для сверх ярких светодиодов резисторы не используются, так как для них сделаны драйвера, которые могут ограничивать ток. Это наиболее современный вариант светодиодов.

Как рассчитать резистор

Есть формула расчета сопротивления резистора:

Величина сопротивления подразумевается R.

Напряжение питания Uпит.

Падающее напряжение Uпад.

Протекающий ток – I.

Постоянная величина коэффициента надёжности диода – 0.75.

Для примера рассмотрено подключение к 12 вольтному аккумулятору. Тогда будет:

  • Uпит – 12 вольта, что подразумевает аккумуляторное напряжение).
  • Uпад – 2.2 вольт, которым выступает напряжение для питания светодиода).
  • I – 0.01 ампер, показывает ток диода.

По данным цифрам можно произвести подсчёт по формуле, которая покажет, что получилась цифра 1.306. Так как у резисторов имеется определённый шаг, то подойдёт — 1.3 кОм.

Дальнейшей задачей будет вычисление требуемого минимума на мощность резистора. Нужно понимать точную цифру проходящего тока, потому что она может не соответствовать вышеуказанному. Вычисление можно произвести по такой формуле:

I = U / (Rрез.+ Rсвет)

Сопротивление, которым обладает диод:

Rсвет=Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,

что говорит о том, что подсчитанный фактический ток будет:

I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

Для понимания фактического падения напряжения нужно посчитать:

Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В

Далее, вычисление мощности:

P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт.

Мощность лучше брать с небольшим запасом. Сейчас будет в самый раз 0.125 Вт.

При подключении 1 светодиода к аккумулятору 12 вольт потребуется в сети резистор, который обладает сопротивлением 1.3 кОм и мощностью 0.125 Вт.

Подключение к сети 220 В

Для светодиодов, требующих ток от сети 220 В, важно знать важнейший пункт характеристики светодиода. Особенно это касается вопросов по теме, как подключить мощный светодиод. Характеристика состоит в наиболее допускаемой величине обратного напряжения. Во многих случаях оно составляет 20 В. Когда поступает сетевое питание, при обратной полярности (переменный ток) на него придёт полная амплитуда напряжения 315 В. Такое напряжение получилось потому что амплитудное напряжение почти в полтора раза выше действующего. Для работоспособности светодиодов помимо резистора, следует установить светодиод посредством последовательного подключения, который не позволит обратному напряжению пробить его.

Следующий вариант подключения от 220 В подразумевает расстановку двух диодов встречно-параллельно.

Схема 1 параллельно Схема 2 параллельно

Подобный способ, где предусмотрено использование резистора – не считается правильным подключением. При использовании резистора 24 кОм, энергия рассеивания, будет приблизительно 3 Вт. А при подключении диода последовательно, можно уменьшить её в 2 раза. На обратное напряжение светодиод должен иметь напряжение не меньшее 400 В. Когда включаются 2 встречных светодиода, есть возможность вставки двух резисторов на два вата, чтобы сопротивление на каждом получилось в 2 раза меньше.

Важно понимать, что используя резистор с большим сопротивлением, к примеру, 200 кОм, есть возможность включения и без защитного диода. Так происходит, потому что обратный ток будет довольно слабым для повреждения диода. В этом варианте будет хуже яркость, но для некоторых целей, таких как подсветка, вполне хватит.

Схема 3 конденсаторТак как сетевой ток переменный, имеется возможность включить в цепь конденсатор взамен резистора. Если сравнивать с ограничительным резистором, конденсатор не нагревается. Чтобы конденсатор мог пропускать переменный ток, сквозь него должно пройти оба полупериода сети. Так как светодиод может проводить ток лишь к одной из сторон, нужно поставить другой светодиод или диод встречно-параллельно. Это позволит пропустить второй полупериод.

Важно знать, что когда схема отключена от сети, конденсатор содержит в себе определённое напряжение, которое может равняться 315 В. Чтобы не произошел случайный удар током, следует провести установку разрядного резистора большего номинала, расположив его параллельно конденсатору. Запас мощности на конденсаторе служи для того, чтобы при обычной работе ток был незначительным и не вызывал нагрева. Чтобы обеспечить защиту от импульсных зарядных токов ставится низкоомный резистор, который будет являться предохранителем.

Схема 4 конденсатор-резистор

Мощность конденсатора должна быть от 400 В и выше. Есть варианты для цепей с переменным током напряжения, подойдут от 250 В и выше. Если требуется запустить несколько светодиодов, следует использовать последовательное соединение.

Схема 5

Когда происходит монтаж светодиодного освещения, расчёт диода должен происходить на ток, что будет не меньше, чем ток, проходящий сквозь светодиод. С обратным напряжением расчет должен быть таким, чтобы оно было не меньше, чем общее слагаемого напряжения на светодиодах. Используя данные рекомендации можно понять как правильно подключить светодиод.

Читайте так же:
Управлять лампочкой от двух выключателей

Варианты подключений от 12 В

От 12 В подключать можно несколькими способами. Источником питания 12 В может использоваться аккумулятор. В этом примере производится подключение 3-х светодиодов.

Схема 6 12 вольт

Есть вариант подключить все через свой резистор, который выполнит функцию ограничения тока.

Другим вариантом будет включение всех светодиодов параллельным подключением, устанавливая 1 резистор, что рассчитан на тройной ток. Однако минус будет в разбросе параметров со светодиодами единого типа. Соответственно светодиод, что обладает самым слабым внутренним сопротивлением, первым пропустит повышенные токи и перегорит. После чего остальные сгорят тоже потому что ток для них будет очень сильный. В итоге приходится, как и в предыдущем варианте, устанавливать для каждого светодиода резистор.

Однако имеется альтернатива этому варианту. Можно сделать соединение последовательно, используя лишь один резистор. Так ток будет проходить сквозь каждый светодиод равномерно. Важно чтобы источник питания не имел напряжение выше сумм падения на каждом светодиоде. Далее важно правильно выбрать резистор ограничивающий ток и такой монтаж светодиодной подсветки способен работать длительный срок.

Схема 7 12 вольт

Вывод и видео

Для подключения светодиодов требуется обладать минимальным уровнем теоретических знаний, а также уметь паять. Если минимальные навыки и знания как правильно подключить светодиод присутствуют, то трудностей это не вызовет. Если есть сомнения, то вопрос как подключить светодиод, лучше доверить специалистам. Наиболее простой вариант, это установка светодиодных светильников, выполнить который можно без проблем самостоятельно.

Расчет резистора для светодиода: как подобрать токоограничивающий элемент

Расчет резистора для светодиода

Компоненты электрической цепи

Расчет резистора для светодиода

Светодиод – прибор, который преобразует проходящий через него ток в световое излучение. Их используют для освещения в прожекторах и лампах, для украшения в гирляндах, в фарах авто. В статье ниже вы узнаете, как правильно подключить светодиод и чем отличаются разные виды соединений. А также, зачем для подключения нужен резистор и как рассчитать, какой резистор вам нужен.

выбор-резистора
Особенности подключения светодиода

Главная особенность подключения светодиода к блоку питания — маленькое внутреннее сопротивление. То есть, при прямом подключении к сети, сила тока будет слишком высокой и светодиод может сгореть. Подключение кристалла светодиода происходит по медным или золотым нитям. Они выдерживают небольшие скачки тока, но, когда допустимое значение сильно превышается, они перегорают, прекращая питание элемента. Поэтому для их подключения используют резистор, ограничивающий поступление тока, так, чтобы он по номиналу подходил к заявленной у диода характеристике.

Также при подключении ограничителей тока необходимо помнить про соблюдение полярности и подключать отрицательный анод к отрицательному полю, а катод к положительному.

Особенности дешёвых LED

При подборе светодиода на рынке можно найти совершенно разные цены. Чем же отличаются дорогие диоды от дешёвых?
Светодиоды за разную стоимость отличаются не только внешними особенностями, но и техническими характеристиками. У дешёвых светодиодов параметры сильно отличаются друг от друга, в то время, как у дорогих они уменьшаются плавно при изменении тока или напряжения сети. Кроме того, дешёвые аналоги могут служить недолго и свет будет более тусклым или режущим глаза. На что нужно обратить внимание при покупке светодиодной лампы и как ее установить читайте тут.

Можно ли обойтись без резисторов

Если подсоединить светодиоды без резистора, то при небольшом изменении напряжения в сети, ток, подаваемый в диод, изменится в несколько раз. Даже если вы подключили несколько диодов, и они работают без резистора, нет гарантии, что напряжение сети не поднимется выше допустимого. Поэтому, если вы не хотите, чтобы диоды сгорели, нужно либо воспользоваться резистором, ограничивающим поток тока, либо использовать драйвер.

Справка! драйвер — блок питания для светодиодов, в нём стабильно поддерживается определённый ток на выходе. Драйверы часто используют в качестве источника питания для светодиода.

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор

В некоторых случаях подключение светодиодов возможно не через драйвер, а токоограничительный резистор.

  • Если свечение нужно в качестве индикатора, где не имеет значения, насколько ярко будет гореть диод, а важен сам факт свечения.
  • Для проверки работоспособности диодов их подключают через резистор к аккумулятору с высоким напряжением, из-за которого ЛЕД элемент может сломаться. Резистор ограничивает поступающее на диод напряжение и можно проверить его работоспособность без риска поломки деталей.
  • Для определения отрицательного и положительного полей светодиода.
  • При исследовании, как будет работать новый светодиод, используют ограничительные резисторы, чтобы элемент не перегорел при тестировании.

Расчет резистора для светодиода при последовательно-параллельном соединении

Последовательно-параллельно светодиоды соединяют в осветительных приборах с высокой мощностью. Соединение универсально: используется и для постоянного, и для переменного тока.
В таком случае последовательно соединённые цепочки светодиодов соединяют параллельно.

Для успешного соединения в каждой цепочке должно быть одинаковое количество диодов.

Нагрузочный резистор должен быть выбран с учётом того, что во всех параллельных ветках будет одинаковое напряжение. Поэтому для вычисления нужно вычислить только сопротивление одного резистора в любой цепи:
R = (Un*ULED)/ ULED,
где n — число светодиодов на ветке.
Лимит по числу диодов на ветке находится по формуле: n = (U = ULED)/ULED.
После проведения необходимых расчётов можно соединить диоды гибридным способом.

Нагрузочный резистор

Плюсы гибридного соединения:

  • При выходе из строя одного диода, остальная часть схемы продолжит полноценно работать и не случится перенапряжения.
  • Для работы нужно меньше резисторов, чем в других соединениях.

Вычисление сопротивления при параллельном соединении светодиодов

Параллельное соединение используют, если суммарное соединение диодов, которых нужно подсоединить к источнику питанию, больше, чем напряжение источника. То есть, если при последовательном соединении диодов питания не хватает, и они не работают.
При параллельном соединении несколько веток с диодами параллельно соединяют, на каждой из них установлен свой резистор.

В таком случае во всем устройстве будет одинаково меняться напряжение, а проходящий ток может быть разным на каждой из веток.

Расчёты проводят для каждой отдельно взятой ветки.
Сначала нужно рассчитать сопротивление резистора по закону Ома:
U=I*R,
I — допустимый ток для прибора, значение можно взять из характеристики прибора.
Теперь нужно рассчитать мощность резистора:
P = U2/R.
Можно сократить: P=I*U.

Читайте так же:
Ток в люминисцентных лампах

Преимущества параллельного соединения:

  • Если один светодиод перегорит, то другие цепи продолжат работать;
  • Можно добавить больше светодиодов, чем при последовательном;
  • Можно использовать для двуцветного свечения лампочек. При этом цвет диодов меняется при изменении направления тока.

Если добавить импульсный модулятор к двум параллельно соединенным диодам, можно добиться широкого диапазона изменения цвета.

Недостатки:

  • Увеличение нагрузки на остальные элементы, если один перестанет работать;
  • Нужно много резисторов для соединения.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении

Диоды можно соединять последовательно в цепочку. Для этого нужно анод устройства соединить с катодом другого, и так продолжать цепочку, пока не достигнете нужного размера. Соединение происходит с помощью резистора, который ограничивает ток, поступающий на элементы, чтобы избежать их поломки.
Зная закон Ома, можно найти сопротивление включенного в схему резистора:
R=(U-ULED1+…+ULEDn)/ILED
Где U — напряжение сети;
ULED1— ULEDn — сумма напряжений включенных в цепь светодиодов.
ILED — ток, являющийся оптимальным для светодиодов.
Мощность резистора вычисляется по формуле:
P = I 2 *R

Лучше всего поставить резистор с мощностью, в два раза превышающую нужное значение, чтобы при перепаде напряжения устройства продолжало исправно работать.

Пример расчета сопротивления резистора

Преимущества последовательного соединения:

  • В цепочке один ток;
  • Простое и быстрое соединение;
  • Возможное количество светодиодов ограничено уровнем напряжения;
  • При выходе из строя одного диода, перестаёт работать вся цепочка.

Как подключить светодиод к 220в через резистор

Светодиоды пропускают через себя ток в одном направлении. При переменном напряжении его направление меняется 2 раза за период, то есть в одном случае ток протекает через диод, а в ином — нет. Так как ток протекает в половине случаев, для определения среднего значения тока, который проходит через диод, нужно разделить U пополам.
Соответственно, U = 110В.
Допустим, собственное сопротивление у диода: 1,7 Ом.

Ток, проходящий через диод:
I=U/ ULED
110/1,7=65А.

Высокий ток, пройдя через полупроводник, сожжёт его, поэтому нужно использовать дополнительный прибор с сопротивлением, чтобы он, по принципу рассеивания, уменьшал количество тока, подаваемого на диод.

При высоком токе нельзя использовать параллельное соединение, так как если одна из цепей перестанет работать, значение тока в остальных увеличится и прибор сгорит.

  • Можно использовать дополнительный LED-элемент для блокировки обратного напряжения.

схема-резисторов-подключение

  • Использование встречно-параллельного соединения диодов с резистором:

соединения диодов с резистором

Для того, чтобы прибор работал исправно, необходимо учитывать, что через все диоды должен проходить один ток, значит нужно подобрать элементы с одинаковыми характеристиками.

После соединения пересчитайте ёмкость конденсатора, потому что на светодиодах должно увеличиться напряжение.

Какой резистор нужен для светодиода на 12 вольт

12-вольтовая система — стандартная в автомобиле. В подключении LED-элемента к 12 вольтовой системе нет ничего сложного. Важно правильно провести расчёты сопротивления диода через токоограничивающий резистор.
Перед началом вычислений надо узнать характеристики имеющихся светодиодов: падение напряжения и требуемый им ток.
Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:
R = U/I

  • 1 светодиод
    ULED = 3.3 Вольт
    ILED = 0,02А
    При таком внутреннем сопротивлении диода, он будет отлично работать в системе, напряжение которой ограничивается значением 3,3 Вольт.
    Возьмём напряжение с запасом, так как скачки бывают до максимального значения 14,5.
    Максимально возможное напряжение отличается от допустимого для исправной работы светящегося элемента на 11,2 Вольта. Значит, перед включением диода, нужно снизить подаваемый ему ток на это значение.

анод-катод-резистор

Сперва нужно посчитать сопротивление, необходимое резистору:
R=U/I. R=560 Ом.
Для того, чтобы расчёты были более надёжными, надо вычислить мощность резистора:
P = U * I Мощность — 0,224Вт.
При выборе резистора, необходимо округлять значения в большую сторону и выбирать более мощный вариант.

  • 2 и 3 светодиода
    Рассчитывается аналогичным образом, светодиодное напряжение будет умножаться на количество светящихся элементов
  • От 4 светодиодов
    При подключении больше трёх светодиодов к такой сети не нужен будет резистор, так как напряжение не будет сильно превышать допустимое и светодиоды будут работать исправно.

Резисторы вы можете установить и на положительном, и на отрицательном полюсе, это не имеет значения при использовании.

Теория

Для того, чтобы светодиоды не перегорели, важно правильно рассчитать ограничивающий резистор.

Математический расчёт

Необходимые вычисления можно сделать самостоятельно, при низких значениях вам не потребуется калькулятор. Либо при помощи специальной программы, проводящей подсчёты за вас.
При расчёте сопротивления гасящего резистора нужно знать закон Ома.
R = U-ULED /ILED
U — напряжение сети;

ULED — значение напряжения, оптимального для работы диода
I LED —ток, на который рассчитана работа элемента
Чтобы не произошёл перегрев резистора во время работы, необходимо дополнительно рассчитывать оптимальную мощность для такого напряжения.
P = (U-ULED)*ILED

В этой схеме резистор подключается к катоду светящегося элемента.

Графический расчёт

В большинстве случаев, пользуются математическими вычислениями, но графический способ более наглядный и в каких-то случаях его применять значительно удобнее.

Для построения графика нужно знать характеристики светящегося элемента: ток и напряжение.
Теперь можно узнать сопротивление резистора по графику:

сопротивление резистора

На нём пунктирной линией показано вычисление для элемента, на работу которого нужно 20мА тока. Далее соединяем точку пересечения пунктирной линии с «кривой ЛЕД», отмеченной голубым цветом, со значением напряжения диода. Линия пересекает шкалу максимального тока, где указано нужное значение.
После этого нужно провести расчёт сопротивления токоограничивающего резистора:
R=ULED/Imax
Его мощность: P=I 2 *R

Схемы подключений светодиодной ленты можно посмотреть здесь.

Светодиоды стали незаменимой частью нашей жизни, они стоят в качестве индикаторов на бытовой технике, в виде декоративных светодиодных лент и в составе оптопары в промышленности, а также в качестве более экологичного и экономного освещения. В использовании светодиодов нет ничего сложного, главное — не забывать использовать балластный резистор, благодаря которому ток будет ограниченно поступать на светящиеся элементы, и они не сломаются. Теперь вы знаете, как рассчитать нужное сопротивление резистора, разные способы соединения диодов и для чего их используют.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector