Как получить электрический ток с помощью ламп

Освещение

Благодаря созданию компанией «Сименс» в 1878 году дуговой лампы с дифференциальным регулятором на улицах и площадях появилось электрическое освещение, что способствовало увеличению спроса на электроэнергию. В результате электрический свет постепенно одержал победу над газовым освещением в борьбе за потребителя и стал использоваться повсеместно. Сначала на улицах городов появились дуговые лампы, затем их заменили лампы накаливания.

Но в дуговой угольной лампе неизбежно происходило сгорание электродов, в результате расстояние между ними увеличивалось, что в конечном итоге приводило к выгоранию дуги. Поэтому электроды приходилось постоянно регулировать вручную, а это была довольно сложная процедура.

Открытый Вернером фон Сименсом еще в 1873 году принцип дифференциального регулирования впервые воплотил на практике главный инженер компании «Сименс» Фридрих фон Хефнер-Альтенек в 1878 году. Он изобрел автоматический регулятор, который самостоятельно выравнивал угольные стержни, что позволило производить замену сгоревших электродов намного реже. Кроме того, теперь несколько дуговых ламп могли работать от одного генератора, тогда как раньше для каждой лампы требовался свой собственный. Это стало важным шагом на пути к созданию повсеместного электрического освещения.

1882 год: первое постоянное уличное освещение в Берлине

Компания «Сименс» несет свет во тьму: на Берлинской промышленной выставке 1879 года были представлены первые последовательно подключенные дуговые лампы с дифференциальным регулятором, питающиеся от одного генератора. Они были установлены в торговой галерее «Кайзергалери», открытой в центральном районе Берлина – Митте – по образцу лучших торговых центров Парижа и Брюсселя. После успешной презентации новой технологии компания «Сименс» в 1882 году получила заказ на установку первой системы постоянного электрического уличного освещения на Потсдамской площади и улице Лейпцигерштрассе в Берлине.

Затем электрическое освещение появилось на железнодорожных вокзалах, в офисных зданиях, на предприятиях и в портах, положив начало крупномасштабному применению дугового освещения в Германии. Наконец, в 1888 году 108 ламп были установлены на знаменитом берлинском бульваре Унтер-ден-Линден.

Хотя инвестиции в установку электрического освещения в три раза превышали возможную стоимость усовершенствования существующего газового, многие города все равно делали выбор в пользу электричества. При этом противостояние между газовым и электрическим освещением в общественных местах продолжалось еще несколько десятилетий, пока, наконец, электричество не одержало полную победу.

Но для домашнего использования дуговая лампа оказалась слишком большой, а ее свет был чрезмерно ярким, поэтому ее постепенно вытеснила лампа накаливания.

1905 год: танталовая лампа

Какая нить накала лучше? Вернер и его сын Вильгельм задались этим вопросом еще в 1882 году. Проводя эксперименты в поисках подходящей лампы накаливания, сначала они пробовали использовать металлическую проволоку, однако вскоре перешли на угольные нити. Это был большой успех: в том же году компания построила первый в Германии завод по производству ламп накаливания, который выпускал первые угольные лампы «Сименс».

Однако исследователи были не вполне удовлетворены. Вильгельм обратился к Вернеру Болтону с просьбой поискать более подходящую нить для ламп накаливания. Именно Болтон обнаружил, что всеми необходимыми характеристиками обладает металл тантал. Он имеет высокую температуру плавления (примерно 3000 градусов Цельсия), низкое значение давления пара и хорошую деформируемость — идеальные параметры для замены хрупких угольных нитей стабильными металлическими. В 1905 году, т. е. примерно через 20 лет после начала экспериментов, «Сименс» представил своим клиентам первую коммерческую лампу накаливания с металлической нитью – танталовую лампу.

Сделав ставку на новую технологию, компания приняла правильное решение. За несколько лет танталовая лампа стала одним из самых популярных продуктов «Сименс» – к 1914 году по всему миру было продано более 50 миллионов ламп. Их изготовление продолжалось в США, Англии и Франции даже после начала Первой мировой войны, при этом нити накала во всех случаях поставлялись «Сименсом».

1980 год: люминесцентная лампа Circolux

В 1936 году на Всемирной выставке в Париже «ОСРАМ» (OSRAM), дочерняя компания «Сименс», произвела настоящую сенсацию, анонсировав первую люминесцентную лампу для розничной продажи. Эти лампы низкого давления, заполненные парами ртути (за ними закрепилось некорректное название «неоновые»), представляли собой покрытые фосфором стеклянные трубки, которые давали более естественный свет, чем натриевые лампы. Благодаря таким преимуществам, как высокая светоотдача, простота обращения и очень хороший индекс цветопередачи, они на несколько десятилетий затмили всех конкурентов.

Следующим шагом вперед стало создание в 1978 году энергосберегающей люминесцентной лампы Lumilux. Она работала по принципу 3 полос, т. е. содержала три люминофора (причем довольно дорогих): один для голубого, один для зеленого и один для красного света. Цвет излучаемого света можно было варьировать, изменяя состав люминофора.

Еще один важный рубеж был преодолен в 1980 году созданием лампы Circolux с патроном как у ламп накаливания. Она излучала столько же света, что и 75-ваттная лампа накаливания, потребляя при этом всего 25 ватт. В компактной люминесцентной лампе Dulux EL потребление энергии стало еще меньше: всего 15 ватт, при этом ее срок службы оказался в шесть раз дольше.

2005 год: самые яркие светодиоды

На рубеже веков вместо обычных источников света, таких как лампы накаливания или люминесцентные лампы, все чаще стали применяться светоизлучающие диоды, или светодиоды (light-emitting diodes, LEDs). Они были меньше по размеру, не так сильно нагревались и, что самое главное, потребляли гораздо меньше электроэнергии.

В 2005 году компания «ОСРАМ» представила самый яркий на тот момент белый светодиод под названием Ostar Lighting. Со светоотдачей 200 люмен этот продукт буквально затмил традиционные лампы накаливания и люминесцентные лампы. Средний срок службы светодиода Ostar Lighting составил 50 000 часов. При работе по восемь часов в день его хватило бы почти на 18 лет.

Всего через два года мощность светового потока удалось увеличить в пять раз. Впервые светодиод излучал свыше 1000 люмен. Это было больше, чем яркость 50-ваттной галогеновой лампы, что сделало маленький светодиод подходящим для широкого применения в сфере общего освещения. Светодиод Ostar Lighting обеспечивал достаточный световой поток для освещения рабочего стола с высоты два метра, а благодаря его небольшим размерам появилась возможность создавать лампы совершенно новых форм.

2009 год: первый органический светодиод для общего освещения

В 2009 году компания «ОСРАМ» представила свой первый источник света, сделанный из пластика. С линейкой Orbeos на рынке появились OLED-светильники, предназначенные для профессиональных целей. Аббревиатура OLED расшифровывается как Organic Light Emitting Diode (органический светоизлучающий диод). Это диоды, изготовленные из тонких слоев органических материалов, которые излучают свет при прохождении через них электрического тока.

Чрезвычайно тонкий OLED-светильник, изготовленный «ОСРАМ», имел диаметр всего 8 сантиметров и весил лишь 24 грамма. В отличие от обычных светодиодов, источники света на основе технологии OLED не являются точечными. Они позволяют освещать большую площадь, обеспечивая при этом мягкое освещение и низкое энергопотребление. Светильники Orbeos излучают теплый белый свет такой же цветовой температуры, что и у ламп накаливания. Их можно включать и выключать без задержек, а также плавно регулировать яркость. По сравнению с обычными светодиодами эти устройства обладают меньшим тепловыделением. Они не содержат ртути и не излучают инфракрасных или ультрафиолетовых волн. При оптимальном использовании срок службы OLED-светильника составляет около 5 000 часов.

Эти чрезвычайно тонкие сверхлегкие устройства открыли прежде неизвестные возможности для освещения, в частности позволили создавать совершенно новые сценарии освещения и даже зоны с разным уровнем освещенности в одном помещении.

Лампа, алюминиевая банка и пара приборов

Почти все, что нужно для изготовления экспериментальной установки, представлено на рисунке 1. Исследуемая жидкость находится в цилиндрической кювете, боковая поверхность которой (К) диаметром 75 мм и высотой 45 мм изготовлена из алюминия. Это — один электрод фотоэлектрического прибора. Из того же материала изготовлен второй цилиндрический электрод (к) диаметром 10 мм и высотой 45 мм. Раз изучается влияние света от лампы (Л) на жидкость, то необходимо избежать попадания света на поверхность металлических электродов. Для этого служат два экрана (Э) и (э), изготовленные из светонепроницаемого пластика. Высоты экранов одинаковы и составляют 40 мм, внутренний диаметр большого экрана 40 мм, внешний диаметр малого экрана 20 мм. Выбор алюминия в качестве электродов обусловлен тем, что толщина переходного слоя «алюминий — вода» обладает чрезвычайно большой электрической емкостью, и есть надежда, что процесс экспозиции удастся растянуть во времени. В качестве рабочей жидкости, как предполагается, играющей самое активное участие в формировании фотоэлектрического эффекта, лучше всего использовать дистиллированную воду. Почему? Воды в природе очень много — это раз. Есть надежда избежать помех, обусловленных химическими процессами, — это два.

Между источником света (Л) и кюветой с исследуемой жидкостью находится поглотитель (П) — чтобы избавиться от нагрева жидкости лампой. Источником света может быть практически любая энергосберегающая лампа, например лампа Е27-9W/C:4000 К. Выбор поглотителя достаточно очевиден — это слой воды высотой полтора сантиметра, налитой в тонкостенную кювету. Есть надежда, что инфракрасное излучение от лампы таким поглотителем будет подавлено полностью. В перспективе поглотитель можно заменить светофильтром, если потребуются спектрометрические измерения.

На входе установлено фотосопротивление (ФС), позволяющее однозначно судить об освещенности поверхности исследуемой жидкости. Нужны еще два прибора. Один из них измеряет падение напряжения на сопротивлении нагрузки (R = 15 кОм), а второй измеряет сопротивление фоторезистора.

II. Основная часть

2.1 История создания батарейки

Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым ЛуиджиГальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. В частности, явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки.
Теоретическое объяснение наблюдаемому процессу Гальвани дал неверное 2 истолкование. Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого — Алессандро Вольта. Он сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта создал нехитрое устройство. Оно состояло из цинковой и медной пластин погруженных в емкость с соляным раствором. В результате цинковая пластина (катод) начинала растворяться, а на медной стали (аноде) появлялись пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток. Несколько позже ученый собрал целую батарею из последовательно соединенных элементов, благодаря чему удалось существенно увеличить выходное напряжение. Именно это устройство стало первым в мире элементом питания и прародителем современных батарей. А батарейки в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами 3 .

2.2 Создание фруктовой батарейки

а) с использованием одного элемента

Для создания фруктовой батареи мы попробовали взять лимоны, яблоки, огурцы свежие и соленые, помидоры, картофель сырой и вареный. Положительным полюсом определили несколько блестящих медных пластин. Для создания отрицательного полюса решили использовать оцинкованные пластины. Конечно же, понадобились провода, с зажимами на концах. Ножом сделала в фруктах небольшие надрезы, куда вставила пластины (электроды). После соединения всех частей воедино у меня получилась фруктовая или овощная батарейка (рис. 1).

Светодиоды – что же это?

Понятие привычного нам светодиода появилось середине 70-х двадцатого столетия. Попросту, это полупроводник, способный трансформировать электрический ток в световое излучение. Конструкция этого незамысловатого приспособления значительно отличается от других осветительных приборов.

Познакомимся с принципом работы. При производстве диодов с помощью специальных примесей создают определенные пространства, где ток может переноситься и свободными электронами, и пустотными участками. При прохождении электрического тока через него в прямом направлении создается фотонное излучение, которое дает свет.

Электролюминесценцию открыли более 100 лет назад. Но ранее светодиоды не использовали для освещения, потому что ученые не могли добиться яркого света. Излучение было только одноцветным, красным, желтым или синим. Цвет светодиода зависит от типа и химического состава использованного полупроводника. При создании многокристального устройства можно получить большое количество разных оттенков. Немаловажно, что стоимость производства светодиода значительно превышала цену на изготовление ламп накаливания.

В современном мире ученым удалось изобрести дешевые полупроводники, выдающие комфортный человеческому глазу свет.

Эпоха открытий

В истории попыток использования пара записаны имена многих ученых и изобретателей. Так Леонардо да Винчи оставил 5000 страниц научных и технических описаний, чертежей, эскизов различных приспособлений.

Джанбаттиста делла Порта исследовал образование пара из воды, что было важно для дальнейшего использования пара в паровых машинах, исследовал свойства магнита.

В 1600 году придворный врач английской королевы Елизаветы Уильям Гилберт изучил все, что было известно древним народам о свойствах янтаря, и сам провел опыты с янтарем и магнитами.

Кто придумал электричество?

Термин "электричество" ввел английский естествоиспытатель, лейб-медик королевы Елизаветы Уильям Гилберт. Впервые он употребил это слово в своем трактате «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле» в 1600 году. Ученый объяснял действие магнитного компаса, а также приводил описания некоторых опытов с наэлектризованными телами.

В целом практических знаний об электричестве за XVI – XVII столетия было накоплено не так уж много, но все открытия были предвестниками по-настоящему больших перемен. Это было время, когда опыты с электричеством ставили не только ученые, но и аптекари, и врачи, и даже монархи.

Одним из опытов французского физика и изобретателя Дени Папена было создание вакуума в закрытом цилиндре. В середине 1670-х годов в Париже он вместе с голландским физиком Кристианом Гюйгенсом работал над машиной, которая вытесняла воздух из цилиндра путём взрыва пороха в нем.

В 1680 году Дени Папен приехал в Англию и создал вариант такого же цилиндра, в котором получил более полный вакуум с помощью кипящей воды, которая конденсировалась в цилиндре. Таким образом, он смог поднять груз, присоединённый к поршню верёвкой, перекинутой через шкив.

Система работала, как демонстрационная модель, но для повторения процесса весь аппарат должен был быть демонтирован и повторно собран. Папен быстро понял, что для автоматизации цикла пар должен быть произведён отдельно в котле. Французский учёный изобрёл паровой котёл с рычажным предохранительным клапаном.

В 1774 году Уатт Джеймс в результате ряда экспериментов создал уникальную паровую машину. Для обеспечения работы двигателя он применил центробежный регулятор, соединённый с заслонкой на выпускном паропроводе. Уатт детально исследовал работу пара в цилиндре, впервые сконструировав для этой цели индикатор.

В 1782 году Уатт получил английский патент на паровой двигатель с расширением. Он же ввёл первую единицу мощности — лошадиную силу (позднее его именем была названа другая единица мощности — ватт). Паровая машина Уатта благодаря экономичности получила широкое распространение и сыграла огромную роль в переходе к машинному производству.

Итальянский анатом Луиджи Гальвани в 1791 году опубликовал труд «Трактат о силах электричества при мышечном движении».

Это открытие через 121 год дало толчок исследованиям человеческого организма с помощью биоэлектрических токов. Обнаруживались больные органы при исследовании их электрических сигналов. Работа любого органа (сердца, мозга) сопровождается биологическими электрическими сигналами, имеющими для каждого органа свою форму. Если орган не в порядке, сигналы изменяют свою форму, и при сравнении «здоровых» и «больных» сигналов обнаруживаются причины заболевания.

Опыты Гальвани натолкнули на изобретение нового источника электричества профессора Тессинского университета Алессандро Вольта. Он дал опытам Гальвани с лягушкой и разнородными металлами иное объяснение, доказал, что электрические явления, которые наблюдал Гальвани, объясняются только тем, что определенная пара разнородных металлов, разделенная слоем специальной электропроводящей жидкости, служит источником электрического тока, протекающего по замкнутым проводникам внешней цепи. Эта теория, разработанная Вольтой в 1794 году, позволила создать первый в мире источник электрического тока, который назывался Вольтов столб.

Он представлял собой набор пластин из двух металлов, меди и цинка, разделенных прокладками из войлока, смоченного в соляном растворе или щелочи. Вольта создал прибор, способный за счет химической энергии производить электризацию тел и, следовательно, поддерживать в проводнике движение зарядов, то есть электрический ток. Скромный Вольта назвал свое изобретение в честь Гальвани «гальваническим элементом», а электрический ток, получающийся от этого элемента – «гальваническим током».

Последовательное соединение проводников

При­бор, ос­но­ван­ный на со­про­тив­ле­нии про­вод­ни­ка, на­зы­ва­ет­ся ре­зи­сто­ром. Глав­ное свой­ство про­вод­ни­ка – это на­ли­чие у него элек­три­че­ско­го со­про­тив­ле­ния. По­это­му под сло­ва­ми «по­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние ре­зи­сто­ров», «по­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние про­вод­ни­ков» и «по­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние со­про­тив­ле­ний» мы будем по­ни­мать одно и то же.

По­сле­до­ва­тель­ным со­еди­не­ни­ем на­зы­ва­ет­ся со­еди­не­ние, когда эле­мен­ты идут друг за дру­гом, че­ре­ду­ют­ся. Есте­ствен­но, в элек­три­че­ских цепях обыч­но ис­поль­зу­ет­ся сме­шан­ное со­еди­не­ние, то есть ком­би­на­ция по­сле­до­ва­тель­но­го и па­рал­лель­но­го со­еди­не­ний. Но на этом уроке речь пой­дет имен­но о по­сле­до­ва­тель­ных со­еди­не­ни­ях. Нужно на­учить­ся рас­счи­ты­вать элек­три­че­ские цепи, то есть вы­чис­лять на­пря­же­ние, силу тока в цепи, чтобы знать, какие при­бо­ры и как можно вклю­чать в цепь. Об этом и пой­дет речь в даль­ней­шем.

2. Электрическая схема последовательного соединения проводников

Рис. 1. По­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние ре­зи­сто­ров

На ри­сун­ке 1 пред­став­ле­ны три ре­зи­сто­ра, ко­то­рые со­еди­не­ны друг за дру­гом. Это и есть так на­зы­ва­е­мое «по­сле­до­ва­тель­ное со­еди­не­ние». В даль­ней­шем мы будем рас­смат­ри­вать всего два ре­зи­сто­ра, ко­то­рые со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но, но смысл от этого не из­ме­нит­ся, и по­лу­чен­ные фор­му­лы будут также спра­вед­ли­вы для лю­бо­го числа про­вод­ни­ков, со­еди­нен­ных по­сле­до­ва­тель­но.

2 — источник питания

Рис. 2. По­сле­до­ва­тель­ное вклю­че­ние двух ламп в элек­три­че­скую цепь

На ри­сун­ке 2 изоб­ра­же­но по­сле­до­ва­тель­ное вклю­че­ние двух ламп (1а и 1б). Мы за­ме­ни­ли ими про­вод­ни­ки, но суть от этого не по­ме­ня­ет­ся, так как лампы также имеют свое со­про­тив­ле­ние. Также в цепи при­сут­ству­ет ам­пер­метр (А) для из­ме­ре­ния силы тока в цепи. Есть еще 2 важ­ных эле­мен­та: это вольт­мет­ры V₁ и V₂, ко­то­рые из­ме­ря­ют на­пря­же­ние (или па­де­ние на­пря­же­ния) со­от­вет­ствен­но на лам­пах 1а и 1б. Еще есть ис­точ­ник пи­та­ния (2) и ключ (3). Если ключ разо­мкнут, то ток в цепи не течет. Если же его за­мкнуть, то с по­мо­щью при­бо­ров можно из­ме­рить силу тока и на­пря­же­ние в цепи. При­ме­ром та­ко­го со­еди­не­ния яв­ля­ет­ся ёлоч­ная гир­лян­да, по­сколь­ку на самом деле она пред­став­ля­ет собой по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ные лампы (рис. 3).

Рис. 3. Ёлоч­ная гир­лян­да

3. Измерения силы тока и напряжения в цепи при последовательном соединении

Те­перь по­смот­рим, что же про­изой­дет, если за­мкнуть ключ. Рас­смот­рим схему на рис. 4, ко­то­рая от­ли­ча­ет­ся от схемы, изоб­ра­жен­ной на рис. 2 толь­ко тем, что ам­пер­метр рас­по­ло­жен между лам­па­ми.

2 — источник питания

3- замкнутый ключ

Рис. 4. Вклю­че­ние ам­пер­мет­ра между лам­па­ми

Ам­пер­метр из­ме­нил свое по­ло­же­ние в цепи. Но если смот­реть на его по­ка­за­ния, то они не из­ме­нят­ся при пе­ре­ме­ще­нии ам­пер­мет­ра в любое место на схеме по­сле­до­ва­тель­но­го со­еди­не­ния. Зна­чит, можно ска­зать, что сила тока в лампе 1а (I₁) будет равна силе тока в лампе 1б (I₂) и равна об­ще­му току, про­те­ка­ю­ще­му в элек­три­че­ской цепи. То есть I₁ = I₂ = I. Это можно срав­нить с те­че­ни­ем реки: ко­ли­че­ство воды, про­те­ка­ю­щее за одно и то же время в раз­ных ме­стах этой реки, будет оди­на­ко­во.

Стоит также учесть, что, хоть и вольт­мет­ры со­еди­не­ны па­рал­лель­но с лам­па­ми, это при­бо­ры выс­ше­го ка­че­ства с очень вы­со­ким со­про­тив­ле­ни­ем. Зна­чит, ток через них будет идти ми­ни­маль­ный, и такое ис­ка­же­ние можно не учи­ты­вать.

Те­перь рас­смот­рим схему, когда вольт­метр из­ме­ря­ет на­пря­же­ние сразу на двух лам­пах (рис. 5):

Рис. 5. Из­ме­ре­ние на­пря­же­ния на двух лам­пах

На рис. 4. вольт­мет­ра­ми V₁ и V₂ из­ме­ря­лось на­пря­же­ние на каж­дой из ламп 1а и 1б. На дан­ном ри­сун­ке вольт­метр V из­ме­ря­ет на­пря­же­ние (или па­де­ние на­пря­же­ния) сразу на двух лам­пах. Ока­зы­ва­ет­ся, что по­ка­за­ния вольт­мет­ра V, можно вы­чис­лить как сумму по­ка­за­ний вольт­мет­ров V₁ и V₂. То есть общее па­де­ние на­пря­же­ния на двух лам­пах (U) равно сумме па­де­ний на­пря­же­ния на каж­дой лампе в от­дель­но­сти (U₁ и U₂). Тогда U = U₁ + U₂.

Стоит об­ра­тить вни­ма­ние, что все рас­суж­де­ния от­но­си­тель­но силы тока, на­пря­же­ния верны лишь при усло­вии, что мы ис­поль­зо­ва­ли одни и те же лампы, ис­точ­ни­ки тока, вольт­мет­ры.

4. Эквивалентное сопротивление последовательно соединенных проводников

За­вер­ша­ю­щим зве­ном в ис­сле­до­ва­нии по­сле­до­ва­тель­но­го со­еди­не­ния про­вод­ни­ков яв­ля­ет­ся фор­му­ла для об­ще­го со­про­тив­ле­ния: R_общ = R₁ + R₂.

До этого мы рас­смат­ри­ва­ли зна­че­ния силы тока, на­пря­же­ния на раз­лич­ных участ­ках цепи. Но ис­сле­до­ва­ли мы про­вод­ни­ки (лампы, ре­зи­сто­ры), а их глав­ной ха­рак­те­ри­сти­кой яв­ля­ет­ся со­про­тив­ле­ние. Обыч­но во всех элек­три­че­ских цепях пы­та­ют­ся опре­де­лить эк­ви­ва­лент­ное (общее) со­про­тив­ле­ние цепи, о ко­то­ром мы го­во­ри­ли на преды­ду­щем уроке. То есть это такое со­про­тив­ле­ние, что можно за­ме­нить те­ку­щую цепь из по­сле­до­ва­тель­ных про­вод­ни­ков дру­гим про­вод­ни­ком, но с этим эк­ви­ва­лент­ным со­про­тив­ле­ни­ем. В дан­ном слу­чае это со­про­тив­ле­ние со­от­вет­ству­ет со­про­тив­ле­нию двух ламп, ко­то­рые со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но.

Рас­смот­рим, как была по­лу­че­на фор­му­ла для эк­ви­ва­лент­но­го со­про­тив­ле­ния. Для этого сле­ду­ет об­ра­тить­ся к за­ко­ну Ома: . От­сю­да можно по­лу­чить вы­ра­же­ние для со­про­тив­ле­ния: . Те­перь сле­ду­ет вспом­нить, что в слу­чае по­сле­до­ва­тель­но­го со­еди­не­ния (в про­стей­шем слу­чае – двух ламп) общее на­пря­же­ние скла­ды­ва­лось из на­пря­же­ний на от­дель­ной лампе: U = U₁ + U₂. Учи­ты­вая, что сила тока при по­сле­до­ва­тель­ном со­еди­не­нии на всех участ­ках цепи оди­на­ко­вая, то можно раз­де­лить на нее обе части ра­вен­ства:

Можно уви­деть, что каж­дая дробь есть не что иное, как со­от­вет­ству­ю­щее со­про­тив­ле­ние. Тогда R = R₁ + R₂, где R – эк­ви­ва­лент­ное со­про­тив­ле­ние. Зна­чит, чтобы узнать эк­ви­ва­лент­ное со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ков, со­еди­нен­ных по­сле­до­ва­тель­но, надо сло­жить зна­че­ния их со­про­тив­ле­ний. При этом общее со­про­тив­ле­ние будет все­гда боль­ше лю­бо­го из со­про­тив­ле­ний, вклю­чен­ных в такую цепь.

В за­клю­че­ние урока стоит от­ме­тить, что если в цепи про­вод­ни­ков, ламп или дру­гих при­бо­ров, ко­то­рые со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но, пе­ре­го­рит один из при­бо­ров, то цепь разо­мкнет­ся. Осталь­ные при­бо­ры также пе­ре­ста­нут ра­бо­тать. При­ме­ром этому яв­ля­ет­ся все та же елоч­ная гир­лян­да: если пе­ре­го­ра­ет одна лам­поч­ка, то вся гир­лян­да пе­ре­ста­ет све­тить­ся. Это яв­ля­ет­ся ос­нов­ным недо­стат­ком по­сле­до­ва­тель­но­го со­еди­не­ния.

Разводка электрики и монтаж светильников

Основное правило при самостоятельном монтаже освещения: следуйте схеме подключения электропроводки и придерживайтесь требований техники безопасности. Подготовьте необходимые инструменты: дрель, кусачки, набор отверток, пассатижи и уровень. Распределите работу на этапы, чтобы провести разводку и монтаж светильников без ошибок.

• Разметка. При помощи маркера, руководствуясь схемой, нанесите разметку линий прокладки проводов и отметьте места установки светильников, переключателей и розеток.
• Установка распределительного щита. Начните монтаж с установки распределительного щитка. Можно навесить его на стену или подготовить для него специальную нишу. Подсоедините необходимое количество УЗО, которое зависит от количества групп подключения.
• Крепеж защитного короба. Закрепите короба для защиты проводки саморезами. Для первого и последнего крепежа отступите по 5 – 10 см от края. Придерживайтесь шага 50 см.
• Монтаж светильников. Закрепите короб светильника саморезами. Выведите провода и установите плафон. Выводы к светильникам в смотровой яме необходимо уплотнить, чтобы избежать попадания влаги.
• Монтаж розеток и переключателей. Для открытого способа проводки допускается простое навешивание переключателей и розеток на стену, без штробления. Поэтому на ранее отмеченном месте просверлите отверстия и закрепите устройства.
• Разводка проводов. Начните вести разводку по направлению к распределительной коробке от каждой точки подключения. Внутри коробки с помощью СИЗов – соедините провода и тщательно их заизолируйте. Используя тестер, проверьте подключение. После этого подключите провода к распределительному щиту.

Провести свет в подвальное помещение для опытного мастера не составит труда. Но если вы не обладаете навыками электрика, воспользуйтесь услугами специалистов ГаражТек. Комплексное обустройство гаража включает в себя все работы по проектированию подвала и установке электроприборов.