Как рассчитать удобную лестницу

Приступая к строительству дома, многие представляют свою будущую лестницу, как кадр из фильма «Унесенные ветром»: широкая, пологая, напротив главного входа, с широкими перилами. В реальности может выясниться, что даже не самую удобную лестницу вписать в построенный дом очень трудно. В этой статье мы расскажем, как рассчитывают и строят удобные лестницы участники FORUMHOUSE.

Главные параметры лестницы

Главные критерии лестницы в частном доме – удобство и безопасность. Чем шире и положе лестница, тем она удобнее и безопаснее, но проектировать ее приходится исходя из существующих условий, из того, сколько места для нее оставлено в доме.

Чтобы построить лестницу в частном доме, необходимо знать ее основные параметры:

Нельзя просто взять и назначить эти параметры, они зависят друг от друга.

Для прямой лестницы высота подъема и крутизна определяют площадь в плане и, наоборот, площадь в плане и высота подъема определяют крутизну.

При проектировании лестницы в он-лайн калькуляторы задаются значения определяющих параметров и вычисляется крутизна, определяющая число ступеней.

Давно посчитано и доказано эмпирическим путем, что удобной и безопасной будет лестница с параметрами, которые мы собрали для вас в таблицу.

Параметры удобной и безопасной лестницы

ПараметрыОптимальные значения
Высота подступенка150 – 170 мм
Ширина проступи (ступеней)200-320 мм. В идеале – 300мм.
Углы подъема лестницы23-37°
Просвет1,9–2 м. Это значение во время подъема по лестнице должно сохраняться на протяжении всего марша.
Ширина лестничного маршаНе менее ширины выхода на лестничную клетку.
0,9–1 м для внутриквартиных маршей;
1,25–1,5 м в домах повышенной комфортности;
0,8 м в садовых домиках для простейших лестниц, сооруженных вдоль одной стены;
менее 0,8 м вспомогательные лестницы в подвал или на чердак.

Если не следовать рекомендуемым параметрам, лестница сильно потеряет не только в безопасности, но и в удобстве. Так, если уменьшить ширину проступи ниже предела, указанного в таблице, по ней будет трудно спускаться, а если сделать ее больше 300 мм, люди будут сбиваться с шага.

То же и с углом подъема: чем круче лестница, тем меньше места она занимает, и тем сложнее по ней спускаться.

Крутизна удобной лестницы не должна превышать 45 градусов, иначе спускаться по ней придется спиной вперед.

А «просвет» менее 1,9 м заставит любого человека среднего роста рефлекторно наклонять голову каждый раз, когда он выходит на лестницу.

Участник нашего портала с ником handur собирал из кусков фанеры «демонстрационный стенд» из двух ступенек, и проверял на нем, насколько удобны выбранные параметры.

Начал с ширины проступи в 35см и высоты ступени в 20 см. Походил вверх-вниз. Потом подрезал по сантиметру от высоты, собирал стенд и снова пробовал.

Оказалось, что высота ступенек в 15 мм – просто отлично, 16 – очень хорошо, 17 – вполне нормально. Ширина проступи – 35 см слишком просторно, 30 – вполне нормально. Затем сделал ширину проступи 25 см и 5 см сделал выносом – та же ширина в 30 см стала ощущаться менее комфортно: «если место позволяет, то лучше сделать чистые 30 см, без выносов».

Сколько места надо отвести под лестницу

Правильно будет запланировать место под лестницу на стадии проектирования дома. И, даже если дом будет строиться по готовому проекту, параметры лестницы надо перепроверить. Особенно, если место под лестницу предусмотрено в отдельном помещении – когда стены поставлены и ничего нельзя изменить, может оказаться, что для постройки по-настоящему удобной лестницы недостает каких-то 15-20 сантиметров!

Размещение лестницы в холле оставляет больше пространства для маневра, но оно может быть ограничено размером отверстия в перекрытии и расположением балок.

Балки перекрытия должны идти вдоль будущего проема.

Как рассчитать параметры удобной лестницы

Оптимальные параметры удобной лестницы можно рассчитать по нескольким формулам. С ними нас познакомит модератор FORUMHOUSE с ником Вит1959

Формула Блонделя (формула среднего шага):

Формула безопасности:
a + h=460мм

Формула удобства:
a – h=120мм

Теперь, зная высоту от чистого пола первого этажа до чистого пола второго, можно рассчитать количество ступеней.

Допустим, высота между этажами у нас равна 3000мм. А диапазон удобных высот ступеней у нас находиться от 150мм до 200мм, в среднем – 175мм. Делим 3000 на 175, получаем 17,14ступеней.

Теперь, учитывая минимальную ширину проступи (250мм), определяем минимально удобную длину средней линии марша 250мм * 17,4ступеней = 4285мм (длина средней линии марша)

Проверяемся по нашей формуле среднего шага

Этим же размером можно пользоваться при определении длины лестничного проема.

Меньше, чем получилось в расчетах, я бы делать не рекомендовал.

Если стены уже стоят и проем сделан, план проверяют на соответствие «границам удобства».

Накладываем возможное место под лестницу на план, лестницы рисуем среднюю линию по ходу марша и делим ее на предполагаемое количество ступеней.

Теперь следует посмотреть, вписываются ли параметры ступеней в «границы удобства». Если нет, то придется искать другие варианты.

Как рассчитать забежные ступени

Если параметры ступеней не укладываются в общепринятые, и площадка уменьшит ширину проступи до величины менее 250 мм, а высоту ступеньки, наоборот, поднимет выше допустимых 200 мм, от площадки отказываются и делают забежные ступени.

Программы-калькуляторы применяют разворот при помощи забежных ступеней в количестве трех штук. В подавляющем большинстве случаев это не верно.

От количества забежных ступеней напрямую зависит форма ходовой полосы (по которой движется человек по лестнице)

С увеличением количества забежных ступеней ходовая полоса становится более плавной, подниматься и спускаться по такой лестнице станет удобнее; но и сделать такую лестницу будет сложнее.

Независимо от того, где – в начале, середине или в конце марша расположены забежные ступени, они должны соответствовать принципам построения лестниц:

Подробнее о том, как должна быть устроена лестница в частном доме, расскажет наша статья. Узнайте больше о том, как проверить планируемую лестницу на соответствие критериям безопасности и удобства. Вся информация об об изготовлении лестниц собрана у нас в специальном разделе. Почитайте про особеннности изготовления бетонных лестниц. Посмотрите фотоотчёт о строительстве монолитной лестницы.

Размеры ступеней лестницы

При возведении многоуровневых жилых и хозяйственных зданий необходимо соблюдать строительные нормы на стадии проектирования всех архитектурных элементов. Наибольшей ответственности во всех планах требуют и лестничные марши. От того, насколько грамотно будет выбрана высота ступени, зависит безопасность, удобство и длительность эксплуатации данных конструкций.

Основные параметры лестниц

Характеристики конструкции зависят от условий эксплуатации, согласно которым проводится выбор материала. Для строительства маршей может использоваться металл, древесина или железобетон. Практикуется использование нескольких материалов, чтобы сооружения были легче, практичнее и привлекательнее.

Параметры лестницы по ГОСТу следующие:

К изделиям предъявляются следующие требования:

Рекомендуется регулярно обрабатывать пористые материалы специальными пропитками, а металл покрывать средствами от коррозии.

Размер ступеней лестницы по ГОСТ

При планировании строительства данных устройств необходимо учитывать, что марши должны быть одинаково безопасными для спуска и подъема, в том числе с грузом, закрывающим обзор.

Согласно требованиям ГОСТ установлены такие нормы для ступеней:

Высота ступеней лестницы в своем доме может быть изменена в ту или другую сторону в зависимости от особенностей и интенсивности посещения объекта. Главным условием является обеспечение безопасности при передвижении по конструкции.

Запрещается установка таких элементов:

Несущая поверхность площадок и пролетов должна быть ровной и не скользкой. При необходимости на нее укладываются коврики или проводится обработка для создания шершавого основания.

Виды конструкций

В частном строительстве могут быть использованы переходные конструкции таких типов:

Устанавливаемые между этажами сооружения подразделяются на такие разновидности:

Минимальная ширина лестничного марша в индивидуальном строительстве – 60 см. Этого достаточно для свободного прохода 1 человека крупной комплекции.

Одномаршевые

Подобные конструкции редко используются для обустройства жилых помещений со стандартной высотой потолка. Из-за недостаточной площади комнат длина лестницы ограничена, ее наклон чрезмерно крутой для комфортного передвижения.

Монтаж одномаршевых конструкций может применяться для подъема и спуска для таких объектов, как:

Сооружение представляет собой одинарный пролет с перилами, но без промежуточных площадок и поворотов.

Двухмаршевые

Наиболее распространенная конструкция, применяющаяся для обустройства частных домов, хозяйственных и административных зданий. Стандартная высота ступени лестницы составляет 18 см. В зависимости от планировки строения пролеты устанавливаются последовательно, с поворотом под углами 90° или 180°. Между маршами установлены площадки. В большинстве случаев их изготавливают из одинакового материала.

Размер площадки должен быть достаточным для разворота грузчиков, переносящих тяжелые крупногабаритные вещи. Ширина лестницы должна соответствовать параметрам площадки.

Винтовые лестницы

Винтовые переходные конструкции имеют сложное устройство и большую стоимость. Представляют собой спираль, образованную несущими элементами вокруг центральной опоры. Сооружения используются для обустройства тесных помещений с целью экономии жизненного пространства. Ширина ступени варьируется в пределах 10-40 см, по форме могут быть прямоугольником или вытянутым треугольником. Спиральными конструкциями пользоваться безопасно, но тяжело для людей с ограниченными физическими возможностями.

Комбинированные лестницы

Для создания интересного интерьера в доме дизайнеры комбинируют проходные конструкции, благодаря чему помещению придается индивидуальный стиль. При этом сохраняются оптимальные размеры ступеней лестницы при любом ее типе и размере. В большинстве случаев нижним звеном сооружения является спираль, поднимающаяся на высоту 190-200 см. Затем от нее отходит ответвление в виде пологого пролета с перилами.

Такое инженерное решение позволяет сэкономить площадь первого этажа и превратить второй уровень в удобную и безопасную обзорную площадку. Размеры лестницы на второй этаж увеличиваются, чтобы на ней могли разместиться несколько человек.

Эргономичный размер ступеней лестницы

Для того чтобы создать удобную и безопасную подъемную конструкцию, в расчет принимаются основные параметры, которые определяются эксплуатационными характеристиками.

В проектировании учитываются такие аспекты:

Вычисления проводятсяс учетом антропометрических данных пользователей (средние: рост 160-180 см, вес до 100 кг).

Шаг ступеней и уклон лестницы

Размеры лестницы определяются с помощью оперирования таким понятием, как «величина лестничного шага».

Оно формируется из следующих показателей:

Математическим путем можно вычислить оптимальную высоту ступени. По требованиям ГОСТ она будет составлять 15 см при глубине 30-35 см, уклон пролета – 35°. Более крутые скаты чреваты падением, а пологие пролеты забирают полезную площадь.

Глубина проступи

Данный показатель определяет удобство и безопасность подъема и спуска человека по наклонным маршам или винтовым конструкциям. Оптимальным положением считается, когда ступня опускается на ступень на 2/3 своей длины, не упираясь при этом в вертикальный фрагмент изделия. Это расстояние соответствует 16-20 см из расчета на взрослого человека. Такое положение обеспечивает участие икроножной мышцы в приложении усилий. Исходя из этого, чтобы нога не соскакивала и не становилась на поверхность всей стопой, размер ступеней в глубину должен составлять 24-30 см.

Читайте также:  Обзор видов дачной канализации: какую выбрать, лучшие готовые и самодельные идеи, плюсы и минусы, инструкция как сделать

Если используется дорогой или тяжелый материал, то для экономии и облегчения конструкции промежуток между проступями оставляют открытым. Такой прием позволяет человеку не подстраиваться под конфигурацию лестницы и выбирать удобный для себя вариант передвижения.

Высота подступенка

Подступенок представляет собой вертикальную планку, закрывающую пространство между горизонтальными поверхностями пролета. Размер данной детали должен быть одинаковым на всем протяжении конструкции, так как люди настраиваются под постоянную высоту и длину шага при подъеме и спуске.

Если оптимальная высота шага составляет 15-25 см, то высота подступенка должна быть равной разнице между этим числом и толщиной плиты, служащей опорой при ходьбе. При этом не следует делать слишком мелкие и высокие подъемы: следует ориентироваться на формулу величины шага. Ее нарушение приводит к учащению шага и затруднению передвижения.

Ширина пролета

Ширина лестницы в частном доме может варьироваться в пределах 80-150 см в зависимости от конфигурации строения и архитектурных особенностей. Ограничений по максимальным размерам не существует. Сооружение должно быть не только презентабельным, но и безопасным. Кроме этого, следует принимать в расчет вес конструкции. От того, насколько велика площадь лестницы, зависит степень ее давления на опорные конструкции, величина дополнительной нагрузки на фундамент.

Оптимальным выбором считается расстояние между перилами 90-120 см. Этого достаточно, чтобы без особых затруднений поднимать габаритные грузы на второй этаж, и для свободного прохода 2 человек. Для больших домов, в которых устраиваются вечеринки с большим количеством гостей, допускается установка роскошных пролетов шириной до 300 см.

Требования к размерам ступеней эвакуационных лестниц

Эвакуационные лестницы следует предусматривать во всех частных домах, высота которых превышает 2 этажа.

В Своде правил по системам противопожарной защиты и обустройству эвакуационных путей и выходов прописаны следующие требования к этим сооружениям:

Запрещается обустройство эвакуационных путей винтовыми, забежными и криволинейными элементами.

Параметры винтовых лестниц

Винтовые конструкции между этажами экономят площадь и пространство. Смотрятся такие сооружения богато и презентабельно. Но детям и пенсионерам приходится прикладывать усилия и испытывать затруднения при подъемах и спусках.

Стандартные размеры ступенек лестницы спирального типа следующие:

Оптимальным устройством считается установка только проступей прямоугольной формы, когда под ними отсутствуют вертикальные фрагменты. По такой конструкции удобно ходить, независимо от того, передвигается человек по внутренней или внешней стороне.

Требования к забежным ступеням

Забежные ступени применяются для обустройства винтовых сооружений или плавных поворотов между маршами. Детали имеют форму усеченного треугольника или трапеции. Особенностью таких сооружений является одинаковая высота подступенка при разной глубине проступи. У основания она минимальна, тогда как по краям имеет наибольшее значение. Согласно требованиям СНиП, глубина проступи во внутренней части дуги должна быть не менее 10 см, а по наружному краю – не больше 40 см. Минимальная ширина лестницы составляет 75 см.

Уличные конструкции

Уличные конструкции могут изготавливаться из различных материалов: дерево, металл и бетон.

Основные требования к данным сооружениям следующие:

Применяются внешние лестницы для обустройства входа в здание, подъема на верхние уровни и в создании декоративных элементов ландшафтного дизайна.

Используются варианты с прямыми и криволинейными пролетами, поворотами под различными углами, соединениями маршей в общую площадку. При выборе в пользу широкого крыльца подъем делается пологим, с высотой ступени до 15 см при глубине 40-50 см. Такое решение делает подъемы и спуски более комфортными. При этом отпадает необходимость пользоваться поручнями, которые играют роль декоративного элемента или используются людьми с ограниченной подвижностью.

Расчет оптимальных размеров

ГОСТ содержит общие требования, относящиеся к параметрам, материалам изготовления и конфигурации внутридомовых и уличных лестниц. Данные нормы были просчитаны и проверены на практике, но люди различаются по росту, телосложению, весу. При желании подогнать размеры проходных конструкций следует придерживаться общепринятых подходов.

Ширина марша

В большинстве случаев частное строительство связано с ограниченной сметой. Но на лестницах экономить не следует, так как данные сооружения подвергаются постоянным механическим и пропускным нагрузкам. Для небольшой семьи достаточно пролетов шириной 70-80 см, но ходить по ним будет затруднительно, так как люди будут цеплять стены, пачкаться и повреждать отделку. Лучше остановиться на ширине марша 120 см, чего будет достаточно, чтобы 2 человека могли свободно разойтись

Глубина ступеней

Оптимальной и универсальной для всех категорий жильцов, включая детей, считается глубина ступеней 25-30 см и высотой 13-15 см. Увеличение размеров негативно влияет на внешний вид и удобство использования конструкции.

Ступени — как правильно сделать расчет

Ступенька — элемент из проступи, куда ставят стопу, и подступенка, поддерживающего проступь. От правильного расчета размеров ступеней зависит удобство спуска и подъема по лестнице.

Виды ступеней

Лестница с подступенками называется закрытой, без — открытой. Открытые марши выглядят легче закрытых. Отсутствие подступенка увеличивает площадь проступи.

Прямые ступени — стандартная форма в прямых и поворотных лестницах. Пригласительные элементы часто делают с закругленными углами для удобства захода с разных сторон. На крыльце интересно смотрятся полукруглые (радиусные), трапециевидные проступи.

Материал для изготовления — любой, в зависимости от места установки лестницы. Наиболее популярный вариант для частных домов — дерево, которым обшивают деревянные, металлические каркасы. Для изготовления деревянных элементов рекомендуем износостойкую древесину дуба, бука или цельноламельные щиты, характеризующиеся устойчивостью к деформации, истиранию, повышенной влажности.

Оригинально выглядят ступени из стекла. Несмотря на внешнюю хрупкость, они спокойно выдерживают вес 2-3 человек, не бьются от ударов. Закаленное стекло или триплекс сочетается с металлом, ковкой. Изготовление стеклянных элементов лучше доверить специалистам, которые сделают точные расчеты нагрузок, размеров под габариты лестничного марша.

Требования СНиП, способы расчета

Как рассчитать ступени лестницы на второй этаж? Строительные нормы устанавливают обязательные параметры безопасности:

Размеры проступей и подступенков определяют уклон лестницы. Корректируя эти параметры, можно рассчитать оптимальный угол ее наклона — 26-35 градусов. При этом нужно оставлять расстояние между ступенями и перекрытием по всей длине марша на 10-20 см больше роста самого высокого члена семьи.

  1. Измеряем расстояние между полом первого и второго этажа с учетом перекрытия, напольного покрытия.
  2. Разделив полученный параметр на рекомендуемую СНиП высоту подступенка, посчитаем общее количество ступеней (дробное число округляем до целого в большую сторону). Просчитываем точную высоту подступенка обратными вычислениями. Идеально, если все значения не выходят за рамки размеров, установленных СНиП.
  3. Вычисляем удобную ширину проступи по формуле — длина пролета/количество ступеней.

Прямую одномаршевую лестницу еще можно рассчитать графическим способом. Для этого чертим на миллиметровой бумаге ось координат, на которой на оси X отмеряем в масштабе длину шага (60-70 см), на оси Y — высоту подступенка (15 см). Соединяем точки и чертим линию наклона. Рисуем ступеньки и рассчитываем их габариты с поправкой на масштаб. Для проверки результата находим сумму всех значений — она должна быть равна общему прогону. Если нет, корректируем параметры в большую или меньшую сторону, пользуясь формулами удобства b – h = 12 и безопасности b + h = 46 см, где b — ширина проступи, h — высота подступенка.

Для правильных расчетов рекомендуем пользоваться онлайн калькулятором. Программа посчитает и найдет оптимальные размеры лестницы, отвечающие требованиям СНиП.

Как лучше подключить лампочки последовательно или параллельно

При размещении сетевых осветительных приборов (ламп или светодиодных лент) сомнений в том, как подключать их между собой, как правило, не возникает. Если они рассчитаны на напряжение 220 Вольт, традиционно применяемый способ включения – соединение в параллель. Последовательное подключение лампочек используется лишь в редких случаях, когда на их основе делаются гирлянды, например. Другая распространенная причина применения этого способа – желание повысить срок эксплуатации осветительных изделий, используя их на неполную рабочую мощность.

  1. Последовательное соединение
  2. Параллельное включение
  3. Законы смешанного соединения
  4. Типы ламп и схемы подключения
  5. Люминесцентные лампы
  6. Галогенные источники и светодиодные лампы

Последовательное соединение

Нетиповое последовательное подключение лампочек к сети 220 Вольт отличается следующими характеристиками:

При последовательном соединении лампочек в схеме с общим выключателем рассчитанные на 220 Вольт осветители будут гореть не в полную силу.

При установке в цепочку двух лампочек накаливания с различной мощностью P ярче горит та из них, что обладает большим сопротивлением, то есть менее энергоемкая. Объясняется это очень просто: из-за большего внутреннего сопротивления напряжение на ней будет более значительным по величине. Поскольку в формулу для P этот параметр входит в квадрате P=U2/R – то при фиксированном сопротивлении на ней рассеивается большая мощность (она горит ярче).

Преимуществом последовательного включения ламп является более щадящий режим работы из-за меньшей мощности, потребляемой на каждой из них. Во всех остальных отношениях такой способ подсоединения нежелателен, поскольку его отличают следующие характерные недостатки:

Последовательный вариант оптимально подойдет для создания «мягкого света» в светильниках-бра или при изготовлении гирлянд из низковольтных светодиодных элементов.

Параллельное включение

Классическое параллельное подключение ламп отличается от последовательного способа тем, что в этом случае ко всем осветителям прикладывается полное сетевое напряжение.

При параллельном подключении лампочек через каждое из ответвлений протекает «свой» ток, зависящий от сопротивления данной цепочки.

Проводники, подводимые к цоколям и патронам ламп, подсоединяются к одному проводу в виде параллельной сборки. К бесспорным преимуществам этого метода относят следующие его особенности:

Законы смешанного соединения

Смешанное включение осветителей описывается следующим образом:

В отдельные параллельные ветви допускается подключать различные типы потребителей, включая лампы накаливания, а также галогенные или светодиодные источники.

При рассмотрении особенностей смешанного соединения обязательно учитываются следующие закономерности:

Рекомендуется при использовании смешанной схемы группировать в последовательные цепи лампы одинаковой мощности, а в параллельные ветви ставить осветители с различным энергопотреблением.

Типы ламп и схемы подключения

Перед монтажом различных видов осветительных приборов желательно ознакомиться с принципом работы и их внутренним устройством, а также с особенностями схемы включения в питающую сеть. Также важно знать, что каждая из разновидностей способна работать длительное время лишь при строгом соблюдении правил эксплуатации.

Читайте также:  Полиспасты Назначение и устройство

Люминесцентные лампы

Помимо традиционных ламп накаливания для освещения служебных и частично бытовых пространств нередко применяются их люминесцентные трубчатые аналоги. Они чаще всего устанавливаются на следующих объектах:

Значительно реже они используются в домашних условиях – иногда ставят на кухне для организации подсветки рабочей зоны.

Особенностью люминесцентных осветителей является невозможность прямого подключения к сети 220 Вольт, так как для пробоя газового столба требуется высокое напряжение. Для их включения используется особая электронная схема, в состав которой входят такие элементы запуска как дроссель, стартер и высоковольтный конденсатор (в некоторых случаях он не обязателен).

В последние годы неэкономичные и сильно гудящие во время работы дроссельные преобразователи заменяются так называемым «электронным балластом». Порядок его подключения обычно указывается в виде схемы, изображенной на корпусе прибора.

При использовании электронного адаптера подключается одна газоразрядная лампа, либо устанавливается сразу две штуки, соединенные последовательно.

Галогенные источники и светодиодные лампы

Осветители первого типа традиционно устанавливаются при монтаже подвесных и натяжных потолков. Они также идеально подходят при необходимости освещения зон с повышенной влажностью, так как выпускаются в нескольких модификациях. Одно из них рассчитано на работу от 12-ти Вольт. Для их получения в районе потолочных перекрытий устанавливается преобразователь, рассчитанный на соответствующее выходное напряжение.

Для светодиодных ламп характерно наличие встроенного драйвера, позволяющего получать нужное напряжение питания (12 или 24 Вольта). Образцы светодиодных осветителей, рассчитанные на работу от 220 Вольт, включаются подобно лампам накаливания. Но в отличие от обычных осветителей включать их в виде последовательной цепочки не рекомендуется.

Важно правильно подбирать тип ламп для определения нужного порядка их подключения. Не допускается соединять в последовательную цепочку энергосберегающие осветители, при монтаже люминесцентных и галогенных светильников руководствуются схемами их включения. При пониженном сетевом напряжении энергосберегающие лампы быстро выходят из строя, а люминесцентные осветители могут совсем не загореться.

Последовательное и параллельное соединение лампочек — схемы применения в быту.

Как известно, в быту повсеместно используется параллельное подключение ламп. Однако последовательная схема также может применяться и быть полезна.

Давайте рассмотрим все нюансы обеих схем, ошибки которые можно допустить при сборке и приведем примеры практической их реализации в домашних условиях.

В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания.

Что нужно, чтобы подключить их последовательно? Ничего сложного здесь нет.

Просто берете любой конец провода от каждой лампы и скручивает их между собой.

На два оставшихся конца вам необходимо подать напряжение 220 Вольт (фазу и ноль).

Как будет работать такая схема? При подаче фазы на провод, она пройдя через нить накала одной лампы, через скрутку попадает на вторую лампочку. И далее встречается с нулем.

Почему такое простое соединение практически не применяется в квартирах и домах? Объясняется это тем, что лампы в этом случае будут гореть менее чем в полнакала.

При этом напряжение будет распределяться на них равномерно. К примеру, если это обычные лампочки по 100 Ватт с рабочим напряжением 220 Вольт, то на каждую из них будет приходиться плюс-минус 110 Вольт.

Соответственно и светить они будут менее чем в половину от своей изначальной мощности.

Грубо говоря, если вы подключите параллельно две лампы по 100Вт каждая, то в итоге получите светильник мощностью в 200Вт. А если эту же схему собрать последовательно, то общая мощность светильника будет гораздо меньше, чем мощность всего одной лампочки.

Исходя из формулы расчета получаем, что две лампочки светят с мощностью равной всего: P=I*U=69.6Вт

Если они отличаются, допустим одна из них 60Вт, а другая 40Вт, то и напряжение на них будет распределяться уже по другому.

Что это дает нам в практическом смысле при реализации данных схем?

Лучше и ярче будет гореть лампа, у которой нить накала имеет большее сопротивление.

Возьмите к примеру лампочки, кардинально отличающиеся по мощности – 25Вт и 200Вт и соедините последовательно.

Какая из них будет светиться почти в полный накал? Та, что имеет P=25Вт.

Удельное сопротивление ее вольфрамовой нити значительно больше чем у двухсотки, а следовательно падение напряжения на ней сравнимо с напряжением в сети. При последовательном соединении ток будет одинаков в любом участке цепи.

При этом величина силы тока, способная разжечь 25-ти ваттку, никак не способна “поджечь” двухсотку. Грубо говоря, источник света с лампой 200Вт и более, будет восприниматься относительно 25Вт как обычный участок провода, через который течет ток.

Можно увеличить количество ламп и добавить в схему еще одну. Делается это опять все просто.

Два конца питающего провода третьей лампы, скручиваете с любыми концами от первых двух. А на оставшиеся опять подаете 220В.

Как будет светиться в этом случае данная гирлянда? Падение напряжения будет еще больше, а значит лампочки загорятся не то что в полсилы, а вообще будут еле-еле гореть.

Помимо существенного падения напряжения, вторым отрицательным моментом такой схемы, является ее ненадежность.

Если у вас сгорит всего одна из лампочек в этой цепочке, то сразу же потухнут и все остальные.

Еще нужно сделать замечание, что такая последовательная схема будет хорошо работать на обычных лампах накаливания. На некоторых других видах, в том числе светодиодных, никакого эффекта можете и не дождаться.

У них в конструкции может быть заложена электронная схема, которой нужно питание порядка 220В. Безусловно, они могут работать и от пониженных значений в 150-160В, но 90В и менее, для них уже будет недостаточно.

Кстати, некоторые электрики при монтаже освещения в квартире могут совершить случайную ошибку, которая как раз таки связана с последовательным подключением источников освещения.

В результате, у вас будет наблюдаться следующий эффект. При включении выключателя света будет загораться одна лампочка в комнате, а при его выключении – другая.

При этом невозможно будет добиться того, чтобы потухли обе сразу. Как такое возможно?

Ошибка кроется в том, что электрик просто перепутал место присоединения одного из проводов выключателя и воткнул его в разрыв между двух ламп разной мощности. Вот наглядная схема такой неправильной сборки.

Как видно из нее, при включении напряжения, через контакты одноклавишника на второй источник освещения подается напряжение 220V, и он как положено загорается.

При этом первый источник остается без питания, т.к. с обоих сторон к нему подведена “одноименка”.

А когда вы разрываете цепь, здесь уже образуется та самая последовательная схема и лампа меньшей мощности будет светиться.

В то время как большей, практически потухнет. Все как и было описано выше.

Где же можно в быту, применить такую казалось бы не практичную схему?

Самое широко известное использование подобных конструкций – это елочные новогодние гирлянды.

Также можно сделать последовательную подсветку в длинном проходном коридоре и без особых затрат получить освещение в стиле лофт.

Постоянно горят лампочки в подъезде или дома из-за большого напряжения? Самый дешевый выход – включить последовательно еще одну.

Вместо одной 60Вт, включаете две сотки и пользуетесь ими практически “вечно”. Из-за пониженного напряжения в 110В, вероятность выхода их из строя снижается в сотни раз.

Еще одно оригинальное применение, которым я все таки не рекомендую пользоваться, но отдельные электрики в безвыходных ситуациях к нему прибегают. Это так называемая фазировка трехфазных цепей.

Допустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 – фА ввод№2).

А при разных (фА ввод№1 – фВ ввод№2) – они загорятся.

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Как сделать такую простую и незамысловатую инфракрасную печку, читайте в статье по ссылке ниже.

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Теперь давайте рассмотрим параллельную схему соединения.

При параллельном включении концы питающих проводов двух лампочек, просто скручиваются между собой. Далее, на них подается напряжение 220V.

Таким образом можно подключить любое количество светильников. Самое главное, чтобы сечение питающих проводников было рассчитано на такую нагрузку.

В этом случае все светиться и гореть у вас будет ровно с такой яркостью, на которую изначально и были рассчитаны светильники.

На практике, конечно в одну кучу все провода не скручиваются, а поступают несколько иначе. Пускают один общий протяженный кабель, а уже к нему, в виде отпаек, подсоединяются отдельные лампочки.

Пи этом схема может быть как шлейфная, так и лучевая. Но обе они являются параллельными.

Данная схема применяется повсеместно – в многорожковых люстрах, в уличных светильниках, в домашних декоративных светильниках и т.д.

И если при этом перегорит любая лампочка, остальные как ни в чем ни бывало продолжат светиться.

Напряжение на них подается одновременно и всегда составляет номинальные 220В.

Но все таки при монтаже освещения у себя дома, используя параллельное подключение, не забывайте и о последовательном.

Как было указано выше, оно тоже имеет свои преимущества в определенных ситуациях и может здорово помочь с решением множества задач (декоративная подсветка, светильники-обогреватели, “вечная” лампочка и т.д).

Параллельное и последовательное и соединение ламп в быту

Иногда на практике нам приходится сталкиваться с необходимостью параллельного или последовательного соединения ламп накаливания. Нередко данная задача встает и в быту, причем это касается не только ламп в люстре. Кто-то может захотеть улучшить освещенность на кухне, а кому-то в голову придет светлая мысль продлить срок службы лампы, заменив ее двумя соединенными последовательно.

Давайте рассмотрим, как осуществляются эти соединения, на что важно обратить внимание, и каких принципов стоит придерживаться, выполняя различные соединения. На рисунках ниже будут приведены простые и понятные схемы.

Параллельное соединение ламп в быту

При параллельном соединении сопротивления объединяются одними зажимами в одну точку (узел) и вторыми зажимами в другой узел. В этом случае напряжение на зажимах всех сопротивлений будет одним и тем же, равным общему напряжению цепи.

Общее сопротивление при параллельном соединении всегда меньше сопротивлений отдельных участков цепи. Параллельное соединение наодит самое широкое применение как обеспечивающее независимую работу и одинаковое напряжение отдельных приемников.

Итак, при параллельном соединении ламп, на каждую из них подается полное сетевое напряжение, то есть фаза и ноль подаются непосредственно на каждую из ламп параллельной цепи. И в случае, если одна из ламп перегорит, остальные будут светить, ибо их цепи останутся полностью целыми.

Параллельное соединение ламп используется всюду в быту. Например: одна лампа находится в ванной комнате, другая — в туалете, и если включить свет и там и там, то эти лампы окажутся соединены между собой параллельно. Выключение или перегорание одной из этих ламп никак не повлияет на работоспособность второй.

Когда необходимо улучшить освещенность в помещении, добавив лампу к существующей системе освещения (вместо того, чтобы заменять уже имеющуюся лампу более мощной), делают отвод от проводки, и обычно на скрутку или клеммником присоединяют патрон осветительного прибора второй лампы.

Здесь нет ничего сложного, достаточно отключить напряжение питания во всем помещении, и осуществить подключение. Так вы получите дополнительный источник света.

Важно, кстати, обратить внимание на то, чтобы коммутируемая выключателем нагрузка (осветительный прибор) всегда находилась на нулевом проводе, и только при переключении выключателя в положение «вкл» — присоединялась бы к фазе. В этом вам поможет отвертка — индикатор фазы.

Обратите внимание, на рисунке каждая из ламп параллельной цепи присоединена к основной проводке своим проводом, так токовая нагрузка на все проводники окажется распределена равномерно, и если сечение этих проводов подобрано правильно, то ни один из них не будет перегреваться даже при длительной работе.

Читайте также:  Обои Прованс для спальни

Последовательное соединение ламп в быту

Справедливости ради можно сразу отметить, что в быту последовательное соединение ламп используют очень редко. Хотя иногда люди прибегают к такому подходу, например если хотят надежно предотвратить преждевременное перегорание ламп — соединяют последовательно две лампы одинаковой мощности, получают гарантию, что даже при сильных скачках напряжения в сети обе лампы останутся целыми.

Последовательное соединение применяется в тех случаях, когда напряжение источника значительно выше (в 2 и большее число раз) напряжения, на которое рассчитаны приемники.

Недостатками этого вида соединения, ограничивающими его применение, являются:

зависимость работы приемников друг от друга, так как при отключении одного из участков ток прерывается во всей цепи;

зависимость напряжений на отдельных участках цепи от их сопротивлений.

Такое последовательное соединение применяют часто в подъездах, когда чтобы не менять лампочку каждый сезон, просто устанавливают на потолке второй патрон на некотором расстоянии от первого, и в него вкручивают вторую лампочку. Так, вместо одной на 60 Вт — две последовательно по 95-100 Вт.

Лампы работают не при 220 вольтах, а при 110 вольтах, таким образом они всегда надежно защищены от токовой перегрузки, светят ровно и не мерцают, как если бы питались через диод (так иногда тоже делают, чтобы снизить средний ток через лампу).

На рисунке приведен вариант соединения ламп как в примере с подъездом. Очевидно, что последовательное соединение выполняется проводом одной и той же толщины, поскольку ток через последовательную цепь течет один и тот же. Напряжение 220 вольт подается на концы «гирлянды», и если ламп две, то на каждую лампу приходится по 110 вольт (при условии что лампы одинаковой мощности!)

Можно сделать цепь из трех одинаковых ламп, тогда на каждую лампу придется по 70-80 вольт переменного напряжения, ибо 210-240 вольт сетевого напряжения разделится на 3. По этому принципу изготавливают и новогодние гирлянды, где много-много разноцветных лампочек, рассчитанных на напряжение в 1 вольт соединяют в длинные последовательные цепочки. Обратите внимание, в гирляндах очень тонкие провода, так как там очень маленький ток, буквально единицы миллиампер.

Таким же подходом руководствуются, делая осветительные сборки из автомобильных ламп на 12 вольт — соединяют по 20 штук 5 ваттных ламп последовательно, и получают осветительную сборку мягкого света мощностью 100 Вт.

Но у таких гирлянд есть один минус — если перегорит одна лампа — работать перестанет вся гирлянда. Поэтому если в вашем быту имеется сборка из последовательно соединенных ламп, необходимо всегда иметь купленные на всякий случай запасные лампы.

Последовательное и параллельное соединение лампочек — схемы применения в быту.

Пример №1

При разработке устройства, возникла необходимость установить резистор с сопротивлением 8 Ом. Если мы просмотрим весь номинальный ряд стандартных значений резисторов, то мы увидим, что резистора с сопротивлением в 8 Ом в нем нет.

Выходом из данной ситуации будет использование двух параллельно соединенных резисторов. Эквивалентное значение сопротивления для двух резисторов соединенных параллельно рассчитывается следующим образом:

Данное уравнение показывает, что если R1 равен R2, то сопротивление R составляет половину сопротивления одного из двух резисторов. При R = 8 Ом, R1 и R2 должны, следовательно, иметь значение 2 × 8 = 16 Ом. Теперь проведем проверку, рассчитав общее сопротивление двух резисторов:

Таким образом, мы получили необходимое сопротивление 8 Ом, соединив параллельно два резистора по 16 Ом.

Отличия между двумя видами подключений

Схема последовательного подключения говорит о том, что проводники установлены в особом расположении друг за другом. Поэтому сила тока у них одинаковая. Эти элементы создают в цепи Uобщее.


Пример подключения с предохранителем

Заряды не собираются в узлах электрической цепи, иначе было бы видно, как напряжение меняется. Минусом этой схемы будет то, что если любой элемент сломается, то вся цепь разорвется и перестанет работать. Например, если взять новогоднюю гирлянду. Если одна лампочка перестала работать, то другие тоже не загораются. Это и будет главным различием между последовательным и параллельным соединением. Ниже описана характеристика резисторов при параллельном объединении.

Пример расчета №2

Найти общее сопротивление R из трех параллельно соединенных резисторов:

Общее сопротивление R рассчитывается по формуле:

Этот метод расчета может быть использованы для расчета любого количества отдельных сопротивлений соединенных параллельно.

Один важный момент, который необходимо запомнить при расчете параллельно соединенных резисторов – это то, что общее сопротивление всегда будет меньше, чем значение наименьшего сопротивления в этой комбинации.

Типы проводников

Проводимость веществом электрического тока связана с наличием в нем свободных носителей заряда. Их количество определяется по электронной конфигурации. Для этого необходима химическая формула вещества, при помощи которой можно вычислить их общее число. Значение для каждого элемента берется из периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева.

Электрический ток — упорядоченное движение свободных носителей заряда, на которые воздействует электромагнитное поле. При протекании тока по веществу происходит взаимодействие потока заряженных частиц с узлами кристаллической решетки, при этом часть кинетической энергии частицы превращается в тепловую энергию. Иными словами, частица «ударяется» об атом, а затем снова продолжает движение, набирая скорость под действием электромагнитного поля.

Процесс взаимодействия частиц с узлами кристаллической решетки называется электрической проводимостью или сопротивлением материала. Единицей измерения является Ом, а определить его можно при помощи омметра или расчитать. Согласно свойству проводимости, вещества можно разделить на 3 группы:

  1. Проводники (все металлы, ионизированный газ и электролитические растворы).
  2. Полупроводники (Si, Ge, GaAs, InP и InSb).
  3. Непроводники (диэлектрики или изоляторы).

Проводники всегда проводят электрический ток, поскольку содержат в своем атомарном строении свободные электроны, анионы, катионы и ионы. Полупроводники проводят электричество только при определенных условиях, которые влияют на наличие или отсутствие свободных электронов и дырок. К факторам, влияющим на проводимость, относятся следующие: температура, освещенность и т. д. Диэлектрики вообще не проводят электричество, поскольку в их структуре вообще отсутствуют свободные носители заряда. При выполнении расчетов каждый радиолюбитель должен знать зависимость сопротивления от некоторых физических величин.

Как рассчитать сложные схемы соединения резисторов

Более сложные соединения резисторов могут быть рассчитаны путем систематической группировки резисторов. На рисунке ниже необходимо посчитать общее сопротивление цепи, состоящей из трех резисторов:


Для простоты расчета, сначала сгруппируем резисторы по параллельному и последовательному типу соединения. Резисторы R2 и R3 соединены последовательно (группа 2). Они в свою очередь соединены параллельно с резистором R1 (группа 1).

Последовательное соединение резисторов группы 2 вычисляется как сумма сопротивлений R2 и R3:

В результате мы упрощаем схему в виде двух параллельных резисторов. Теперь общее сопротивление всей схемы можно посчитать следующим образом:

Расчет более сложных соединений резисторов можно выполнить используя законы Кирхгофа.

Как выполнить фазировку вводов лампочками накаливания


Допустим, вам нужно подключить параллельно между собой два трехфазных (380В) ввода, от одного источника питания. Вольтметра, мультиметра или тестера у вас под рукой нет. Что делать?

Ведь если перепутать фазы, то запросто можно создать междуфазное КЗ! И здесь вам опять поможет последовательная сборка всего из двух лампочек.

Собираете их по самой первой приведенной схеме и подсоединив один конец провода питания на фазу ввода №1, другим концом поочередно касаетесь жил ввода №2.

При одноименных фазах, лампочки светиться не будут (например фА ввод№1 — фА ввод№2).

А при разных (фА ввод№1 — фВ ввод№2) — они загорятся.

Такой эксперимент только с одной лампой, вам бы никогда не удался, так как она бы моментально взорвалась от повышенного для нее напряжения в 380В. А в последовательной сборке с двумя изделиями одинаковой мощности, к ним будет приложено напряжение в пределах нормы.

Но самое лучшее и практичное применение — это использовать данную схему вовсе не для освещения, а для обогрева. То есть, ваши источники света в первую очередь будут работать не как светильники, а как обогреватели.

Как сделать такую простую и незамысловатую инфракрасную печку, читайте в статье по ссылке ниже.

Что-то подобное зачастую применяется в инкубаторах.

Ток, протекающий в цепи параллельно соединенных резисторах

Общий ток I протекающий в цепи параллельных резисторов равняется сумме отдельных токов, протекающих во всех параллельных ветвях, причем ток в отдельно взятой ветви не обязательно должен быть равен току в соседних ветвях.

Несмотря на параллельное соединение, к каждому резистору приложено одно и то же напряжение. А поскольку величина сопротивлений в параллельной цепи может быть разной, то и величина протекающего тока через каждый резистор тоже будет отличаться (по определению закона Ома).

Рассмотрим это на примере двух параллельно соединенных резисторов. Ток, который течет через каждый из резисторов ( I1 и I2 ) будет отличаться друг от друга поскольку сопротивления резисторов R1 и R2 не равны. Однако мы знаем, что ток, который поступает в цепь в точке «А» должен выйти из цепи в точке «B» .

Первое правило Кирхгофа гласит: «Общий ток, выходящий из цепи равен току входящий в цепь».

Таким образом, протекающий общий ток в цепи можно определить как:

Затем с помощью закона Ома можно вычислить ток, который протекает через каждый резистор:

Ток, протекающий в R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 кОм = 0,545 мА

Ток, протекающий в R 2 = U ÷ R2 = 12 ÷ 47 кОм = 0,255 мА

Таким образом, общий ток будет равен:

I = 0,545 мА + 0,255 мА = 0,8 мА

Это также можно проверить, используя закон Ома:

I = U ÷ R = 12 В ÷ 15 кОм = 0,8 мА (то же самое)

где 15кОм — это общее сопротивление двух параллельно соединенных резисторов (22 кОм и 47 кОм)

И в завершении хочется отметить, что большинство современных резисторов маркируются цветными полосками и назначение ее можно узнать здесь.

Вывод.

Если максимальный выходной ток стабилизатора напряжения не обеспечивает потребности питаемой схемы, то есть только два выхода — заменить стабилизатор на модель с бóльшим выходным током или использовать схемотехническую балансировку выходных токов нескольких стабилизаторов.
P.S. «Всякое лыко — в строку». Во время подготовки статьи на глаза попалась широко растиражированная в документации на стабилизатор типа 1117 схема переключателя «батарея — сеть» с параллельным включением их выходов. К ней есть вопросы о практической применимости, но тему статьи она подтверждает чуть более, чем полностью. Привожу фрагмент из документации , который снабжён текстовыми пояснениями:

The 50 Ohm resistor that is in series with the ground pin of the upper regulator level shifts its output 300 mV higher than the lower regulator. This keeps the lower regulator off until the input source is removed.

P.P.S. Дописал вывод. Точнее — скопировал его из синопсиса.

Synopsis: You can’t boost output current of weak voltage regulators by simple parallel connection. You must use tougest one or special schematic for properly current sharing.

Частые ошибки при сборке схемы и подключении выключателя

Неграмотный специалист чаще всего вместо фазы вводит в выключатель ноль. Светильники могут работать, но в выключенном состоянии они будут под напряжением, что опасно при необходимости заменить лампы.

По неопытности заводят в выключатель и фазу, и ноль.

Важно! Ноль всегда уходит на осветительный прибор.

Третья ошибка – присоединение питающего провода на отвод вместо общего контакта. В результате работает только часть люстры.

Случается, что нулевой провод осветительного прибора подключается не к нулю в коробке, а к фазе.

Читать также: Станок для точилки ножей

Чтобы избежать ошибок с выключателем, следует внимательно отнестись к проводам. Желательно перед установкой выключателя промаркировать их, чтобы в процессе монтажа соединить одноименные.

Последовательное включение


Такой вид включения подразумевает вид соединения, когда резисторы соединяются между собой только одним выводом, образовывая цепочку, при этом между её началом и концом отсутствует проводимость, соответствующая режиму короткого замыкания. При использовании последовательного соединения сила тока будет одинакова для любого проводника, а разность потенциалов на участке цепи составит значение равное сумме разностей потенциалов, на выводах каждого из проводников. Расчёт общего значения импеданса в этом случае совсем несложен, для этого просто суммируются все номинальные значения элементов входящих в состав цепочки: Rобщ=R1+R2+…+Rn.
Например, в схеме применяется цепочка сопротивлений, состоящая из пяти резисторов: R1=32 Ом, R2=16 Ом, R3=1 кОм, R4=4,7 кОм, R5=1 Ом. После приведения всех номиналов к международной системе, получится ответ, равный: Rобщ = 32+16+1000+4700+10=5758 Ом или 5,75 кОм, что соответствует стандартному значению 5,6 кОм.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *