Quand j'ai ajouté une résistance à un ensemble de lumières de Noël où j'ai coupé des ampoules, il fait chaud. Pourquoi une chaîne de lumières plus courte n'a pas besoin d'une résistance?

13

J'ai donc appris que pour raccourcir les lumières de Noël, vous avez besoin d'une résistance. Et à moins que vous n'obteniez une très très grande résistance (qui est chère et difficile à trouver, ou utilisez un dissipateur thermique, ou en enchaînez plusieurs pour augmenter la puissance), elle deviendra très chaude et vous ne pourrez pas la laisser toucher quoi que ce soit.

Je ne sais pas ce qui me manque, pourquoi j'avais besoin d'une résistance pour raccourcir une chaîne de Noël contrairement à la chaîne plus courte. Par exemple, quelqu'un pourrait fabriquer une chaîne avec 78 ampoules au lieu de 100, et je suis sûr qu'ils n'auraient pas de résistance chaude là-bas.

Mais pourquoi une chaîne de lumières plus courte n'a-t-elle pas besoin d'une résistance?

Je ne sais pas pourquoi j'ai besoin d'ajouter une résistance chaude, je me suis demandé ce qu'ils faisaient dans le processus de fabrication pour déterminer comment fabriquer la chaîne sans résistance? Est-ce le type d'ampoule? Ou y a-t-il autre chose impliqué?

Existe-t-il un moyen d'émuler la chaîne de lumières la plus courte sans la résistance?

Remarque: ce sont des cordes qui se branchent sur une prise murale de 120V. La tension ne peut donc pas être ajustée car la prise de courant ne peut pas être ajustée.

resistors hbsrnbnt
la source
Ampoule 0,5W? ou quoi
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
1
Je pense, IIRC, que les ampoules sont généralement en chaînes de 25 environ. En tant que tel, une chaîne de "100" ampoules est vraiment quatre chaînes plus petites, alors que la chaîne de 78 ampoules est de trois sous-chaînes, etc ...
Connor Wolf
1
chaîne d'arbre dollar est de 20 ampoules. la chaîne de 100 n'est que de deux chaînes. Faites-moi confiance, vérifiez mes autres questions, j'ai déroulé l'ensemble des 100 et c'est 2x 50 en parallèle.
hbsrnbnt
2
@J ... L'utilisation intelligente de shunts qui n'interviennent qu'en cas de défaillance d'une ampoule signifie qu'ils continuent de fonctionner contrairement aux très anciens ensembles de la série où vous deviez tester chaque ampoule en séquence. energy.gov/articles/how-do-holiday-lights-work Bien sûr, maintenant les lumières LED sont communes et elles sont normalement un circuit CC série-parallèle
Chris H
1
@ChrisH Oui, mais clairement OP n'est pas si familier.
J ...

Réponses:

26

Les cordes sont conçues pour utiliser des ampoules dont les tensions sont égales à la tension d'alimentation. Ainsi, une chaîne qui utilise 20 ampoules pour une source d'alimentation de 120 V utilisera des ampoules conçues pour fonctionner à 6 volts. Et une chaîne qui utilise 50 ampoules pour une source de 120 V utilisera des ampoules conçues pour fonctionner à 2,4 V. Lorsque vous fabriquez des centaines de milliers (ou des millions) de cordes, vous pouvez faire fabriquer des ampoules personnalisées pour la tension que vous souhaitez.

Si vous souhaitez supprimer certaines des ampoules et raccourcir la chaîne, vous devez compenser la puissance utilisée par les ampoules ou courir le risque de défaillance prématurée des ampoules restantes que vous utilisez en surtension.

Une ampoule de 2,4 V conçue pour une chaîne de 50 ampoules n'est PAS "interchangeable" avec une ampoule de 6 V conçue pour une chaîne de 20 ampoules. Peu importe leur ressemblance à l'œil nu.

Richard Crowley
la source
11
Merci, c'est très utile. Je pense que cela résout mon problème - ce sont les ampoules qui sont la variable en question. En retirant les ampoules, cela réduit la résistance totale, donc la résistance est nécessaire. Une résistance deviendra chaude car elle est l'équivalent d'un tas d'ampoules réunies dans un même objet, la résistance.
hbsrnbnt
si une ampoule 6V 80mA (480mW, 75Ohm) est utilisée dans une chaîne qui baisse de 2,4V * 170mA (400mW, 14,1Ohm), elle n'ajoutera que 61 Ohm à 640 Ohm, donc le courant peut chuter de 10% mais deux fois plus de 80mA il était auparavant, donc il consommera deux fois la puissance 155mA * 6V (1000mW), ce qui devrait être évident
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
1
@ User91232 Oui, exactement. La résistance émettra environ autant d'énergie que les ampoules manquantes - elle est juste concentrée dans un petit composant, et tout en chaleur (pas que les ampoules à incandescence typiques soient très efficaces pour convertir l'électricité en lumière :)). Les ampoules sont des dissipateurs thermiques assez gros et deviennent assez chauds malgré tout - imaginez tout cela dans une petite résistance, et résumée à partir de plusieurs ampoules.
Luaan
Le string2P50S agit comme une source de courant pour toute résistance ajoutée avec 120 V appliqué à tout ce qui remplace une ampoule morte, de sorte que l'ampoule 6 V voit deux fois son courant normal, alors quoi?
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
@Luaan En fait, le filament d'une ampoule classique crée principalement de la chaleur rayonnante qui ne reste pas dans le système. Les résistances et même les LED ont un problème beaucoup plus important avec le refroidissement car elles doivent s'appuyer sur la convection ou la conduction, sinon la chaleur s'accumule et la température augmente. C'est pourquoi une ampoule de 5 W peut être tenue dans une main, tandis qu'une résistance de 5 W provoque des brûlures instantanées.
Agent_L
7

Si vous souhaitez raccourcir une chaîne de 100 ampoules à 78 (en fait deux chaînes parallèles de 39 pour 120 VCA), vous pouvez câbler une diode de redressement 1N4007 en série avec les chaînes. Cela réduira la tension RMS d'environ 30%, ce qui est à peu près correct.

Spehro Pefhany
la source
Je ne vous ai pas déçu, quelqu'un d'autre l'a fait, fyi. Mais je ne comprends vraiment pas votre réponse.
hbsrnbnt
1
L'utilisation d'un redresseur réduira la puissance de 50%, n'est-ce pas?
Richard Crowley
2
@RichardCrowley, cela réduira la tension RMS à 0,707, donc si la résistance était constante, cela réduirait la puissance à 50%, mais nous réduisons la résistance à 0,78, donc la puissance par ampoule est juste un peu moins.
Spehro Pefhany
1
@ User91232 oui la diode ne chauffera pas
Spehro Pefhany
2
@NickGammon Half on half off signifie que la puissance de chauffage est réduite à 50% pour la même charge de résistance. Puisque P = V ^ 2 / R, la tension RMS doit être de 1 / sqrt (2) ~ = 0,707. La moyenne est autre chose, je pourrais vous donner la formule pour une onde sinusoïdale redressée demi-onde, mais elle ne prédit pas l'effet de chauffage - pour cela, vous avez besoin de RMS.
Spehro Pefhany
5

Les ampoules peuvent être fabriquées à n'importe quelle tension souhaitée.

Je suppose que les cordes utilisent des ampoules de tension différentes. Avez-vous mesuré la tension aux bornes de chaque ampoule lorsqu'elle est dans sa chaîne et allumée?

Les ampoules à incandescence n'ont pas non plus un seuil rigide de "fonctionnement" vs "ne fonctionne pas". Les ampoules d'une même chaîne peuvent être surchargées avec une tension plus élevée qu'elles sont vraiment censées fonctionner, et l'autre chaîne peut être sous-entraînée par les ampoules. La surmultiplication produira plus de lumière mais raccourcira la durée de vie. La sous-conduite fera le contraire, mais vous aurez toujours de la lumière à moins qu'elle ne soit très, très sous-motivée.

Connor Wolf
la source
upvote car utile et précis. ps je n'ai pas mesuré la tension aux bornes de la chaîne, je l'ai seulement calculée sur la base de la source d'alimentation 120v.
hbsrnbnt
Les petites ampoules ne peuvent pas être fabriquées pour moins de quelques millivolts ou plus que certains kilovolts, mais pour des tensions comprises entre 0,5 et 300 volts. Une ampoule pour une très haute tension et une faible puissance nécessiterait un filament trop fin pour être fabriqué. Une ampoule pour une très basse tension nécessiterait un filament très court et épais, la perte de chaleur des fils de connexion serait trop importante.
Uwe
@Uwe - Point pris.
Connor Wolf
4

Si les ampoules sont connectées en série, leurs tensions s'ajouteront à toutes les sorties d'alimentation - cela signifie que toute ampoule retirée doit avoir sa chute de tension compensée avec des résistances.

Si vous retirez 2 ampoules à 0,5 W chacune, vous devrez dissiper 1 W de puissance si vous souhaitez conserver la même luminosité dans les autres ampoules, par exemple. Additionnez la puissance combinée des ampoules retirées et c'est la quantité d'énergie supplémentaire que vous devez dissiper.

Dans une chaîne plus courte, vous utiliseriez soit une alimentation électrique à tension plus faible (si vous ne faites pas fonctionner les ampoules directement sur le secteur), soit vous utiliseriez des ampoules à résistance plus élevée pour réduire le courant (avec une chute de tension plus ou moins uniforme sur toutes les ampoules). .

Benjamin Wharton
la source
les deux cordes se branchent sur le mur qui est 120V.
hbsrnbnt
merci pour votre réponse, vote positif car utile et précis.
hbsrnbnt
1

Les lumières ont été conçues pour une entrée de 120 VCA. La puissance de sortie (lumière et chaleur) peut être estimée par la loi d'Ohm simple (en supposant un circuit idéal): P = VI = V ^ 2 / R.

En omettant certaines ampoules, vous réduisez la résistance globale et augmentez ainsi la puissance drainée de l'alimentation. Avec une alimentation en tension constante, cela signifie que vous consommez un courant plus élevé. Chaque élément du circuit dissipe la puissance P = RI ^ 2, où R est la résistance de l'élément et I est le courant qui le traverse. C'est pourquoi la résistance chauffe et les ampoules sont plus brillantes.

Votre note est fausse, cependant. Vous pouvez ajuster la tension appliquée à la chaîne. Ajoutez un (auto) transformateur entre la prise murale et la chaîne. De cette façon, vous pouvez réduire la tension globale pour s'adapter aux 78 ampoules au lieu de 100.

Crowley
la source
upvote pouvez-vous m'en dire plus sur ce transformateur et s'il est bon marché et facile à utiliser? Où en trouver un et comment calculer le type / la taille dont j'ai besoin?
hbsrnbnt