Светодиодные ленты постепенно становятся самым популярным способом для создания дизайнерских решений освещения различных интерьеров, это возможно благодаря их гибкости, разнообразию цветов и возможности изменения яркости. Однако при подключении ленты, важно правильно подобрать провод, для обеспечения надёжного и безопасного соединения.
Проблема выбора сечения провода
Казалось бы, ну зачем раздувать из мухи слона? Понятно и так, что выбор сечения проводника важен для подключения любых мощных потребителей. Иначе нельзя, ведь изоляция расплавится и потеряет свои свойства. Однако и для подключения светодиодных лент, этот вопрос также весьма актуален.
Если сэкономить и использовать слишком тонкий провод, то это вызовет локальный перегрев, и как следствие, повреждение ленты. Это связано с тем, что низковольтные светодиодные ленты — довольно мощный потребитель, и при подключении их к источнику питания через тонкий провод, происходит потеря напряжения и перегрев в месте соединения.
В результате лента может быстро выйти из строя или даже загореться.
Также можно допустить ошибку при выборе длины проводов. Подключение, например, ленты на 12 В слишком длинным проводом или подключение ленты, имеющей длину больше расчетной, может привести к снижению яркости свечения светодиодов и повреждению блока питания через некоторое время.
Для определения оптимального сечения провода необходимо знать мощность светодиодной ленты и расстояние от блока питания до места подключения. На основе этих данных можно рассчитать необходимое сечение провода и выбрать подходящий кабель.
Пример выбора сечения
Для расчёта сечения провода необходимо знать длину провода, потребляемую мощность и напряжение.
Предположим, что у нас есть светодиодная лента на 12 В длиной 5 метров. Мощность, которую потребляет 1 м ленты, составляет 14,4 Вт/м (12 В × 1,2 А/м). Тогда общая мощность составит 72 Вт (14,4 Вт/м × 5 м).
Теперь нужно выбрать провод. Для подключения низковольтных светодиодных лент обычно используют провода с сечением 1,5 мм² или 2,5 мм².
Чтобы определить, какое сечение провода нам нужно, нужно знать длину провода, допустим, что она равна 10 м и потери напряжения на проводе. Они должны быть минимальными, чтобы обеспечить стабильную работу ленты.
Потерю напряжения рассчитаем так:
ΔU = (ρ × L / A) × I
где ΔU – потери напряжения (В), ρ – удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м), L – длина провода (м), A – сечение проводника (мм²), I – ток потребления (А).
Подставим наши значения в формулу:
ρ меди = 0,0175 Ом*мм²/м.
ΔU = (0,0175 * 10 / 1,5) * 1,2 ≈ 0,11 В.
На первый взгляд это очень мало, но всё же лучше выбрать провод с большим сечением, чтобы быть уверенным в надёжности системы.
Здесь важно не запутаться, поэтому поясним, что расчётное значение падения определено при подключении 1 метра ленты. Соответственно, для того чтобы определить полное значение, следует умножить полученное значение на 5.
ΔU полн = 0,11*5 = 0,55 В.
То есть даже при использовании провода в 1.5 мм² мы теряем половину вольта на 10-метровой линии питания, а для 12 вольтовой цепи это почти 5% от номинального напряжения. Поэтому будьте бдительны, когда кто-то вам советует «лента потребляет мало, хватит и пол квадрата».
Повторим расчёты. Возьмём провод с сечением 2,5 мм², тогда потери напряжения при подключении 1 м ленты будут ещё меньше:
ΔU = (0,0175 * 10 / 2,5) * 1,2 = 0,07 В.
Определяем падение напряжения для 5 м светодиодной ленты:
ΔU полн = 0,07*5 = 0,35 В.
Таким образом, для подключения нашей светодиодной ленты длиной 5 м нужен медный провод с сечением 2.5 мм².
Повторю, что не стоит экономить, а использовать кабель с медными жилами, так как он обладает лучшей проводимостью и меньше подвержен окислению. Также важно убедиться, что кабель имеет изоляцию, соответствующую требованиям безопасности и условиям эксплуатации.
Решаем проблему подключения
При монтаже важно не только грамотно выбрать длину и сечение проводников, но и правильно подобрать блок питания по мощности. Рассмотрим далее, как это можно сделать.
Сразу отметим, что решить проблему простой заменой тонкого провода на более толстый провод получится не всегда. Иногда придётся ещё и менять схему подключения. То есть вместо того чтобы подключить ленту одним проводом, требуется разделить ленту на несколько частей.
На рисунке показано подключение ленты длиной 5 м, и это сделано не просто так. Дело в том, что расчёт токопроводящих дорожек выполнен исходя из значений определённой величины тока. Соответственно, подключив «последовательно» (то есть к концу предыдущей) ещё одну ленту, например, длиной 5 м, мы превысим допустимое значение тока, протекающего по первой ленте.
Результат – неравномерное свечение светодиодов, перегрев токопроводящих дорожек и быстрый выход из строя ленты.
Правильный выбор блока питания
Разумеется, что при недостаточной мощности самого блока питания никакие манипуляции с сечением проводов не дадут желаемого результата. Кроме того, работа блока на пределе своих возможностей, неизбежно отразится на сроке службы, конечно же, в сторону его сокращения.
Для того чтобы узнать, какая мощность блока питания требуется, сначала нужно определить два значения:
1. Удельная мощность ленты.
2. Длина ленты.
Разберём такой пример. Допустим, что удельная мощность светодиодной ленты составляет 4,8 Вт на 1 м. Вычисляем общую мощность, умножив значения удельной мощности на длину ленты.
Получаем:
15 м*4,8 Вт = 72 Вт.
Однако, как мы уже говорили, мощность блока питания нужно брать с небольшим запасом, например, 30%.
Итого:
(72/100)*30 =21,6 Вт;
72+21,6=93,6 Вт.
Получив это значение, выбираем блок питания с ближайшим номинальным значением мощности, то есть 100 Вт.
А можно ли применить два блока питания?
Допустим, что два блока питания у нас уже имеются, но подключить требуется ленту большей длины, чем мы рассчитали. Можно ли подключить два блока? Конечно! Разберём схему.
Используя такую схему, можно подключать светодиодную ленту, мощностью больше 9,6 Вт/м, применяя при этом провода сечением 1,5 мм2. В некоторых случаях это может оказаться единственным подходящим вариантом, хотя и увеличит общую стоимость системы освещения.
Можно применить параллельное подключение блоков питания, но это может несколько усложнить схему.
К тому же, просто соединив провода на выходе, можно получить довольно неприятную ситуацию, со всеми вытекающими последствиями — перетекания токов от одного блока к другому, из-за разности напряжений.
Для предотвращения перетекания токов на выходах блоков питания следует в схему подключения добавить диоды, с соответствующими параметрами. Причём диод, который будет подключён к положительному полюсу, должен быть присоединён анодом к блоку питания, а катодом, к ленте.
Подобную схему подключения можно также применить, если блоки питания имеют возможность регулирования выходного напряжения. Однако перед подключением нужно обязательно отстроить выходное напряжение на каждом блоке, или соединив на выходе их отрицательные полюсы, добиться того, чтобы на положительных полюсах, вольтметр показывал 0 В или даже 0 А, если измерять ток амперметром, разумеется, что измерять ток нужно через резистор.
Заключение
Подведём итог. При выборе провода для подключения светодиодной ленты необходимо учитывать мощность ленты, расстояние между блоком питания и местом установки, а также требования к безопасности и условиям эксплуатации.
Автор статьи — Илья Корчагин
