Ligar corretamente as fitas luminosas LED: Um guia para circuitos em série e em paralelo

As fitas de LED revolucionaram a forma como pensamos a iluminação LED, e estas soluções de iluminação linear LED versáteis e energeticamente eficientes são adequadas para uma variedade de aplicações. No entanto, uma das perguntas mais comuns no que diz respeito à instalação é como descobrir a cablagem correta. Deve optar por ligar as fitas de LED em série ou em paralelo, ou uma combinação de ambas?

Série e paralelo são as duas formas básicas de ligar as tiras de LED, e a escolha do método adequado depende das especificidades do seu projeto de iluminação e das suas expectativas para o resultado final. Este guia abordará os circuitos em série e em paralelo e as suas respectivas vantagens e desvantagens. Acompanhe-nos durante a leitura deste artigo e a ligação correta das fitas de LED ou mesmo de outras luzes LED será simples e fácil de compreender.

O que é um circuito em série?

Os circuitos em série são uma das formas mais simples de circuitos que podem ser construídos e são frequentemente designados por "cadeias de margaridas" ou "loops". Os circuitos em série são por vezes designados por "acoplamento de corrente" porque a corrente total fluirá através de cada componente do circuito.

Chama-se circuito em série porque os componentes estão dispostos numa cadeia ou sequência, um após o outro, de modo que a corrente só pode fluir ao longo de um caminho. Em termos simples, isto significa que a corrente segue um caminho do início ao fim, com o ânodo (positivo) do segundo LED ligado ao cátodo (negativo) do primeiro LED. Veja o diagrama abaixo para um exemplo:

Um circuito em série é ligado como se mostra, com a saída positiva do controlador ligada ao terminal positivo do primeiro LED, seguida de uma ligação do terminal negativo desse LED ao terminal positivo do segundo LED, e assim por diante, até ao último LED do circuito. Por fim, é efectuada uma ligação do terminal negativo do último LED à saída negativa do controlador, formando assim um circuito contínuo ou uma cadeia em margarida.

Os pontos-chave de um circuito em série são os seguintes:

1. Via única: Num circuito em série, existe apenas um caminho para a corrente. Se traçarmos uma linha do terminal positivo de uma fonte de alimentação (como uma bateria) até ao terminal negativo, passaríamos por cada LED ou outro componente do circuito, um a um.

2. Corrente constante: Como existe apenas um caminho, a mesma corrente fluirá através de todos os componentes LED do circuito. Esta é uma das caraterísticas mais importantes de um circuito em série.

3. Distribuição da tensão: A tensão total necessária é a soma da tensão de avanço de cada LED, o que simplifica os requisitos de potência. Num circuito em série, a tensão total fornecida pela fonte de alimentação é distribuída entre os LEDs. Cada LED recebe uma parte da tensão total que é proporcional à sua resistência.

4. Resistência adicional: A resistência total de um circuito em série é igual à soma das resistências de cada componente. Portanto, se forem adicionados mais componentes, a resistência total do circuito aumentará, reduzindo assim a corrente total que flui através do circuito.

5. Função dependente: Uma desvantagem dos circuitos em série é que, se um LED falhar (por exemplo, se queimar), todo o circuito é desligado e todos os LEDs deixam de funcionar. Isto deve-se ao facto de o caminho do fluxo de corrente ser interrompido.

O que é um circuito paralelo?

Os circuitos paralelos utilizam normalmente mais cabos do que os circuitos em série, mas permitem que a corrente seja distribuída igualmente entre os LED, o que significa que existem vários caminhos para a corrente fluir e que cada LED está ligado de forma independente à fonte de alimentação. Os circuitos em série fornecem a mesma corrente a cada LED, enquanto os circuitos paralelos fornecem a mesma tensão a cada LED, e cada LED recebe uma corrente igual à corrente total de saída do controlador dividida pelo número de LEDs em paralelo.

Num circuito paralelo, os terminais positivos de todos os LEDs são ligados entre si e regressam à saída positiva do controlador de LEDs, e os terminais negativos de todos os LEDs são ligados entre si e regressam à saída negativa do controlador.

Pontos-chave de um circuito paralelo:

1. Vias múltiplas: Num circuito paralelo, existem vários caminhos para a corrente. Cada LED está ligado de forma independente aos terminais positivo e negativo da fonte de alimentação.

2. Tensão constante: Uma das caraterísticas mais importantes de um circuito paralelo é o facto de a tensão em cada LED ser a mesma. Isto significa que cada LED no circuito recebe a sua tensão total da fonte de alimentação.

3. Distribuição de corrente: A corrente total fornecida pela fonte de alimentação é distribuída entre os LEDs. A corrente que cada LED recebe da fonte de alimentação é proporcional à sua resistência. A corrente total é a soma das correntes que passam por cada caminho dos LEDs.

4. Resistência reduzida: Quando as resistências são ligadas em paralelo, a resistência total do circuito diminui. Isto acontece porque a adição de mais caminhos permite a passagem de mais corrente.

5. Funcionamento independente: Cada LED num circuito paralelo funciona de forma independente. Se um LED falhar, isso não afectará o funcionamento dos outros LEDs. Esta é uma vantagem significativa dos circuitos paralelos em relação aos circuitos em série.

Ambos os circuitos série-paralelo

Como o nome sugere, um circuito série-paralelo é uma combinação de circuitos série e paralelo, combinando elementos de cada um. Este circuito não é nem um simples circuito em série nem um simples circuito paralelo. Em vez disso, combina elementos de ambos. Num circuito série-paralelo, algumas partes estão ligadas em série e outras em paralelo.

Como podemos ver no diagrama acima, o circuito tem 3 grupos de LEDs ligados em paralelo, e cada grupo de LEDs está ligado em série com 3 LEDs. Este circuito série-paralelo permite desenhos mais complexos, maior flexibilidade e as vantagens de ambos os circuitos, série e paralelo.

Fitas de LED são constituídos por estes circuitos série-paralelo. As fitas LED são muito compridas, mas na realidade são constituídas por muitos ramos paralelos, cada um composto por 3 LED em série, para as fitas LED de 12V (ou 6 LED nas fitas LED de 24V). Por outras palavras, 3 LEDs estão ligados em série, mas 3 grupos de LEDs estão ligados em paralelo. É por isso que podemos simplesmente cortar a fita de LEDs em intervalos de 3 LEDs.

Como ligar as tiras de LED em série?

Ligar duas ou mais tiras de LED em série é provavelmente o método mais lógico e direto. Pode pensar nesta ligação em série como a simples ligação de uma extremidade da fita LED à fita LED seguinte. Se apenas necessitar de ligar uma curta distância, pode precisar de algumas conectores sem solda. Para tiragens mais longas de LED, é necessário ter em atenção as quedas de tensão.

Esta ligação em série é um método rápido e fácil porque não requer a criação de outra ligação de linha eléctrica separada. Basta saltar entre as duas secções de fitas LED.

A desvantagem é que isto pode causar uma queda de tensão adicional, resultando numa menor saída de luz do LED mais afastado da fonte de alimentação. A razão para isto é que a ligação de tiras de LED em série apenas permite que a corrente flua através de um caminho, o que pode atuar como um estrangulamento para o fluxo de corrente, reduzindo a quantidade de tensão e corrente que chega à secção de tiras de LED mais distante.

Como ligar as tiras de LED em paralelo?

Uma alternativa ao ligação de várias tiras de LED é ligá-las em paralelo. Este método cria secções separadas de tiras de LED, cada uma ligada diretamente à fonte de alimentação.

Esta ligação paralela reduz a quantidade de corrente que tem de fluir através de qualquer secção de fita LED, uma vez que estão ligadas diretamente à fonte de alimentação. Reduz significativamente a probabilidade de quedas de tensão.

A principal desvantagem deste método de ligação é o facto de exigir mais trabalho de cablagem. A principal dificuldade reside no facto de a maioria das fontes de alimentação ter apenas um fio de saída positivo e um negativo, pelo que, para a ligar a várias secções de fitas LED, é necessário dividir essa saída em vários fios. Para o fazer, pode utilizar terminais divisores de fios especializados.

Outra dificuldade é que algumas secções de fitas LED podem estar localizadas longe da fonte de alimentação. Nestes casos, pode constatar que não só os fios compridos são mais dispendiosos, como também têm de ser de um calibre suficientemente grande. Caso contrário, a tensão no fio cairá antes de chegar à fita LED.

Mitos sobre a ligação de fitas LED em série e em paralelo

Muitos fabricantes e clientes utilizam o termo ligação em série para descrever a ligação de várias secções de fitas LED de ponta a ponta ou em cadeia. Mas, em rigor, quando analisado do ponto de vista da tecnologia de circuitos electrónicos, o termo série é completamente incorreto quando se refere a esta configuração. Foi por isso que introduzimos os circuitos electrónicos em série e em paralelo nas secções anteriores.

Porque é que queremos esclarecer este mito? Porque as fitas LED são constituídas por circuitos de derivação em série-paralelo (que também abordámos na secção anterior sobre circuitos em série-paralelo). Se cortar uma tira de LED, está simplesmente a reduzir o número de ramos ligados em paralelo. Quando liga a tira de LEDs de ponta a ponta (cadeia de margaridas), está simplesmente a adicionar ramos paralelos adicionais.

Uma verdadeira ligação eléctrica em série irá alterar a tensão de entrada necessária. No entanto, quando as pessoas falam em ligar as tiras de LED em série, estão quase sempre a ligar as tiras de LED de ponta a ponta. Quando ligadas desta forma, a tensão de entrada da fita LED mantém-se constante. Por outras palavras, pode utilizar uma fonte de alimentação de 12 V para alimentar um comprimento de 1 metro de fita LED de 12 V e ligar em cadeia outra secção de 2 metros de fita LED de 12 V.

Em todo o caso, esta ligação em série e em paralelo das fitas LED não é totalmente correta, mas observa alguns princípios básicos dos circuitos em série e em paralelo, pelo que não está totalmente errada. Isto está intimamente relacionado com o design da fita LED e os princípios electrónicos correspondentes, o Fonte de alimentação LED.

Como devo ligar as fitas LED luzs, e qual é o melhor?

O método de escolha para ligar as fitas LED em série ou em paralelo depende de uma série de factores relacionados com o projeto de iluminação específico. Há vantagens em ambos os métodos e há vantagens em utilizá-los em diferentes situações.

As tiras de LED ligadas em série são normalmente utilizadas para instalações simples que não exigem que as tiras sejam esticadas ao longo de grandes distâncias (não mais de 10 metros). Isto é ideal quando as tiras de LED são instaladas em áreas mais pequenas. Uma ligação em série também é vantajosa quando se pretende controlar a intensidade da luz em toda a instalação utilizando uma única fonte de alimentação. No entanto, tenha em atenção que este método pode resultar numa queda de tensãoespecialmente nas extremidades das tiras mais longas, o que pode levar a uma iluminação irregular.

As tiras de LED ligadas em paralelo são mais adequadas para criar instalações de iluminação em grande escala. Quando as tiras de LED precisam de cobrir uma área maior, como uma grande sala de estar, um corredor ou a fachada de um edifício. Nesta configuração, cada fita LED é ligada diretamente à fonte de alimentação, o que minimiza a queda de tensão e garante uma iluminação uniforme ao longo de todo o comprimento da fita. A ligação das fitas LED RGB em paralelo também é recomendada quando se planeia utilizar fitas RGB, uma vez que cada secção de LED de uma fita RGB pode apresentar todo o espetro de cores de forma independente, sem perda de intensidade da luz.

Posso misturar ligações em série e em paralelo numa instalação de fitas LED? Sim, é possível. No entanto, é necessário um planeamento cuidadoso e cálculos precisos para garantir a distribuição correta da tensão e da corrente, bem como para configurar a potência e o número de fontes de alimentação adequados. Em projectos de iluminação complexos, é comum utilizar uma mistura de cablagem em série e paralela para as tiras de LED.

Por conseguinte, a escolha final do método de cablagem depende das especificidades da instalação. Se o projeto exigir longos segmentos de fita LED com iluminação uniforme, as ligações paralelas serão a melhor escolha. Por outro lado, em instalações mais pequenas e compactas, uma ligação em série pode ser suficiente e até mais económica. Em ambos os casos, a seleção adequada das fontes de alimentação e da cablagem para garantir uma alimentação estável e uma longa vida útil da iluminação LED são requisitos essenciais.

Em conclusão

A escolha de ligar as fitas LED em circuitos em série ou em paralelo depende, em última análise, dos requisitos específicos do seu projeto. Os circuitos em série são simples, económicos e energeticamente eficientes para instalações mais pequenas, enquanto os circuitos paralelos oferecem maior fiabilidade e brilho consistente para projectos maiores.

Quer seja o proprietário de um projeto, um instalador profissional ou um entusiasta da bricolage, dedicar algum tempo a avaliar as suas necessidades de energia e a configuração da cablagem irá garantir que as suas fitas LED irão brilhar durante muitos anos.

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