Как составить электрическую схему. Чтение электросхем для начинающих. Читаем электрические схемы. Обозначение радиоэлементов. Как научиться читать принципиальные схемы. Что такое электрическая схема

"Как читать электрические схемы ?". Пожалуй, это самый часто задаваемый вопрос в рунете. Если для того, чтобы научиться читать и писать, мы изучали азбуку, то здесь почти то же самое. Чтобы научиться читать схемы, первым делом, мы должны изучить как выглядит тот или иной радиоэлемент в схеме. В принципе ничего сложного в этом нет. Вся соль в том, что если в русской азбуке 33 буквы, то для того, чтобы выучить обозначения радиоэлементов, придется неплохо постараться. До сих пор весь мир не может договориться, как обозначать тот или иной радиоэлемент либо устройство. Поэтому, имейте это ввиду, когда будете собирать буржуйские схемы. В нашей статье мы будем рассматривать наш ГОСТ-вариант обозначения радиоэлементов.

Электрические чертежи лестниц по-прежнему являются одним из распространенных и надежных инструментов, используемых для устранения неполадок оборудования при его сбое. Как и в любом хорошем инструменте устранения неполадок, вы должны быть знакомы с его основными функциями, чтобы максимально использовать диаграмму в этой области. Другими словами, обладание базовым пониманием того, как выложено чертеж, а также значение чисел и символов, найденных на схеме, сделают вас намного более опытными специалистами по обслуживанию.

Как правило, две отдельные части лестничного рисунка: компонент питания и компонент управления. Силовая часть состоит из таких элементов, как двигатель, контакты стартера двигателя и перегрузки, разъединители и защитные устройства . Контрольная часть включает в себя элементы, которые делают компоненты питания выполняющими свою работу. Для этого обсуждения мы сосредоточимся на контрольной части чертежа. Давайте взглянем на наиболее распространенные компоненты.

Ладно, ближе к делу. Давайте рассмотрим простенькую электрическую схему блока питания, которая раньше мелькала в любом советском бумажном издании:

Если вы не первый день держите паяльник в руках, то для вас с первого взгляда сразу все станет понятно. Но среди моих читателей есть и те, кто впервые сталкивается с подобными чертежами. Поэтому, эта статья в основном именно для них.

Например, в воздушной компрессорной системе будет символ для реле давления. Если человек, выполняющий поиск и устранение неисправностей и ремонт, не распознает этот символ, будет сложно найти коммутатор, чтобы определить, правильно ли он работает. Во многих случаях устройства ввода считаются либо нормально открытыми, либо нормально закрытыми. Нормально открытый или закрытый статус относится к полному состоянию устройства. Если устройство нормально закрыто, проверка сопротивления даст показания. Нормально открытое и нормально закрытое состояние устройств не помечено на чертеже лестницы.

Ну что же, давайте ее анализировать.

В основном, все схемы читаются слева-направо, точно также, как вы читаете книгу. Всякую разную схему можно представить в виде отдельного блока, на который мы что-то подаем и с которого мы что-то снимаем. Здесь у нас схема блока питания, на который мы подаем 220 Вольт из розетки вашего дома, а выходит уже с нашего блока постоянное напряжение. То есть вы должны понимать, какую основную функцию выполняет ваша схема . Это можно прочесть в описании к ней.

Скорее, вы должны распознать символ. Полезный намек на то, чтобы определить, открыты ли контакты или закрыты, - это думать о них с точки зрения силы тяжести. Если на устройстве действует гравитация, его нормальное состояние показано на чертеже. Исключение из этой концепции содержится в устройствах, содержащих пружины. Например, при рисовании нормально разомкнутой кнопки, кажется, что кнопка должна падать и закрываться. Однако есть пружина в кнопке, которая удерживает контакты в открытом положении.

Итак, вроде бы определились с задачей этой схемы. Прямые линии - это проводочки, по которым будет бежать электрический ток. Их задача - соединять радиоэлементы.

Точка, где соединяются три и более проводочков, называется узлом . Можно сказать, в этом месте проводочки спаиваются:

Управляющее напряжение и безопасность. Управляющее напряжение для системы может поступать от управляющего трансформатора, который подается от силовой части чертежа или другого источника. По соображениям безопасности важно определить источник управляющего напряжения до работы в системе, потому что выключатель питания не может отключить управляющее напряжение, поэтому электрически безопасное состояние не будет установлено.

Рисунок называется лестничным рисунком, потому что он похож на лестницу в том виде, в каком он построен и представлен на бумаге. Две вертикальные линии, которые служат границей для системы управления и доставляют управляющее напряжение на устройства, называются рельсами. Рельсы могут иметь в них сверхтоковые устройства и могут иметь контакты от управляющих устройств. Эти контрольные линии могут быть более толстыми, чем другие, чтобы лучше их идентифицировать.

Если пристально вглядеться в схему, то можно заметить пересечение двух проводочков

Такое пересечение будет часто мелькать в схемах. Запомните раз и навсегда: в этом месте проводочки не соединяются и они должны быть изолированы друг от друга . В современных схемах чаще всего можно увидеть вот такой вариант, который уже визуально показывает, что соединения между ними отсутствует:

Как настоящая лестница, рельсы являются опорами для ступеньки. Если рисунок лестницы проходит через несколько страниц, управляющее напряжение переносится с одной страницы на другую вдоль рельсов. Существует несколько способов, которые могут быть представлены на чертеже. Следует отметить номер страницы, на которой продолжаются рельсы.

В этом устройстве схемы последовательность событий может быть описана как таковая. Когда кнопка нажата, цепь завершается, и ток будет течь, чтобы активировать катушку. Ступени. Ступени лестницы состоят из проводов и устройств ввода, которые либо позволяют подавать ток, либо прерывать ток на выходные устройства. Эти линии могут быть тонкими линиями по сравнению с линиями рельсов. От размещения входных и выходных устройств вы можете определить последовательность событий, которые либо активируют, либо обесточивают выходы.

Здесь как бы один проводок сверху огибает другой, и они никак не контактируют между собой.

Если бы между ними было соединение, то мы бы увидели вот такую картину:

Ключом к хорошему устранению неполадок является определение этой последовательности событий. Устройства ввода, как правило, размещаются на левой стороне ступени, а выходные устройства расположены справа. Размещение устройств ввода. Входные устройства размещаются на ступеньках таким образом, который указывает текущий поток через цепочку, когда есть полный путь к выходам. Есть несколько способов, которыми эти устройства ввода могут быть размещены на ступеньках, хотя, как указано ранее, они обычно располагаются с левой стороны.

Это означает, что они размещены от конца до конца на чертеже. Чтобы ток протекал через них, они должны находиться в закрытом положении. Понимание этого потока является отличным помощником в устранении неполадок. Ключевой вопрос, который вы всегда задаете себе, - это: «Что нужно, чтобы активировать выход?».

Давайте еще раз рассмотрим нашу схему.

Как вы видите, схема состоит из каких-то непонятных значков. Давайте разберем один из них. Пусть это будет значок R2.

Итак, давайте первым делом разберемся с надписями. R - это значит резистор. Так как у нас он не единственный в схеме, то разработчик этой схемы дал ему порядковый номер "2". В схеме их целых 7 штук. Радиоэлементы в основном нумеруются слева-направо и сверху-вниз. Прямоугольник с чертой внутри уже явно показывает, что это постоянный резистор с мощностью рассеивания в 0,25 Ватт. Также рядом с ним написано 10К, что означает его номинал в 10 КилоОм. Ну как-то вот так...

Здесь приведен простой пример для анализа. Следуя пути для текущего, вы можете увидеть логику размещения устройств ввода. Эта логика определяет процесс принятия решений устройствами ввода и путь для тока при его движении выходы. Логические операторы. Существует несколько логических операторов, которые можно использовать при размещении устройств ввода в ступеньках. На рисунке 3 представлены все три.

Кнопка пуска запускает путь и активирует катушку. . Размещение выходных устройств. Как отмечалось ранее, выходные устройства размещаются на правой стороне чертежа лестницы. В отличие от устройств ввода, важно, чтобы выходные устройства были размещены параллельно. Если они помещаются последовательно, электрическая теория утверждает, что напряжение будет падать по сопротивлению каждого выхода. Если это произойдет, они не будут работать должным образом.

Как же обозначаются остальные радиоэлементы?

Для обозначения радиоэлементов используются однобуквенные и многобуквенные коды. Однобуквенные коды - это группа , к которой принадлежит тот или иной элемент. Вот основные группы радиоэлементов :

А - это различные устройства (например, усилители)

В - преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот. Сюда могут относиться различные микрофоны, пьезоэлементы, динамики и тд. Генераторы и источники питания сюда не относятся .

Выходы включают такие элементы, как огни, катушки, соленоиды и нагревательные элементы. В дополнение к общепринятым символам, показанным на фиг. 1, буквы и цифры также помогают идентифицировать устройства вывода. Обычно у катушек есть контакты, связанные с ними. Эти контакты изменят состояние, когда катушка активирована. Меняющиеся контакты либо завершат, либо откроют путь для текущего.

Как отмечено на фиг. 4, когда кнопка нажата, путь завершается, и ток будет течь, чтобы активировать катушку. Когда катушка активирована, контакты, связанные с катушкой, изменят состояние. Красный свет будет гореть, и зеленый свет погаснет. Расположение контактов. В чертеже лестницы контакты, связанные с катушкой, могут быть расположены с использованием системы перекрестных ссылок. Ступеньки обычно пронумерованы на левой стороне рельса. Номер на правой стороне рельса ссылается на контакты, связанные с катушкой.

С - конденсаторы

D - схемы интегральные и различные модули

E - разные элементы, которые не попадают ни в одну группу

F - разрядники, предохранители, защитные устройства

H - устройства индикации и сигнальные устройства, например, приборы звуковой и световой индикации

U - преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи

V - полупроводниковые приборы

W - линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны

X - контактные соединения

Y - механические устройства с электромагнитным приводом

Z - оконечные устройства, фильтры, ограничители

Для уточнения элемента после однобуквенного кода идет вторая буква, которая уже обозначает вид элемента . Ниже приведены основные виды элементов вместе с буквой группы:

BD - детектор ионизирующих излучений

BE - сельсин-приемник

BL - фотоэлемент

BQ - пьезоэлемент

BR - датчик частоты вращения

BS - звукосниматель

BV - датчик скорости

BA - громкоговоритель

BB - магнитострикционный элемент

BK - тепловой датчик

BM - микрофон

BP - датчик давления

BC - сельсин датчик

DA - схема интегральная аналоговая

DD - схема интегральная цифровая, логический элемент

DS - устройство хранения информации

DT - устройство задержки

EL - лампа осветительная

EK - нагревательный элемент

FA - элемент защиты по току мгновенного действия

FP - элемент защиты по току инерционнго действия

FU - плавкий предохранитель

FV - элемент защиты по напряжению

GB - батарея

HG - символьный индикатор

HL - прибор световой сигнализации

HA - прибор звуковой сигнализации

KV - реле напряжения

KA - реле токовое

KK - реле электротепловое

KM - магнитный пускатель

KT - реле времени

PC - счетчик импульсов

PF - частотомер

PI - счетчик активной энергии

PR - омметр

PS - регистрирующий прибор

PV - вольтметр

PW - ваттметр

PA - амперметр

PK - счетчик реактивной энергии

PT - часы

QF

QS - разъединитель

RK - терморезистор

RP - потенциометр

RS - шунт измерительный

RU - варистор

SA - выключатель или переключатель

SB - выключатель кнопочный

SF - выключатель автоматический

SK - выключатели, срабатывающие от температуры

SL - выключатели, срабатывающие от уровня

SP - выключатели, срабатывающие от давления

SQ - выключатели, срабатывающие от положения

SR - выключатели, срабатывающие от частоты вращения

TV - трансформатор напряжения

TA - трансформатор тока

UB - модулятор

UI - дискриминатор

UR - демодулятор

UZ - преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель

VD - диод, стабилитрон

VL - прибор электровакуумный

VS - тиристор

VT - транзистор

WA - антенна

WT - фазовращатель

WU - аттенюатор

XA - токосъемник, скользящий контакт

XP - штырь

XS - гнездо

XT - разборное соединение

XW - высокочастотный соединитель

YA - электромагнит

YB - тормоз с электромагнитным приводом

YC - муфта с электромагнитным приводом

YH - электромагнитная плита

ZQ - кварцевый фильтр

Ну а теперь самое интересное: графическое обозначение радиоэлементов.

Постараюсь привести самые ходовые обозначения элементов, используемые в схемах:

Резисторы постоянные

а ) общее обозначение

б ) мощностью рассеяния 0,125 Вт

в ) мощностью рассеяния 0,25 Вт

г ) мощностью рассеяния 0,5 Вт

д ) мощностью рассеяния 1 Вт

е ) мощностью рассеяния 2 Вт

ж ) мощностью рассеяния 5 Вт

з ) мощностью рассеяния 10 Вт

и ) мощностью рассеяния 50 Вт

Резисторы переменные

Терморезисторы

Тензорезисторы

Варистор

Шунт

Конденсаторы

a ) общее обозначение конденсатора

б ) вариконд

в ) полярный конденсатор

г ) подстроечный конденсатор

д ) переменный конденсатор

Акустика

a ) головной телефон

б ) громкоговоритель (динамик)

в ) общее обозначение микрофона

г ) электретный микрофон

Диоды

а ) диодный мост

б ) общее обозначение диода

в ) стабилитрон

г ) двусторонний стабилитрон

д ) двунаправленный диод

е ) диод Шоттки

ж ) туннельный диод

з ) обращенный диод

и ) варикап

к ) светодиод

л ) фотодиод

м ) излучающий диод в оптроне

н ) принимающий излучение диод в оптроне

Измерители электрических величин

а ) амперметр

б ) вольтметр

в ) вольтамперметр

г ) омметр

д ) частотомер

е ) ваттметр

ж ) фарадометр

з ) осциллограф

Катушки индуктивности

а ) катушка индуктивности без сердечника

б ) катушка индуктивности с сердечником

в ) подстроечная катушка индуктивности

Трансформаторы

а ) общее обозначение трансформатора

б ) трансформатор с выводом из обмотки

в ) трансформатор тока

г ) трансформатор с двумя вторичными обмотками (может быть и больше)

д ) трехфазный трансформатор

Устройства коммутации

а ) замыкающий

б ) размыкающий

в ) размыкающий с возвратом (кнопка)

г ) замыкающий с возвратом (кнопка)

д ) переключающий

е ) геркон

Электромагнитное реле с различными группами коммутационных контактов (коммутационные контакты могут быть разнесены в схеме от катушки реле)

Предохранители

а ) общее обозначение

б ) выделена сторона, которая остается под напряжением при перегорании предохранителя

в ) инерционный

г ) быстродействующий

д ) термическая катушка

е ) выключатель-разъединитель с плавким предохранителем

Тиристоры

Биполярный транзистор

Однопереходный транзистор

Полевой транзистор с управляющим P-N переходом

Как научиться читать принципиальные схемы

Те, кто только начал изучение электроники сталкиваются с вопросом: «Как читать принципиальные схемы ?» Умение читать принципиальные схемы необходимо при самостоятельной сборке электронного устройства и не только. Что же представляет собой принципиальная схема? Принципиальная схема – это графическое представление совокупности электронных компонентов , соединённых токоведущими проводниками. Разработка любого электронного устройства начинается с разработки его принципиальной схемы.

Именно на принципиальной схеме показано, как именно нужно соединять радиодетали, чтобы в итоге получить готовое электронное устройство, которое способно выполнять определённые функции. Чтобы понять, что же изображено на принципиальной схеме нужно, во-первых знать условное обозначение тех элементов, из которых состоит электронная схема. У любой радиодетали есть своё условное графическое обозначение – УГО . Как правило, оно отображает конструктивное устройство или назначение. Так, например, условное графическое обозначение динамика очень точно передаёт реальное устройство динамика. Вот так динамик обозначается на схеме.

Согласитесь, очень похоже. Вот так выглядит условное обозначение резистора.

Обычный прямоугольник, внутри которого может указываться его мощность (В данном случае резистор мощностью 2 Вт, о чём свидетельствует две вертикальные черты). А вот таким образом обозначается обычный конденсатор постоянной ёмкости.

Это достаточно простые элементы. А вот полупроводниковые электронные компоненты, вроде транзисторов, микросхем, симисторов имеют куда более изощрённое изображение. Так, например, у любого биполярного транзистора не менее трёх выводов: база, коллектор, эмиттер. На условном изображении биполярного транзистора эти выводы изображены особым образом. Чтобы отличать на схеме резистор от транзистора, во-первых надо знать условное изображение этого элемента и, желательно, его базовые свойства и характеристики. Поскольку каждая радиодеталь уникальна, то в условном изображении графически может быть зашифрована определённая информация. Так, например, известно, что биполярные транзисторы могут иметь разную структуру: p-n-p или n-p-n . Поэтому и УГО транзисторов разной структуры несколько отличаются. Взгляните...

Поэтому, перед тем, как начать разбираться в принципиальных схемах, желательно познакомиться с радиодеталями и их свойствами. Так будет легче разобраться, что же всё-таки изображено на схеме.

На нашем сайте уже было рассказано о многих радиодеталях и их свойствах, а также их условном обозначении на схеме. Если забыли – добро пожаловать в раздел «Старт» .

Кроме условных изображений радиодеталей на принципиальной схеме указывается и другая уточняющая информация. Если внимательно посмотреть на схему, то можно заметить, что рядом с каждым условным изображением радиодетали стоят несколько латинских букв, например, VT , BA , C и др. Это сокращённое буквенное обозначение радиодетали. Сделано это для того, чтобы при описании работы или настройки схемы можно было ссылаться на тот или иной элемент. Не трудно заметь, что они ещё и пронумерованы, например, вот так: VT1, C2, R33 и т.д.

Понятно, что однотипных радиодеталей в схеме может быть сколь угодно много. Поэтому, чтобы упорядочить всё это и применяется нумерация. Нумерация однотипных деталей, например резисторов, ведётся на принципиальных схемах согласно правилу «И». Это конечно, лишь аналогия, но довольно наглядная. Взгляните на любую схему, и вы увидите, что однотипные радиодетали на ней пронумерованы начиная с левого верхнего угла, затем по порядку нумерация идёт вниз, а затем снова нумерация начинается сверху, а затем вниз и так далее. А теперь вспомните, как вы пишите букву «И». Думаю, с этим всё понятно.

Что же ещё рассказать о принципиальной схеме? А вот что. На схеме радом с каждой радиодеталью указывается её основные параметры или типономинал. Иногда эта информация выносится в таблицу, чтобы упростить для восприятия принципиальную схему. Например, рядом с изображением конденсатора, как правило, указывается его номинальная ёмкость в микрофарадах или пикофарадах. Также может указываться и номинальное рабочее напряжение, если это важно.

Рядом с УГО транзистора обычно указывается типономинал транзистора, например, КТ3107, КТ315, TIP120 и т.д. Вообще для любых полупроводниковых электронных компонентов вроде микросхем, диодов, стабилитронов, транзисторов указывается типономинал компонента, который предполагается для использования в схеме.

Для резисторов обычно указывается всего лишь его номинальное сопротивление в килоомах, омах или мегаомах. Номинальная мощность резистора шифруется наклонными чёрточками внутри прямоугольника. Также мощность резистора на схеме и на его изображении может и не указываться. Это означает, что мощность резистора может быть любой, даже самой малой, поскольку рабочие токи в схеме незначительны и их может выдержать даже самый маломощный резистор, выпускаемый промышленностью.

Вот перед вами простейшая схема двухкаскадного усилителя звуковой частоты . На схеме изображены несколько элементов: батарея питания (или просто батарейка) GB1 ; постоянные резисторы R1 , R2 , R3 , R4 ; выключатель питания SA1 , электролитические конденсаторы С1 , С2 ; конденсатор постоянной ёмкости С3 ; высокоомный динамик BA1 ; биполярные транзисторы VT1 , VT2 структуры n-p-n . Как видите, с помощью латинских букв я ссылаюсь на конкретный элемент в схеме.

Что мы можем узнать, взглянув на эту схему?

Любая электроника работает от электрического тока , следовательно, на схеме должен указываться источник тока, от которого питается схема. Источником тока может быть и батарейка и электросеть переменного тока или же блок питания.

Итак. Так как схема усилителя питается от батареи постоянного тока GB1, то, следовательно, батарейка обладает полярностью: плюсом «+» и минусом «-». На условном изображении батареи питания мы видим, что рядом с её выводами указана полярность.

Полярность. О ней стоит упомянуть отдельно. Так, например, электролитические конденсаторы C1 и C2 обладают полярностью. Если взять реальный электролитический конденсатор, то на его корпусе указывается какой из его выводов плюсовой, а какой минусовой. А теперь, самое главное. При самостоятельной сборке электронных устройств необходимо соблюдать полярность подключения электронных деталей в схеме. Несоблюдение этого простого правила приведёт к неработоспособности устройства и, возможно, другим нежелательным последствиям. Поэтому не ленитесь время от времени поглядывать на принципиальную схему, по которой собираете устройство.

На схеме видно, что для сборки усилителя понадобятся постоянные резисторы R1 - R4 мощностью не менее 0,125 Вт. Это видно из их условного обозначения.

Также можно заметить, что резисторы R2* и R4* отмечены звёздочкой * . Это означает, что номинальное сопротивление этих резисторов нужно подобрать с целью налаживания оптимальной работы транзистора. Обычно в таких случаях вместо резисторов, номинал которых нужно подобрать, временно ставится переменный резистор с сопротивлением несколько больше, чем номинал резистора, указанного на схеме. Для определения оптимальной работы транзистора в данном случае в разрыв цепи коллектора подключается миллиамперметр. Место на схеме, куда необходимо подключить амперметр указано на схеме вот так. Тут же указан ток, который соответствует оптимальной работе транзистора.

Напомним, что для замера тока, амперметр включается в разрыв цепи.

Далее включают схему усилителя выключателем SA1 и начинают переменным резистором менять сопротивление R2* . При этом отслеживают показания амперметра и добиваются того, чтобы миллиамперметр показывал ток 0,4 - 0,6 миллиампер (мА). На этом настройка режима транзистора VT1 считается завершённой. Вместо переменного резистора R2*, который мы устанавливали в схему на время наладки, ставится резистор с таким номинальным сопротивлением , которое равно сопротивлению переменного резистора, полученного в результате наладки.

Каков вывод из всего этого длинного повествования о налаживании работы схемы? А вывод таков, что если на схеме вы видите какую-либо радиодеталь со звёздочкой (например, R5* ), то это значит, что в процессе сборки устройства по данной принципиальной схеме потребуется налаживать работу определённых участков схемы. О том, как налаживать работу устройства, как правило, упоминается в описании к самой принципиальной схеме.

Если взглянуть на схему усилителя, то также можно заметить, что на ней присутствует вот такое условное обозначение.

Этим обозначением показывают так называемый общий провод . В технической документации он называется корпусом. Как видим, общим проводом в показанной схеме усилителя является провод, который подключен к минусовому "-" выводу батареи питания GB1. Для других схем общим проводом может быть и тот провод, который подключен к плюсу источника питания. В схемах с двуполярным питанием, общий провод указывается обособленно и не подключен ни к плюсовому, ни к минусовому выводу источника питания.

Зачем "общий провод" или "корпус" указывается на схеме?

Относительно общего провода проводятся все измерения в схеме, за исключением тех, которые оговариваются отдельно, а также относительно его подключаются периферийные устройства. По общему проводу течёт общий ток , потребляемый всеми элементами схемы.

Общий провод схемы в реальности часто соединяют с металлическим корпусом электронного прибора или металлическим шасси, на котором крепятся печатные платы.

Стоит понимать, что общий провод это не то же самое, что и "земля". "Земля " - это заземление, то есть искусственное соединение с землёй посредством заземляющего устройства. Обозначается оно на схемах так.

В отдельных случаях общий провод устройства подключают к заземлению.

Как уже было сказано, все радиодетали на принципиальной схеме соединяются с помощью токоведущих проводников. Токоведущим проводником может быть медный провод или же дорожка из медной фольги на печатной плате. Токоведущий проводник на принципиальной схеме обозначается обычной линией. Вот так.

Места пайки (электрического соединения) этих проводников между собой, либо с выводами радиодеталей изображаются жирной точкой. Вот так.

Стоит понимать, что на принципиальной схеме точкой указывается только соединение трёх и более проводников или выводов. Если на схеме показывать соединение двух проводников, например, вывода радиодетали и проводника, то схема была бы перегружена ненужными изображениями и при этом потерялась бы её информативность и лаконичность. Поэтому, стоит понимать, что в реальной схеме могут присутствовать электрические соединения , которые не указаны на принципиальной схеме.

В следующей части речь пойдёт о соединениях и разъёмах, повторяющихся и механически связанных элементах, экранированных деталях и проводниках. Жмите "Далее "...

Астана-2005

МИНИСТЕРСТВО Сельского хозяйства Республики КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. С. СЕЙФУЛЛИНА

Сорокин В.Г., Ногай А.С., Ансабекова Г.Н.,

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

«Техника построения и чтения электрических схем »

для энергетических специальностей: 2102, 2104, 2105.

Астана - 2005

Рассмотрено и одобрено «Утверждаю»

К изданию на заседании учебно- Председатель УМС Казахского методического совета Казахского государственного агротехнического

государственного агротехнического университета им. С.Сейфуллина

университета им. С. Сейфуллина __________ _______________

Протокол № __от______________ (Подпись) (Ф. И. О.)

“___” ____________ 2005 г.

Сорокин В.Г. – доцент, зав. кафедрой электроэнергетики и управления Каз АТК

Ногай А.С. профессор кафедры электроснабжения.

Ансабекова Г.Н.- ст. преподаватель кафедры электроснабжения

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями учебного плана и временной типовой учебной программы дисциплины «Электротехнические чертежи» и включают все необходимые сведения для освоения данного курса.

Учебное пособие предназначено для студентов по специальностям 2102, 2104, 2105 на русском языке.

Рецензенты:: Пястолова И.А., к.т.н., доцент кафедры эксплуатации электрообрудования Казахского Государственного Агротехнического Университета им. С. Сейфуллина

Нурахметов Т.Н.., профессор кафеды радиоэлектроники Евразийского Национального университета им. Л.Гумилева

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры Электроснабжения.

Протокол № _2_ __ от “_30_ _ “__09_ _______2005 г.

Рассмотрено и одобрено методической комиссией энергетического факультета.

Протокол № _3___ от “_16 __ “__10_ _____2005 г.

© Казахский Государственный Агротехнический Университет им. С. Сейфуллина

Введение

В современных условиях насыщенности всех отраслей народного хозяйства и быта (независимо от форм собственности) электротехническими изделиями, установками, приборами, средствами связи, ЭВМ и даже электрическими игрушками значительно повысились требования к правилам их четкого, унифицированного начертания и чтения всех видов электротехнических чертежей. Надо сказать, что современные электроустановки настолько сложны, что ни изготовить, ни эксплуатировать, ни ремонтировать их «на память» без чертежа практически невозможно. Такими чертежами и являются электротехнические схемы.

Если чертеж, называемый языком техники, является международным средством передачи технической информации, то условно-графические и буквенные обозначения, утвержденные межгосударственным стандартом, являются международным алфавитом языка чертежей.

Конструкторские (проектные) документы подразделяются на графические (чертежи и схемы) и текстовые (пояснительные записки, расчеты, технические условия спецификации и т.д.)

Разумеется, что разработкой такой документации занимаются опытные специалисты электротехнического профиля.

В процессе обучения, по данной дисциплине, на первом курсе и курсового, дипломного проектирования на последующих курсах, студент приобретает практические навыки, накопит справочный материал по элементам, узлам и блокам электротехнических изделий, научится свободно читать электрические схемы и схемы автоматизации, а также использовать это в практической деятельности.

Основы этих знаний необходимы для всех технических специальностей и специализаций инженерных факультетов.

Целью данного учебного пособия является возможность систематизировать основы знаний по электротехническим дисциплинам, научить правилам электротехнического черчения, приобрести первоначальный справочный информационный материал, а также освоить основы техники чтения электрических схем и схем автоматизации.

Общие сведения

При научных, конструкторских разработках и проектных работах, а также при наладке, монтаже, эксплуатации и ремонте электротехнических установок и проектов электрификации основным унифицированным нормативным документом являются электрические схемы, которые регламентируются международными и государственными стандартами, чаще всего входящими в «Единую систему конструкторской документации» (ЕСКД) ГОСТ 2721-74, 2752-74, 2755-87. Так, например ГОСТ 2702-75, Правила выполнения электрических схем.

В соответствии с государственными и международными стандартами основные виды и типы схем, применяемые в проектах электрификации и электротехнических изделий согласно ГОСТ 2701-84, нумеруются соответствующими шифрами, состоящими из букв и цифр (см. таблицу 1), которые проставляются в штампе чертежа.

Таблица 1. Основные виды и типы схем, применяемые в проектах электрификации

Например, в штампах чертежей курсового, дипломного проекта «Схема принципиальная электрическая, шифруется АБВГ.ХХХХХХ 25/Э3, а схема соединений автоматических устройств, видов которых в комплексе несколько, шифруется как АБВГ.ХХХХХХ 253 А4.2 А4 и т.п.

Электротехнические схемы выполняются на листах (форматах) следующих размеров: А0-841*1189; А1-594*841; А2-420*594; А3-297*420; А4-210*297-ГОСТ 2.301-68

Электротехнические схемы разрабатываются и поставляются для использования, как правило, комплектно. Например: - типовой комплект: структурная, функциональная, принципиальная и монтажная схемы.

В совокупности электротехнические схемы должны содержать информативность достаточную для проектирования, изготовления, монтажа, настройки, эксплуатации и ремонта изделия и вместе с тем должны быть рациональными, компактными и удобными в чтении. Поэтому необходимо понимать их смысл (формулировку), знать приёмы черчения и правила их чтения. Основные термины и определения даны в таблице 2.

Таблица 2. Термины и определения

Типы электротехнических схем

Структурные схемы

Структурная схема определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи (например, см. рис. 1.1).

Функциональные части на схеме изображают в виде прямоугольников.

Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии, для чего в каждой части указывают наименование функций и делают поясняющие (указательные) надписи и параметры.

Функциональные схемы

Функциональная схема разъясняет определенные процессы функционирования управления как электрические, так и технологические, протекающие в системе и устройстве в целом, так и в отдельных частях и элементах.

Более подробно эти схемы будут рассмотрены как функционально-технологические схемы автоматизации во 2 части книги.

Принципиальные схемы

Принципиальная (полная) схема – схема, определяющая полный состав элементов, узлов и связей между ними, а также элементов, которыми начинаются и заканчиваются входные и выходные цепи (разъемы, зажимы, клеммы и т.п.) и дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки).

Основные требования стандартов к правилу выполнения принципиальных схем, закреплены в ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.755-87, ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 34.201-89, ГОСТ 21.403-80.

Схемы вычерчиваются для приборов, аппаратов и систем, находящихся в отключенном (обесточенном) состоянии.

Справочный графический материал электротехнических схем, как правило, не соответствует масштабам и общему виду элемента, и поэтому в стандартны, вводят требования к черчению элементов в виде условно-графических изображений и нанесении условно буквенно-цифровых обозначений, что, естественно вносит определенные трудности при изучении.

Для того чтобы осмысленно читать схемы необходимо уяснить, что на ней изображено. Для этого следует: знать терминологию и понимать систему построения графических и буквенно-цифровых условных обозначений элементов схем; знать, в каких случаях применяются то или иное обозначение.

Условные графические обозначения образуются из простейших геометрических фигур: квадратов, прямоугольников, окружностей, а также из сплошных и штриховых линий и точек. Их сочетание по системе, предусмотренной стандартом, дает возможность легко изобразить все, что требуется: аппарат, приборы, электрические машины, линии механической и электрической связи, виды соединений обмоток, род тока, характер и способы регулирования и т.п.

Построить условные графические обозначения, значит, для каждого элемента предусмотреть специальный знак, но тогда потребовались бы десятки тысяч сложных знаков. Так как с каждым днем появляются новые элементы и аппараты, новые способы соединения и заранее предусмотреть обозначения на все случаи было бы невозможно. Условные обозначения были бы сложны как для изображения, так и для чтения.

Для упрощения изображения и чтения стандарты и правила допускают в схемах достаточно понятные фрагменты чертить без детализации (блоки, жгуты, разъемы, логические элементы и т.п.), либо применять дополнительные общепринятые изображения.

Для изучения и использования в процессе образования предлагается следующий справочный материал: условно-буквенных обозначений и условно-графических изображений.

Условно буквенные и цифровые обозначения в электрических схемах присваиваются всем элементам, устройствам и функциональным группам в виде однобуквенных и двухбуквенных кодов с цифрами ГОСТ 2.710-81 (рекомендуется применять двухбуквенные коды).

Буквенно-цифровые обозначения предназначены для записи кодом сведений об элементах, устройствах либо нанесенными на чертежи, либо используется как информация в текстовых документах.

В электрических схемах позиционное обозначения элемента состоит из трех частей, имеющих самостоятельное смысловое значение и записываемых без разделительных знаков и пробелов (буквы латинского алфавита) см. табл. 3

В первой части одной буквой (однобуквенный код) или нескольких букв (двухбуквенный код) указывают вид элементов, например, R-резистор, РА-амперметр.

Во второй части указывают номер элемента среди ему подобных (R1,R1,C1,C2,HL1,HL2 и т.д.). Допускается к номеру устройства добавлять через точку условный номер изображаемой части устройства, (например, KV1.5- пятый контакт реле KV1). Однако, обычно при выполнении принципиальных электрических схем, в том числе и при разнесенном способе выполнения, различным однотипным элементам, например, контактам одного устройства (реле и т.п.), не присваивают особых позиционных обозначений; они имеют тоже обозначение, что и устройство, которому они принадлежат. Так, все контакты реле KV будут иметь позиционное обозначение KV1. Первая и вторая части позиционного обозначения являются обязательными.

В третей части указывается функциональное назначения элементов (R1F-резистор R1, используемый как защитный).

Двухбуквенные коды для указания функционального назначения элементов приведены в таблице 3.

Таблица 3. Позиционное обозначение элементов схемы (буквенные коды)

При необходимости на схеме маркируют участки электрических цепей для опознания участков цепей, и может отражать их функциональное назначение в схеме. Участки цепи, разделенные размыкающими или замыкающими контактами приборов, обмотками реле, резисторами и другими элементами, имеют разную маркировку. Участки цепи, разделенные разъемными или неразборными контактными соединениями, должны иметь одинаковую маркировку. Для выявления различий участков цепей разрешается добавлять к маркировке числа или другие обозначения, например, 75-4 (участок 4 принадлежит цепи управления двигателей 75).

Маркировку проставляют последовательно от ввода источника питания нагрузки, а разветвляющиеся участки цепи – сверху вниз и слева направо. Силовые цепи переменного тока маркируют буквами, обозначающими фазы, и последовательными числами (А, В, С, А1, В1, С1 и т.д.).

Входные выходные силовые цепи постоянного тока маркируют с указанием полярности: плюс «+», минус «-». Участки цепей положительной полярности маркируют четными числами, отрицательной полярности – нечетными. Цепи управления (пуска и остановка электрических двигателей, сигнализации, защиты, блокировки, измерения) маркируют последовательными арабскими цифрами.

Последовательность чисел допускается устанавливать в пределах функциональной цепи. Маркировка может быть проведена числами с учетом функциональных признаков цепей, что упрощает чтение схемы, например:

Цепи измерения, управления, регулирования……………….от 1 до 399

Цепи сигнализации…………………………………………….от 400 до 799

Цепи питания…………………………………………………...от 800 до 999

Маркировку, (число) проставляют около концов или в середине участка цепи (при вертикальном расположении цепи – слева от изображения участка цепи, при горизонтальном – над изображением участка).

Для дополнительной информации о принципе работы узлов и отдельных устройств принципиальную схему дополняют таблицами, примечаниями, циклограммами. В качестве иллюстрации такой информации может служить таблица 4.

Таблица 4. Циклограмма.

Условно графические изображения элементов выполняют линиями толщиной от 0,2 до 1 мм. (в зависимости от формата листа и функциональной значимости). Так, например, для общих силовых цепей можно использовать линии толщиной 1 мм, для силовых цепей отдельных потребителей – толщиной до 0,6 мм, для цепей управления – толщиной 0,2-0,4 мм. Условно графические изображения основных элементов приведены в таблице 5.

Таблица 5. Условно графические изображения электротехнических схем

Наименование	Условное изображение
Обозначение общего применения
Провод отдельный
Пересечение проводов, линий связи А) без соединения В) с электрическим соединением	А) В)
Кабель, жгут
Экранизированная линия
Направление сигнала электрического
Механическая связь
Токосъемное подвижное устройство для ЭПС А) общее обозначение В) управляемый ноитограф	А) В)
Допустимое изображение цепей трехфазных симметричных систем (однолинейное изображение)
А) заземление В) корпус	А) В)
Контакт А) разборного В) неразборного соединения С) разъем штепсельный	А) В) С)
Электрические машины
Машина электрическая А)общее обозначение В) при обозначении ротора и статора (однолинейное изображение)	А) В)
Машина асинхронная с фазным ротором
Машина асинхронная двухфазная
Машина постоянного тока
Машина постоянного тока со смешанным возбуждением
Катушка индуктивности, дроссели, трансформаторы
Обмотка катушки индуктивности, дросселя, трансформатора
Катушка индуктивности с ферромагнитным сердечником
Реактор
Трансформатор однофазный с ферромагнитным сердечником А) основное изображение В) допустимое изображение	А) В)
Трансформатор трехфазный А) общее обозначение В) трехобмоточный	А) или В)
Автотрансформатор А) трехфазный В) однофазный
Трансформатор тока измерительный
Трансформатор напряжения измерительный А) однофазный В) трехфазный	А) В)
Сердечник (магнитопровод) А) ферромагнитный В) диамагнитный	А) В)
Устройства коммутационные и контактные соединения
Выключатель силовой высоковольтный
Разъединитель высоковольтный
Короткозамыкатель
Катушка реле, контактора и магнитного пускателя А) общее обозначение В) теплового реле	А) В)
Контакт коммутационного устройства А) замыкающий В) размыкающий	А) В)
Штепсельная розетка А) открытой проводки В) закрытой проводки	А) В)
Контакт с механической связью (путевой выключатель, реле давления)
Контакт теплового реле
Выключатель трехполюсный А) без автоматического возврата В) с автоматическим возвратом	А) В)
Контакт замыкающий с замедлителем (контакт реле времени) А) при срабатывании В) при возврате	А) В)
Контакт А) переключающий В) со средним положением	А) В)
Контакт силовой цепи
Выключатели кнопочный нажимной А) замыкающий контакт В) размыкающий контакт	А) В)
Контакт электротеплового реле (при разнесенном способе)
Переключатель однополюсный, трехпозиционный (галетный)
Переключатели со сложной коммутацией
Резисторы, конденсаторы
Резистор постоянный
Резистор переменный а) параметрический в) потенциометр с) реостат d) подстрочный е) терморезистор	А) В) С) D) Е)
Электронагреватель
Конденсатор постоянной емкости А) общее изображение В) полярный С) электролитический	А) В) С)
Разрядник
Предохранитель плавкий
Приборы
Прибор А) интегрирующий (счетчик электрической энергии) В) регистрирующий	А) В)
Прибор электроизмерительный показывающий (например, амперметр)
Сигнальная аппаратура
Лампа накаливания А) осветительная и сигнальная В) светильник	А) В)
Газонаполненные индикаторы А) лампа низкого давления В) газоразрядный знаковый индикатор
Вторичные источники питания и их элементы
Род тока и назначение A) постоянный B) однофазный переменный C) трехфазный переменный промышленной частоты D)переменный повышенной частоты	А) В) С) D)
Элемент гальванический или аккумуляторный	или
Блок питания
Схемы соединения диодов мостовые A) однофазная B) трехфазная	A) В)
Стабилитроны а) односторонние в) двухсторонние	А) В)
Элементы электронных схем
А) диод B) тиристор C) светодиод D) оптрон	A) B) C) D)
Транзисторы типа A) р-п-р b) п-р-п	A) B)
Однопереходный транзистор
Униполярные транзисторы полевой A) п-канальный B) р-канальный	A) B)
МДП – транзистор
Элементы интегральной электронной техники
Базовый элемент
Схемы логические A) повторителя B) инвертора (НЕ) C) сложения (ИЛИ) D) умножения (И)	A) B) C) D)
Биполярная ячейка (триггер)
Дешифратор
Счетчик цифровой
Усилитель операционный

Практически любая принципиальная электрическая схема строится на базе элементарных цепей и типовых узлов. Это значительно облегчает разработку построение и чтение схемы любой сложности.

Отдельные цепи принципиальных электрических схем рекомендуется изображать горизонтальными (вертикальными) линиями (строками) в последовательности сверху вниз (слева направо), определяемой порядком связей и срабатывания установленных в них элементов. Такой способ выполнения схем называют строчным. Для облегчения нахождения элементов на схеме строки нумеруют: 1,2,3,4 и т.д. (см. на рис. 2)

Коммутирующие устройства (контакты, реле, кнопочные выключатели и т.д.) на схемах, как правило, должны изображаться в положении, соответствующим отсутствию тока во всех цепях схемы и внешних принудительных сил. Если в схеме приняты другие положения таких устройств, это следует оговорить в примечании. Контакты сигнализирующих и регулирующих приборов изображают при рациональном значении их параметров.

Рис 1.2 Пример обозначения строчных цепей.

Если схема сложна, для облегчения ее чтения с правой стороны строк следует дать поясняющие надписи, например: «Двигатель включен» и т.п.

Устройства на схемах могут изображаться совмещенным и разнесенным способом (рис 3). При совмещенном способе составные части устройств (например, катушка и контакты реле К1) изображают близко друг к другу. При разнесенном способе составные части располагают в разных местах схемы так, чтобы отдельные части цепи были изображены более наглядно. Разрешается некоторые устройства в схеме показывать разнесенным способом, а остальные (конструктивно более сложные) – совмещенным. Допускается также (в случае, если вся схема выполнена разнесенным способом) на свободном поле листа дать графические обозначения отдельных устройств, выполненные совмещенным способом (рис 1.3).

Рис 1.3. Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем:

а) – совмещенный способ изображения элементов; б) – разнесенный способ изображения элементов: А1 – контактор; А2 – кнопочная станция; А3 – реле тепловой защиты; КМ – магнитный пускатель: КК1, КК2 – контакты реле тепловой защиты (А3).

Таким образом мы познакомились с техникой черчения схем электроустановок (см. табл. 2). Комплекс электроустановок для передачи транспорта, распределения (электроснабжения) электроэнергии называют электрическими сетями. Они имеют комплекс воздушных и кабельных линий, подстанций, распределительных устройств, токопроводов и т.д. Электросети до 1000В и свыше 1000В.

Подстанции обеспечивают преобразование и распределение электроэнергии. Для этого на территории подстанции расположено технологическое электрическое оборудование соединенное в соответствии с главной электрической принципиальной схемой. Пример которой смотри на рис.4.

Рис.4. Схема подстанции 110кВ с отделителями и короткозамыкателями.

Техника чтения электрических схем

Чтение принципиальной схемы начинают с определения назначения устройства, состава его схемы (силовая часть, блока управления, защиты и т.д.) и ознакомления с перечнем элементов, для чего находят на схеме каждый из них, читают все примечания и пояснения.

Для того что бы понимать содержимое схемы, надо знать соответствие между символами схемы и реальными элементами устройства. Какие функции эти устройства выполняют и как между собой взаимодействуют.

Определимся с терминами:

• Элемент схемы - составная часть схемы, которая выполняет определенную функцию в изделии и не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное назначение.
• Устройство - совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (блок, плата, и т.п.).
• Схема принципиальная (полная) - схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними, и как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия. Схемами принципиальными пользуются для изучения принципов работы изделий, а также при их наладке, контроле и ремонте. Они служат основанием для разработки других конструкторских документов, например, схем соединений (монтажных) и чертежей.
• Схема соединений (монтажная) - схема, показывающая соединения составных частей изделия и определяющая провода, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъемы, платы, и т.п.).
• Схема расположения - схема, определяющая относительное расположение составных частей изделия, а при необходимости, также жгутов, проводов, кабелей и т.п.
• Жгут - совокупность проводов упакованных определенным образом в единое целое.

В схемах электрооборудования автомобилей схемы принципиальная, монтажная, расположения - объеденены в одну в упрощенном виде, упрощение касается схем монтажных и расположения. На схемах, устройства имеют рисунок в какой то степени соответствующий их внешнему виду, и расположены они по схеме также (вид сверху) как и в реальности физически, с определенным упрощением. Такое совмещение касается схем в основном автомобилей ранних выпусков. Схемы современных автомобилей выполнены иначе, ввиду существенного усложнения электрооборудования, схема расположения выполняется отдельно.

При чтении схем надо знать основополагающие принципы:

1. Все провода соединений имеют цветовую маркировку, которая может состоять из одного цвета или двух (основного и дополнительного). Дополнительным цветом наносятся штрихи поперечные или продольные.
2. В пределах одного жгута, провода одинаковой маркировки имеют гальваническое соединение (физически соеденены между собой).
3. На схемах провод при входе в жгут имеет наклон в сторону, куда он проложен.
4. Черным цветом, как правило, обозначается провод имеющий соединение с корпусом автомобиля (массой).
5. Положение контактов реле указаны в состоянии, когда через их обмотку не протекает ток. По исходному состоянию, контакты реле различаются - на нормально замкнутые и нормально разомкнутые.
6. Некоторые провода имеют цифровое обозначение в месте подключения к устройству, которое позволяет не прослеживая цепь определить откуда он идет. Смотрите таблицу.

Согласно стандарту DIN 72552 (часто используемые значения):

Перечень наиболее используемых символических рисунков:

Так же часто с элементом схемы стоит символический рисунок поясняющий к какому устройству этот элемент относится.

Обозначения элементов схемы.

• 1.Выключено (замкнуты контакты 1 и 6);
• 2.Включено "медлено " (замкнуты контакты 2 и 4, а так же 5 и 6);
• 3. Включено " быстро " (замкнуты контакты 3 и 4).

Как читать схемы электооборудования автомобилей иностранных моделей?

Рассмотрим пример чтения схем автомобилей марки Ниссан. Для этого нам надо ознакомится с системой обозначений элементов электооборудования на схемах. Начнём с обозначения контактов разъёмов. Как показано на рис.1.

Рядом с рисунком разъёма располагается обозначение с какой стороны разъёма его рассматривать, со стороны контактов (Terminal Side)(T.S.) или со стороны жгута (Harness Side) (H.S.). Обратите внимание что контур разъёма, где контакты рассматриваются со стороны проводов обведён линией.

На рис.2 и рис.3 показаны обозначения элементов схемы, смысл которых разъяснён в таблице 1.

Обозначения сокращений цвета

На рис. 4 показано изображение в схеме нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, это состояние, когда через обмотку реле не протекает ток.

На рис.5. показан переключатель стеклоочистителя в виде графического рисунка и двух таблиц. На рисунке показано схематически внутренние соединения переключателя. Таблицы нам описывают работу переключателя, как "чёрного ящика", неизвестно как реализуется схема внутри, но на выходе состояние контактов соответствует указанным в таблице, для режимов:

1. OFF- выключено;
2. INT- интервальный;
3. LO- низкая скорость;
4. HI- высокая скорость;
5. WASH- плюс включение омывателя.

Разбираем принцип работы простой схемы

Итак, идем дальше. С нагрузкой, работой и мощностью мы вроде как разобрались в прошлой статье. Ну а теперь, дорогие мои криворукие друзья, в этой статье мы будем читать схемы и анализировать их, используя прошлые статьи.

От балды я нарисовал схемку. Ее функция – управление 40 Ваттной лампой с помощью 5 Вольт. Давайте же рассмотрим ее подробнее.

На микроконтроллеры эта схема вряд ли подойдет, так как ножка МК не потащит ток, который жрет реле.

Ищем источники питания

Первый вопрос, которым мы должны себе задать: “Чем питается схема и откуда она берет питание? Сколько источников питания имеет? Как вы здесь видите, схема имеет два разных источника питания с напряжением +5 Вольт и +24 Вольта.

Разбираемся с каждым радиоэлементом в схеме

Вспоминаем предназначение каждого радиоэлемента, который встречается в схеме. Пытаемся понять, для чего разработчик его здесь нарисовал.

Клеммник

Сюда мы загоняем или цепляем либо , либо другой кусок схемы. В нашем случае, на верхний клеммничек мы загоняем +5 Вольт, а нижний, следовательно, ноль. То же самое и +24 Вольта. На верхний клеммник мы загоняем +24 Вольта, а нижний также ноль.

Заземление на корпус.

В принципе называть этот значок землей вроде как бы можно, но не желательно. В схемах так обозначается потенциал в ноль Вольт. От него отсчитываются и измеряются все напряжения в схеме.

Как он действует на электрический ток ? Когда он в разомкнутом положении, то ток через него не протекает. Когда он в замкнутом положении, то электрический ток беспрепятственно начинает через него течь.

Диод .

Он пропускает электрический ток только в одном направлении, а в другом направлении блокирует прохождение электрического тока. Для чего он нужен в схеме, объясню ниже.

Катушка электромагнитного реле.

Если на нее подать электрический ток, то она создаст магнитное поле. А раз попахивает магнитом, то к катушке устремятся разного рода железки. На железке находятся контакты ключа 1-2, и они замкнутся между собой. Более подробно про принцип работы электромагнитного реле можно почитать в этой статье.

Лампочка

Подаем на нее напряжение – лампочка горит. Все элементарно и просто.

В основном схемы читаются слева-направо, если, конечно, разработчик хоть немного знает правила оформления схем. Функционируют схемы тоже слева-направо. То есть слева мы загоняем какой-либо сигнал, а справа его снимаем.

Прогнозируем направление электрического тока

Пока ключ S у нас выключен, схема находится в нерабочем состоянии:

Но что случится, если мы замкнем ключ S? Вспоминаем главное правило электрического тока: ток течет от бОльшего потенциала к меньшему , или в народе, от плюса к минусу. Следовательно, после замыкания ключа, наша схема будет выглядеть уже вот так:

Через катушку побежит электрический ток, она притянет за собой контакты 1-2, которые в свою очередь замкнутся и вызовут электрический ток в цепи +24 Вольта. В результате загорится лампочка. Если вы в курсе, что такое диод, то наверняка поймете, что через него электрический ток протекать не будет, так как он пропускает только в одном направлении, а сейчас направление тока для него противоположное.

Итак, для чего нужен диод в этой схеме?

Не стоит забывать свойство индуктивности, которое гласит: при размыкании ключа в катушке образуется ЭДС самоиндукции, которое поддерживает первоначальный ток и может достигать очень больших значений . При чем здесь вообще индуктивность? В схеме значка катушки индуктивности нигде не встречается… но есть катушка реле, которая как раз и представляет из себя индуктивность. Что будет, если мы резко откинем ключик S в исходное положение? Магнитное поле катушки сразу же преобразуется в ЭДС самоиндукции, которая устремится поддержать электрический ток в цепи. И чтобы куда-то девать этот возникший электрический ток, у нас как раз в схеме стоит диод;-). То есть при выключении картина будет такая:

Получается замкнутый контур катушка реле —-> диод , в котором происходит затухание ЭДС самоиндукции и преобразование ее в тепло на диоде.

А теперь давайте предположим, что у нас в схеме нет диода. При размыкании ключа картина была бы такой:

Между контактами ключа проскочила бы маленькая искра (выделил синим кружочком), так как ЭДС самоиндукции всеми силами пытается поддержать ток в контуре. Эта искорка негативно сказывается на контактах ключа, так как на них остается нагар, который со временем их изнашивает. Но еще не это самое страшное. Так как ЭДС самоиндукции бывает очень большой по амплитуде, то это также негативно сказывается на радиоэлементах, которые могут идти ДО катушки реле.

Этот импульс может с легкостью пробить полупроводников и навредить им вплоть до полного отказа функционирования. В настоящее время диоды уже встроены в самом реле, но еще не во всех экземплярах. Так что не забывайте звонить катушку реле на предмет встроенного диода.

Думаю, теперь всем понятно, как должна работать схема. В этой схеме мы рассмотрели, как ведет себя напряжение. Но электрической ток – это ведь не только напряжение. Если вы не забыли, электрический ток характеризуется такими параметрами, как направленность, напряжение и сила тока . Также не забываем про такие понятия, как мощность , выделяемая на нагрузке, и сопротивление нагрузки. Да-да, это все надо учитывать.

Вычисляем силу тока и мощность

При рассмотрении схем, нам не надо с точностью до копейки вычислять силу тока, мощность и тд. Достаточно приблизительно понять, какая примерно сила тока будет в этой цепи, какая мощность будет выделяться на этом радиоэлементе и тд.

Итак, давайте пробежимся по силе тока в каждой ветви схемы уже при включении ключа S.

Первым делом рассмотрим диод. Так как на катод диода в данном случае идет плюс, следовательно, он будет заперт. То есть в данный момент через него сила тока будет какие-то микроамперы. Можно сказать, почти ничего. То есть он никак не влияет на включенную схему. Но как я уже писал выше, он нужен для того, чтобы гасить скачок ЭДС самоиндукции при выключении схемы.

Катушка реле. Уже интереснее. Катушка реле – это соленоид. Что такое соленоид? Это провод, намотанный на цилиндрический каркас. А у нас провод обладает каким-то сопротивлением, следовательно, можно сказать в данном случае катушка реле – это резистор. Следовательно, сила тока в цепи катушки будет зависеть от того, какой толщиной провода она намотана и из чего сделан провод. Для того, чтобы не мерять каждый раз, есть табличка, которую я спер у своего кореша-конкурента со статьи электромагнитное реле :

Так как катушка реле у нас на 5 Вольт, то получается, что ток через катушку будет около 72 миллиампер, а потребляемая мощность составит 360 милливатт. О чем вообще говорят нам эти цифры? Да о том, что источник питания на 5 Вольт должен как минимум выдавать в нагрузку более 360 милливатт. Ну вот и разобрались с катушкой реле, и заодно с источником питания на 5 Вольт.

Далее, контакты реле 1-2. Какая сила тока будет проходить через них? Лампа у нас 40 Ватт. Следовательно: P=IU, I=P/U=40/24=1,67 Ампер. В принципе нормальная сила тока. Если бы получили какую-либо аномальную силу тока, например, более 100 Ампер, то стоило бы насторожиться. Также не забываем и про питание 24 Вольта, чтобы этот источник питания мог не напрягаясь выдать мощность более, чем 40 Ватт.

Резюме

Схемы читаются слева-направо (бывают редкие исключения).

Определяем, где у схемы питание.

Вспоминаем значение каждого радиоэлемента.

Смотрим направление электрического тока в схеме.

Смотрим, что должно произойти в схеме, если на нее подано питание.

Вычисляем приблизительно силу тока в цепях и мощность, выделяемую на радиоэлементах, для того, чтобы удостовериться, что схема реально будет работать и в ней нет аномальных параметров.

При большом желании можно прогнать схему через симулятор, например через современный Every Circuit, и глянуть различные интересующие нас параметры.

Современное электрическое оборудование в своей работе использует многочисленные технологические процессы, протекающие по различным алгоритмам. Работнику, занимающемуся его эксплуатацией, обслуживанием, монтажом, наладкой и ремонтом, необходимо иметь достоверную информацию обо всех их особенностях.

Предоставление происходящих событий в графическом виде с обозначением каждого элемента определённым, стандартным способом, значительно облегчает этот процесс, позволяет передавать замыслы разработчиков другим специалистам в понятной форме.

Назначение

Электрические схемы создаются для электриков всех специальностей, имеют различные особенности оформления. Среди способов их классификации используется деление на:

принципиальные;

монтажные.

Оба типа схем взаимосвязаны. Они дополняют информацию друг у друга, выполняются по единым стандартам, понятным всем пользователям, имеют отличия по назначению:

принципиальные электрические схемы создаются для показа принципов работы и взаимодействия составляющих элементов в порядке очередности их срабатывания. Они демонстрируют логику, заложенную в технологию применяемой системы;

монтажные схемы изготавливаются как чертежи или эскизы частей электрооборудования, по которым выполняется сборка, монтаж электроустановки. Они учитывают расположение, компоновку составных частей и отображают все электрические связи между ними.

Монтажные схемы создаются на основе принципиальных и содержат всю необходимую информацию по производству монтажа электроустановки, включая выполнение электрических соединений. Без их использования создать качественно, надежно и понятно для всех специалистов электрические подключения современного оборудования невозможно.

Показанная на фотографии панель защит соединяется многочисленными кабелями с измерительными трансформаторами тока и напряжения, силовым исполнительным оборудованием, удалёнными на сотни метров между собой. Правильно собрать ее можно только по хорошо подготовленной монтажной схеме.

Как создаются монтажные электрические схемы

Вначале разработчик создает принципиальную схему, на которой показывает все применяемые им элементы и способы их подключения проводами.

Пример простого подключения двигателя постоянного тока к силовой цепи с помощью контактора К, и двух кнопок Кн1 и Кн2 демонстрирует этот способ.

Мощные силовые нормально разомкнутые контакты контактора 1-2 и 3-4 позволяют управлять работой электродвигателя М, а 5-6 применяется для создания цепи самоудержания обмотки А-Б под напряжением после нажатия и отпускания кнопки Кн1 «Пуск» с замыкающим контактом 1-3.

Кнопка Кн2 «Стоп» своим размыкающим контактом снимает питание с обмотки контактора К.

На электродвигатель подается положительный потенциал напряжения «+» по проводу, промаркированному цифрой «1» и «—» — «2». Остальные провода обозначены цифрами «5» и «6». Способ их маркировки может быть и другим, например, с добавлением букв и символов.

Таким способом на принципиальной схеме показываются все контакты обмоток, коммутационных аппаратов и соединительные провода. Также могут обозначаться другие необходимые для работы сведения.

После того, как принципиальная электрическая схема создана под нее разрабатывается монтажная. На ней изображаются те элементы, которые задействованы в работе. Причем могут показываться как все существующие контакты коммутационных аппаратов, кнопок (пример Кн1 и Кн2), контакторов и реле, так и только используемые в рассматриваемом случае (пример контактора К) для упрощения восприятия.

Все монтажные единицы нумеруются с присвоением индивидуального номера каждой позиции. Например, на нашей схеме обозначены:

01 — клеммник подключения силовых цепей;

02 — контакты электродвигателя;

03 — контактор;

04 — кнопка «Пуск»;

05 — кнопка «Стоп».

Контакты кнопок, реле, пускателей и всех электрических элементов схемы нумеруются на корпусе каждого прибора или указываются определенным положением в технической документации.

Изображения проводов выполняются линиями прямого направления и маркируются тем же способом, как и на принципиальной схеме. В рассматриваемом варианте им присвоены номера 1, 2, 5, 6.

Во время сборки сложных цепей удобно работать сразу с монтажной и принципиальной схемами. Они дополняют общую информацию, которую бывает сложно удержать в памяти.

При этом следует понимать, что изображенные на бумаге задумки должны быть воплощены на реальном оборудовании и так же хорошо, наглядно читаться, быть информативными. С этой целью любой элемент подписывается, обозначается, маркируется.

Обозначения приборов и аппаратов

С лицевой стороны панелей, шкафов управления делаются надписи, поясняющие оперативному персоналу назначение каждого электрического устройства, а у коммутационных аппаратов — положение переключающего органа, соответствующее каждому режиму.

Ключи и кнопки подписываются по совершаемому действию, например, «Пуск», «Стоп», «Тест». На сигнальных лампочках указывается характер воздействующего сигнала, например, «Блинкер не поднят».

С обратной стороны панели против каждого элемента размещается наклейка (обычно круглой формы) с указанием дробью монтажной позиции согласно схемы вверху и краткого обозначения по схеме монтажа внизу, например, 019/HL3 — для лампы сигнализации.

Обозначения проводов

При монтаже оборудования на каждое окончание провода надевают кембрики подписанные устойчивыми к выгоранию на свету и несмываемыми чернилами, обозначающими принятую маркировку. Их подключаются к указанным клеммам. Когда в обозначении встречаются только цифры «0», «9». «6», то после них ставят точку, исключающую неправильное прочтение информации при рассмотрении надписи с обратной стороны.

Для простого оборудования этого приема бывает достаточно.

На сложных и разветвленных системах добавляют обратный адрес конца. Он состоит из двух частей:

1. вначале идет нумерация позиционного обозначения элемента, подключаемого на обратной стороне;

Например, на клемме 2 кнопки Кн2 должен быть подключен провод с надетым кембриком, подписанным 5—04—3. Эта надпись расшифровывается:

5 — маркировка провода по монтажной и принципиальной схеме;

04 — номер монтажной единицы кнопки «Пуск»;

3 — № клеммы Кн1.

Последовательность чередования, как и применение скобок или других разделителей обозначений может меняться, но, важно ее делать однообразно на всех участках электроустановки. Маркировка должна быть выполнена в строгом соответствии с рабочими чертежами и монтажной схемой.

Для информации: раньше маркировка концов проводов выполнялась:

надеванием фарфоровых наконечников с нанесением обозначений масляными красками;

подвешиванием алюминиевых жетонов с отчеканенной информацией;

закреплением картонных бирок с надписями тушью или карандашами;

другими доступными способами.

Монтажную схему может дополнять или заменять таблица соединений проводов. Она указывает:

маркировку каждого провода;

начало его подключения;

обратный конец;

марку, тип металла, площадь поперечного сечения;

другие сведения.

Обозначения кабелей

Обязательным элементом каждой электроустановки является кабельный журнал, создаваемый для каждого индивидуального присоединения на сложных участках или один общий для нескольких простых. В нем содержится полная информация о каждом подключении кабеля.

Например, с силовыми секционированными шинами и выключателями, управляющими работой 25 воздушных ЛЭП создается монтажное присоединение для каждой ВЛ. Ему присваивается индивидуальный номер, который указывается в документации и на оборудовании.

Линии №19 из этого ОРУ дается оперативное диспетчерское название по основному населенному пункту питания и монтажное обозначение, например, 19-СЛ, которое проставляется на всем оборудовании, включая вторичные кабельные сети этой ВЛ на подстанции.

Кроме принадлежности кабеля к линии в кабельном журнале и на оборудовании указывается его атрибут по назначению, например:

измерительным цепям тока или напряжения;

схеме автоматики или управления;

• сигнализации;

  блокировке;

  другим вторичным устройствам.

При монтаже электрических схем могут использоваться кабельные линии различной протяженности. На входе в панель или шкаф их количество может быть довольно большим. Все они маркируются по обоим концам, а также при переходах через стены здания и другие строительные конструкции.

На кабель вывешивается бирка с информацией, указывающей его принадлежность, назначение, марку, состав жил. При его разделке каждый провод маркируется. На кончики, подключаемые к электрической схеме, наносится информация о принадлежности к кабелю, номере коммутируемой клеммы на клеммнике и обозначение цепочки.

Свободные жилы кабеля, находящиеся в резерве, как и рабочие должны вызваниваться и маркироваться. Но, на практике это требование осуществляют довольно редко.

Особенности обозначения отдельных элементов на монтажных схемах

По местным условиям иногда отходят от общепринятых правил, облегчают вычерчивание схем и монтаж электрических цепей не в ущерб их чтению с натуры.

Чаще всего это проявляется при:

навесном монтаже деталей прямо на контактные выводы реле и приборов;

установке коротких, хорошо различимых перемычек.

Навесной монтаж

Пример установки диодов VD4 и VD5 параллельно выводам обмоток А-В у реле К3 и К4 показан на фрагменте монтажной схемы.

В этой ситуации они монтируются напрямую, без маркировки и подписей.

Перемычки

На этом же фрагменте показано установка перемычки между одноименными выводами А обмоток тех же реле.

Монтаж электрического оборудования выполняется по принципиальной и монтажной схемам, созданным по единым правилам. Он должен отвечать требованиям наглядности, доступности, информативности чтобы ремонт и эксплуатационные работы проводились быстро и качественно.