Site Loader

Содержание

Построение Принципиальных Электрических Схем — tokzamer.ru

В качестве задания студенту выдается схема электрическая принципиальная, содержащая изображения электрических элементов и электрические связи между ними. Каждую функциональную часть изделия характеризуют: — наименование, указывающее на ее конкретную функцию в изделии и характер протекающих в ней процессов; — состав; — параметры реализуемых физических процессов.


При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса. В зависимости от основного назначения схемы подразделяют на типы, представленные в табл.

Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся.
Однолинейные схемы

Элемент записывают в перечень группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений. Основные задачи работы: 1.


Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. При выполнении принципиальной схемы на поле схемы допускается помещать различные текстовые данные: указания о марках, сечениях и расцветках проводов и кабелей, которыми должны быть выполнены соединения элементов; указания о требованиях к электрическому монтажу данного изделия см.

Относительно простые схемы электрического управления допускается присоединять непосредственно к питающей сети. Приняв сигнал INT, микропроцессор через системный контроллер сигналом подтверждение прерывания ППР выводит выход этого регистра из высокоомного состояний- Содержащийся в нем код поступает по магистрали данных в микропроцессор и команда выполняется.

Rapsodie также позволяет подобрать отобразить топологию однолинейной схемы для корректного подбора распределительных устройств и монтажных аксессуаров. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0.

Подробнее TinyCAD Программа позиционируется как рядовое приложение для черчения и редактирования двумерных иерархических электронных схем самой разной степени сложности.

Как начертить однолинейную схему щита.

Описание панели инструментов для рисования электрических схем.

Таблицы входных и выходных цепей могут быть выполнены разнесенным способом см. Общие точки соединений нескольких элементов на схеме имеют один и тот же номер. Порядок расположения контактов в таблице определяется удобством построения схемы. Программа XL Pro распространяется бесплатно и доступна для загрузки зарегистрированными пользователями Extranet.

Рисунок 2.

На электрической принципиальной схеме показываются все электрические связи между входящими в нее элементами электрооборудования производственного механизма. Программа бесплатна, но так же как и в случае с Legrand она отсутствует в свободном доступе.


Есть демоверсия с ограничениями.

Форматы листов схем выбирают в соответствии с требованиями, установленными ГОСТ 2. Схема электрическая принципиальная Однако перед нами встаёт небольшая проблема: а никаких, собственно, электронных элементов мы и не знаем… Что, например, за прямоугольники или параллельные черточки нарисованы на рисунке 7.

В настоящей учебной работе этот этап не рассматривается Далее следуют два тесносвязанных этапа — компоновка размещение компонентов на ПП и разводка трассировка электрических связей согласно принципиальной схеме.

Основные процедуры создания электрической схемы в Schematic p-cad.
EasyEDA — Сервис по созданию электронных схем и печатных плат онлайн

Читайте дополнительно: Можно ли самому ремонтировать электрику

Популярное

В условных обозначениях всех микросхем не указаны номера выводов. Micro-Cap — одно из лучших приложений для моделирования электросети Программа позволяет установить зависимость параметров номиналов элементов от температурного режима, освещенности, частотных характеристик и т.

Схемами функциональными пользуются для изменения принципов работы изделий установок , а также при их наладке контроле и ремонте. Обозначение контактов допускается записывать с квалифицирующим символом по ГОСТ 2. В последнем случае не должен нарушаться смысл или удобочитаемость обозначения.


Так же, согласно ГОСТ 2. Для начала работы по передаче данных ее каналы А, В, С, обладающие свойствами двунаправленных регистров, необходимо настроить на направление передачи.

Помимо этого контекстные подсказки выводятся на панель состояния. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0.

Однако я нашел несколько легких для использования обыкновенным человеком. Программа полностью на русском языке. Схема электрическая принципиальная микропроцессорной системы на основе комплекс БИС КР в конфигурации, соответствующей поставленной в задании задаче управления, представлена на рисунке Программа XL Pro распространяется бесплатно и доступна для загрузки зарегистрированными пользователями Extranet.

1 Область применения


В условиях применения современных технологий проектирования ЭС процесс представляется в виде следующих этапов. В целях упрощения схемы применяют групповые линии связи см.

Например, схема электрическая принципиальная обозначается ЭЗ, схема гидравлическая принципиальная — ГЗ, схема электрическая соединений — Э4 и т. Условные графические обозначения элементов на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90о, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Несмотря на отсутствие официальной поддержки русского языка, для платформы имеются русификаторы.

Редактор eeschema позволяет создавать многолистовые иерархические схемы и проводить их проверку на соответствие электрическим правилам. Характеристики входных и выходных цепей изделия, а также адреса их внешних подключений рекомендуется записывать в таблицы, помещаемые вместо условных графических обозначений входных и выходных элементов — разъемов, плат и т.
Как научиться читать электрические схемы

1.1. Схема электрическая принципиальная.

В соответствии с ГОСТ 2. Схемы подключения используют при разработке других конструкторских документов, а также для осуществления подключений изделий и при их эксплуатации.

Подача напряжения на силовые цепи и цепи управления должна производиться посредством вводного пакетного выключателя или автоматического выключателя. Схема собирается на рабочем поле листе с помощью использования мыши и клавиатуры. Выбранный формат должен обеспечить компактное выполнение схемы, не нарушая ее наглядности и удобства пользования ею.

Все элементы одного и того же устройства, машины, аппарата и т.

Создание принципиальной электрической схемы в графическом редакторе схем p-cad Schematic Для представления информации об электронном средстве используют различные описания в виде схем: схема электрическая структурная, схема электрическая функциональная, схема соединений и др. Рекомендуемая толщина линий от 0,3 до 0,4 мм.

Читайте дополнительно: Проводка под вагонкой

Платные приложения

Расстояние между соседними параллельными линиями связи должно быть не менее 3,0 мм. Сигнальные лампы обычно включаются на пониженное напряжение: 6, 12, 24 или 48 В.

Думаю, стандартная панель форматирования шрифта и абзаца вопросов не создаст, поэтому затрагивать ее не буду. В пределах схемы все линии связи должны быть изображены одинаковой толщины. Поскольку в документе есть главное — информация. Приняв сигнал INT, микропроцессор через системный контроллер сигналом подтверждение прерывания ППР выводит выход этого регистра из высокоомного состояний- Содержащийся в нем код поступает по магистрали данных в микропроцессор и команда выполняется. При необходимости применяют нестандартные условные графические обозначения.

В чем нарисовать однолинейную электрическую схему

Характеристики входных и выходных цепей изделия, а также адреса их внешних подключений рекомендуется записывать в таблицы, помещаемые вместо условных графических обозначений входных и выходных элементов — разъемов, плат и т. Контакты, относящиеся к определенному типу реле, обозначены согласно ГОСТ 2. Также следует обратить внимание на нетипичное меню, к которому необходимо привыкнуть. Принципиальная схема служит основой для разработки других конструкторских документов — схемы соединений и расположения, чертежей конструкции изделия — и является наиболее полным документом для изучения принципа работы изделия.

Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Так подготавливается адрес для выборки следующего байта в двух- или трехбайтовых командах, или байта следующей команды. Такой прием значительно упрощает графику схемы. Схемы структурные разрабатывают при проектировании изделий установок , предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием установкой. По ГОСТ 2.

Рисуем схемы в программе КОМПАС-3D

Правила построения электрических схем | БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Электрическая схема — это графическое изображение связей между электрическими элементами установки, позволяющее понять принцип действия электротехнического устройства. Условным графическим изображением показывают электрические элементы схемы устройства, на которых происходит получение, преобразование и управление электроэнергией. Элементами схемы являются: обмотки электрических машин, катушки контакторов и реле, контакты электрических аппаратов, резисторы и др. Электрические связи на схемах показывают провода и кабели электротехнической установки.

В зависимости от назначения схемы подразделяются на структурные, функциональные, принципиальные (полные), схемы соединений (монтажные). В упрощенных однолинейных схемах провода или связи изображают одной линией. При помощи отрезков, пересекающих эти линии под углом 45°, указывают число проводов или число токопроводящих жил кабеля.

Структурные схемы позволяют иметь упрощенное изображение основных элементов в виде прямоугольников и линии связи между элементами. Внутри прямоугольников вписывают наименование элементов, а также основные параметры (мощность, напряжение), позволяющие создать общее представление об установке.

Функциональные схемы являются дальнейшим развитием структурных схем и служат для более углубленного ознакомления с электроустановками. При помощи условных графических обозначений изображены все элементы каждого прямоугольника. Связи между отдельными элементами конкретизируются и расшифровываются. Функциональные схемы имеют подробную характеристику всех элементов.

Принципиальные схемы изображают все электрические элементы и связи между ними для пояснения принципов работы электрифицированной установки. Все элементы вычерчивают в отключенном положении. Каждый элемент, входящий в схему, должен иметь буквенно-цифровое обозначение по государственному стандарту.

Все элементы электрических схем разделены на виды, каждому из которых присвоен буквенный код в виде заглавной латинской буквы, являющийся обязательным в обозначении. Для уточнения вида элемента к первой букве кода может добавляться вторая буква, образуя двухбуквенный код. После одно- или двухбуквенного кода ставится номер элемента в виде одной или нескольких цифр. Вид и номер элемента являются обязательной частью обозначения.

Цифры порядковых номеров, которые указывают на нумерацию одинаковых элементов, должны быть выполнены одним размером шрифта с буквенными обозначениями элемента. Например, на схеме имеется два контактора с двумя и тремя контактами. Электромагнитные катушки контакторов обозначаются К1, К2, их контакты К 1.1, К 1.2 и К2.1, К2.2, К2.3.

В принципиальных схемах условные графические обозначения элементов устройств выполняют совмещенным или разнесенным способом. При совмещенном способе электрические элементы устройства размещают на схеме с учетом их конструкционных связей (например, втягивающие катушки контактора рядом с графическим изображением его контактов). При разнесенном способе условные графические изображения электрических элементов устройства располагают в разных местах схемы, не принимая во внимание конструктивного исполнения этого устройства. Элементы на схеме располагают с учетом прохождения по ним тока. Цепи токов в разнесенной схеме размещают параллельно одна под другой, образуя строчный способ выполнения схемы. Для облегчения чтения схемы при строчном способе рекомендуется параллельные цепи (строки) нумеровать. В зависимости от назначения цепей на принципиальных схемах выделяют: силовую цепь, цепи управления, сигнализации, возбуждения, электрических измерений.

Силовой цепью называется электрическая цепь с устройствами, вырабатывающими, передающими и распределяющими электрическую энергию, а также преобразующими ее в энергию другого вида или в электрическую энергию с другими параметрами. Силовая цепь содержит элементы, по которым протекают токи якоря машины постоянного тока, статора и ротора асинхронной машины и т.д.

Цепью управления называется электрическая цепь с устройствами, назначение которых состоит в приведении в действие электрооборудования и отдельных электротехнических устройств или в изменении значений их параметров.

Цепью сигнализации называется электрическая цепь с устройствами, приводящими в действие сигнальные устройства.

Цепь возбуждения — электрическая цепь, содержащая обычно параллельную обмотку возбуждения.

Цепь электрических измерений — электрическая цепь с электроизмерительными приборами.

Электрические схемы раскрывают способы управления электродвигателем, которые слагаются из следующих этапов: пуска, изменения частоты вращения, реверса, торможения и выключения. Пуск двигателя, например, может быть прямым, т. е. непосредственным включением его в сеть, или происходить по заданному режиму.

В береговых установках, где мощность питающей сети во много раз превышает мощность включаемого электродвигателя, можно непосредственно включать электродвигатели больших мощностей, нежели в судовых условиях, где мощности электростанций ограничены.

Способы управления зависят от многих факторов (типа двигателя, мощности, требований к эксплуатации). Поэтому в судовом электроприводе применяется большое число разнообразных систем управления. Основными из них являются контроллерная, реостатная, контакторная, Г — Д, с использованием управляемых магнитных усилителей и др.

В зависимости от условий эксплуатации используют ручную, дистанционную и автоматическую системы управления двигателем.

При ручной системе все этапы управления могут значительно отличаться от расчетных, особенно при переходных режимах электродвигателя. Для ручных операций по управлению двигателями всегда требуется больше времени, чем при наличии автоматизации, и производительность выполняемых работ всегда меньше. Ручные системы на современных судах встречаются редко.

При дистанционной системе управление двигателем может осуществляться автоматически, с помощью релейно-контактной аппаратуры, однако сигнал для включения элементов автоматического управления подается вручную с помощью кнопочных командоаппаратов или командоконтроллеров.

Схемы прямого пуска двигателей постоянного и переменного тока с контакторным управлением показаны на рис. 3.1. Цепь управления для обоих электродвигателей строится одинаково и включается к выводам X1 и Х2. Отличие состоит в том, что для управления электродвигателем постоянного тока (рис. 3.1, а) применяется контактор постоянного тока с двумя замыкающими главными контактами, а для управления асинхронным двигателем (рис. 3.1, б) — трехполюсный контактор переменного тока.

Включение электродвигателей осуществляется нажатием на кнопочный выключатель «Пуск» S2 (рис. 3.1, в). Катушка контактора К1 получает питание, и контактор, сработав, подключает своими замыкающими контактами электродвигатель к сети. Если кнопочный выключатель S2 отпустить, то его замыкающий контакт разомкнётся. Однако двигатель остается включенным, так как питание катушки контактора сохраняется через вспомогательный контакт К1.3, шунтирующий контакт S2. Для отключения электродвигателя необходимо нажать кнопочный выключатель «Стоп» S1. Катушка контактора теряет питание, и он отключает электродвигатель от сети.

При выключении питающего напряжения вследствие значительной индуктивности параллельной обмотки возбуждения в ней возникают значительные э. д. с. самоиндукции и перенапряжения, которые могут привести к повреждению изоляции обмотки. Для уменьшения перенапряжений параллельно этой обмотке подключают разрядный (гасящий) резистор R. Во избежание лишних потерь энергии в разрядном резисторе последовательно с ним иногда включают полупроводниковый вентиль V. При выключении цепи возбуждения создается замкнутый контур, замедляющий уменьшение тока в обмотке возбуждения, способствующий снижению э. д. с. самоиндукции и перенапряжения в ней.

Рис. 3.1. Схемы прямого пуска двигателя с контакторным управлением.


На рис. 3.2 приведены принципиальные схемы управления электродвигателями постоянного и переменного тока, которые обеспечивают изменение направления их вращения (реверс).

Рис. 3.2. Схемы пуска и реверсирования двигателей с контакторным управлением.


В зависимости от того, какая будет нажата кнопка, сработает контактор К1 или К2, и двигатель начнет вращаться в ту или иную сторону.

Реверсирование двигателя постоянного тока (рис. 3.2, а) осуществляется изменением направления тока в обмотке якоря, а асинхронного двигателя (3.2, б) — переключением двух фаз.

Весьма важным в реверсивных электроприводах является исключение возможности одновременного включения контакторов К1 и К2, так как это приводит к короткому замыканию силовой сети главными контактами. Такое явление может возникнуть вследствие, например, одновременного нажатия на кнопочный выключатель «Пуск вперед» и «Пуск назад» (S2 и S3) или нажатия на кнопочный выключатель S2 (S3) в то время, когда главные контакты контакторов приварились. Для устранения этого явления в цепях управления предусматривают специальные блокировки. В схеме на рис. 3.2, в блокирование осуществляется применением кнопок с замыкающими и размыкающими контактами. При одновременном нажатии на обе кнопки цепи катушек обоих контакторов оказываются разомкнутыми и ни один контактор сработать не сможет. При сваривании контактов силовой цепи у одного из контакторов предпочтительным является блокирование с помощью размыкающих вспомогательных контактов К1.3 и К2.3 (рис. 3.2, г). В ответственных электроприводах, помимо электрического блокирования, применяют механическое, которое исключает возможность втягивания якоря одного контактора, если втянут якорь другого.

Управление электродвигателем в электроприводах грузовых механизмов осуществляется при помощи контроллеров.

Контроллерная система позволяет иметь все виды управления электродвигателями: пуск, регулирование частоты вращения, реверс, торможение, остановку и, кроме того, защиту двигателей от перегрузки и понижения или исчезновения напряжения в питающей сети. Защита осуществляется с помощью релейно-контактной аппаратуры.

В двигателях постоянного тока частоту вращения регулируют с помощью резисторов, установленных в цепи якоря. Для получения малой частоты вращения дополнительно включается еще один резистор параллельно цепи якоря.

Реверсирование достигается переключением тока в цепи якоря двигателя. Электрическое торможение осуществляется всеми тремя способами: рекуперативным, электродинамическим и противотоком.

Наряду с силовыми контроллерами применяются командоконтроллеры в контакторных схемах управления грузоподъемных механизмов (лебедки, краны). Все разновидности систем контроллерного управления, как правило, характеризуются ступенчатым регулированием режимов работы электродвигателя.

Электрическая схема с применением командоконтроллера для управления электродвигателями трехфазного асинхронного и постоянного тока приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Управление двигателем с помощью командоконтроллера.


Рукоятка командоконтроллера имеет семь положений: нулевое и по три положения «Вперед» и «Назад». Точками на соответствующих положениях помечают, какие контакты командоконтроллера замкнуты. Так, например, если рукоятка командоконтроллера установлена на первое положение «Вперед», то замкнется контакт 1-2 и включится катушка контактора К1. Якорь (ротор) двигателя начнет вращаться «Вперед» с малой частотой вращения, так как в цепь включены ступени реостатов R1 и R2.

Перемещение рукоятки командоконтроллера в том же направлении на следующие положения (второе и третье) приведет к последовательному замыканию контактов 5-6 и 7-8 и срабатыванию контакторов К3 и К4, к выключению ступеней реостатов и Я2 и последовательному увеличению угловой скорости двигателя.

При перемещении рукоятки командоконтроллера «Назад» от нулевого положения вместо контакта 1-2 замкнется контакт 3-4, сработает контактор К2 и включит двигатель на обратное направление вращения. Второе и третье положения командоконтроллера дадут ту же угловую скорость, что и в направлении «Вперед». Установка рукоятки командоконтроллера в нулевое положение приводит к отключению всех контакторов и двигателя от сети.

Размыкающими контактами К 1.2 и К2.2 осуществляется блокирование, устраняющее включение обоих контакторов при сваривании их контактов или контактов командоконтроллера.

Схемы соединений (монтажные) изображают расположение составных частей электрифицированного устройства в деталях с указанием метода прокладки проводов и кабелей. Схемы соединений входят в состав технической документации судна и являются документом, по которому выполняют монтаж установки, а также эксплуатацию и ремонт. Схемы учитывают технологию монтажа электрических аппаратов и приборов, а также возможность прокладки кабельных трасс по судну с учетом требований регистра. Чертежи панелей с размещенными на них аппаратами и приборами изображают в масштабе. Монтажная схема содержит схемы внутренних соединений, на которых указаны все соединения внутри отдельных сборочных единиц, и схемы внешних соединений, на которых показывают прокладку кабельных трасс по судну между отдельными сборочными единицами. Для возможности контроля схемы все электрические выводы аппаратов и концы токопроводящих жил проводов должны иметь маркировку (цифру или букву).

Методические указания по чтению электрических схем заключаются в рекомендациях по принятому порядку последовательности изучения электрифицированной установки. Чтение электрической схемы следует начинать с ее типа и вида по названию из углового штампа. Затем следует ознакомиться со схемой силовой цепи, начиная с источника тока. Схемы управления надо изучать поэлементно.

При наличии цепей с элементами электроники необходимо изучить работу отдельных электронных элементов, обратив внимание на прохождение электрических зарядов через полупроводниковые элементы. Следует помнить, что питание основных цепей в электронных устройствах принято однопроводное, поэтому окончание электрических цепей показано присоединением к корпусу аппарата.

В судовой документации на каждый электропривод имеются принципиальная схема со спецификацией и пояснительной запиской и схемы электрических соединений (монтажные).

3.2. Создание схем электрических принципиальных P-CAD

Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба. Реальное расположение компонентов на монтажно-коммутационном поле не учитывается при рисовании электрических схем. Выбранный размер форматки листа, на который выводится рисунок схемы, должен обеспечить компактность и ясность при чтении деталей схемы.

На электрической схеме изображаются символы компонентов, электрические связи между ними, текстовая информация, таблицы, буквенно-цифровые обозначения и основные надписи на форматке схемы.

Линии на всех схемах одного проекта выполняются толщиной от 0,2 до 1 мм. Соединения и условные обозначения компонентов выполняются линиями одинаковой толщины. Утолщенными линиями рисуются жгуты (общие шины). Каждая связь при ее соединений со жгутом помечается номером или своим именем и должна подключаться под прямым углом или под углом 45°.

После настройки конфигурации графического редактора P-CAD Schematic и при наличии в библиотеке всех символов компонентов, содержащихся в заданной электрической схеме (текущем проекте), можно приступать к созданию последней. Последовательность действий при этом такова:

  • Загрузите графический редактор P-CAD Schematic.
  • Настройте конфигурацию редактора. При настройке щелкните кнопку Edit Title Sheets, затем в заставке Titles в области Title Block щёлкните кнопку Select, выберите файл с готовой форматкой и щелкните кнопку Открыть. Закройте все предыдущие окна. На экране появится изображение форматки с полями.
  • Выполните команду для заполнения информации о проекте File/ Design Info/Fields, затем последовательно выделяйте нужные строчки, нажимайте кнопку Properties и заполняйте окно Value нужным текстом в заставке Field Properties. После ввода каждой категории данных нажимайте кнопку ОК. Данные, вносимые при редактировании схемы:

Autor - фамилия автора; Date — дата создания схемы; Revision — дата изменения схемы; Time — время создания схемы; Title — название проекта.

Список данных можно расширить (кнопка Add) или сократить (кнопка Delete).

Текущие данные, которые периодически обновляются:

Current Date — текущая дата;

Current Time — текущее время;

Filename — имя файла;

Number of Sheets — число листов проекта;

Sheets Number — номер текущего листа.

  • Выполните команду Place/Field. В результате откроется одноименное диалоговое окно, в котором выберите имя информационного поля Title (наименование чертежа) и нажмите ОК. Затем установите курсор в нужное поле форматки (поле должны быть достаточно промасштабировано) и щелкните мышкой. Появится текст с именем проекта или текущего листа, если имя было введено вами ранее по команде Options/Sheets.
  • Повторяйте команду Place/Field необходимое число раз для заполнения требуемых полей форматки.
  • Загрузите нужные библиотеки командой Library Setup (рис. 3.14), добавляя их имена в область Open Libraries после нажатия кнопки Add.

Размещение библиотечных элементов в поле форматки. Настройте рабочее окно так, чтобы была видна вся форматка. После этого выполните команду Place/Part и в появившемся диалоговом окне (рис. 3.15) выберите требуемый символ, активизировав нужную строку появившегося списка элементов открытой ранее библиотеки (или откройте нужную библиотеку, нажав кнопку Library Setup). Предварительно изображение выбранного символа можно просмотреть после нажатия на кнопку Browse. В окне Part Num по умолчанию указывается номер секции 1, однако вы можете изменить номер секции в окне.

Рис. 3.14. Установка библиотек .проекта

Рис. 3.15. Выбор символа компонента (Component Name), назначение номера секции (Part Num) и вид позиционного обозначения (RefDes) символа на схеме

Напомним, что Num Parts обозначает число логических секций, входящих в компонент, a Part Num — номер вводимой логической секции. Позиционные обозначения RefDes размещаемых элементов и их секций на электрической схеме проставляются автоматически. Например, если элементу в окне RefDes присвоено позиционное обозначение DD1, то последовательно размещаемые элементы получат имена DD1, DD2, DD3 и т. д., а элементы, состоящие из нескольких секций, получают имена DD1:A, DD1:B, DD1:C и т. д.

После выбора соответствующих параметров нажмите ОК.

Чтобы секции компонента вместо буквенных обозначений имели последовательную числовую нумерацию, необходимо в программе P-CAD Library Executive в меню Component Information выбрать способ числовой нумерации секций Gate Numbering: Numeric. В этом случае секции получают обозначения DD1:1, DD1:2, DD1:3 и т. д. Позиционное обозначение составного элемента можно ввести без указания номера первой секции в виде атрибута пользователя (user defined) вручную после выделения соответствующей секции и вызова команды Place Attribute (см. ниже).

Если секции примыкают друг к другу, то на схеме позиционные обозначения отдельных секций не указываются. Для этого необходимо параметры RefDes всех секций, кроме первой, сделать невидимыми. С этой целью правой кнопкой мыши выделяется изображение на схеме соответствующей секции и выполняется команда Properties. Затем в окне Part Properties (рис. 3.16) в закладке Symbol в области Visibility убирается флажок Ref Des и нажимается кнопка ОК. В окне Value можно проставить значение номинала компонента, например конденсатора или резистора.

Рис. 3.16. Закладка Symbol окна Part Properties

Если необходимо сделать невидимыми Туре элемента или имена, или номера его контактов, то необходимо выделить размещенный элемент (или его вентиль), нажать правую кнопку мыши и в меню Properties, в разделе Symbol и его области Visibility убрать флажок Туре, а в разделе Symbol Pins в областях Pin Designator или Pin Name убрать соответствующие флажки. При этом необходимо после операции с каждым контактом нажимать кнопку Apply (применить). По окончании операций по удалению с экрана монитора ненужной информации нажать ОК.

После проведения перечисленных подготовительных операций для размещения символа щелкните в нужном месте форматки — появится изображение выбранного элемента схемы. Если требуется размножить элемент, то щелкните в разных местах форматки. В результате появятся копии выбранного элемента с разными позиционными номерами. До тех пор, пока нажата кнопка мыши, символ компонента можно перемещать по полю экрана, поворачивать его (клавиша R), зеркально отображать (клавиша F).

При вводе многосекционных символов перед их размещением порядковый номер секции можно увеличить при нажатии на клавишу Р, а при увеличении позиционного обозначения — при нажатии на клавишу D.

Для размещения других элементов схемы повторите команду Place/ Part столько раз, сколько разных символов содержит схема. Размещенные элементы после их выделения можно передвигать по рабочему полю в нужное место, поворачивать их или зеркально отображать. Для выделения отдельного элемента символа (вывод символа, элемент графики, позиционное обозначение и т. п.) необходимо удерживать клавишу Shift. Для одновременного выделения нескольких символов удерживайте клавишу Ctrl.

В дальнейшем выделенный элемент символа можно редактировать после нажатия на правую кнопку мыши и последующего выбора опции Properties.

Электрическое соединение контактов размещенных элементов производится после выполнения команды Place/Wire. Ширина линии связи устанавливается по команде Options/Current Wire: Thick -(широкая) шириной 0,381 мм (15 mil), Thin (узкая) шириной 0,254 мм (10 mil) и User — задается пользователем в пределах от ОД до 100 mil. Щелкая мышкой в соответствующих местах рабочего поля можно соединять контакты линиями связи различной конфигурации. Нажатие клавиши О до отпускания кнопки мыши изменяет угол ввода линии из числа разрешенных углов, задаваемых в меню Options/Configure, а нажатие клавиши F изменяет ориентацию линии. При окончании проведения очередной электрической цепи щелкните правую кнопку мыши или клавишу Esc. Для включения в цепь дополнительной точки излома выполняется команда Rewire/Manual.

Неподсоединенные выводы символов («висячие» контакты) и выводы цепей, не подключенные к другим контактам или другим фрагментам цепи, помечаются подсвеченными квадратиками, которые гаснут после их электрического соединения. Места соединений фрагментов одной и той же цепи помечаются точкой (рис. 3.17).

Рис. 3.17. «Висячие» контакты, неподсоединенный фрагмент электрической цепи и Т-образное соединение фрагмента цепи

В строке информации монитора автоматически выводится имя выделенной цепи, присвоенное системой. Изменить имя цепи можно двумя способами.

Первый способ: выделить нужную цепь (или ее фрагмент), щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать меню редактирования Properties. В закладке Wire активизировать окно Display (если имя цепи должно быть видимым), а в закладке Net в окне Net Name ввести имя цепи и нажать ОК. В результате у выделенного участка цепи появится заданное имя. Тип и размеры шрифта имени цепи устанавливаются после нажатия на кнопку Text Styles закладки Wire.

Второй способ: если группа цепей имеет однородные имена типа А1, А2, A3 и т. д., то для автоматической нумерации таких цепей необходимо выполнить команду Utils/Rename Nets. Щелкнуть по первой цепи и затем в появившемся диалоговом окне Utils/Rename Wire/ Port дать имя цепи с начальным номером (например, А1), активизировать флажок Increment Name-и щелкнуть ОК. Затем прощелкать нужные цепи, имена которым задаются автоматически в зависимости от очередности их указания мышкой (при указании цепь выделяется цветом). Чтобы визуализировать имена цепей, необходимо выделить нужную(ые) цепь(и), щелкнуть правой кнопкой мыши и в меню Properties в разделе Wire активизировать флажок Display.

Имя цепи можно перемещать, если при нажатой клавише Shift выделить имя цепи, отпустить клавишу Shift и переместить имя цепи в нужное место.

Электрическое соединение отрезков линий, изображающих одну и ту же цепь, на схеме обозначается точкой (по умолчанию — зеленого цвета). На Т-образных соединениях точка проставляется автоматически. Для соединения пересекающихся отрезков цепей необходимо при построении второй цепи щелкнуть курсором в точке пересечения цепей, а затем продолжить нужные построения цепи.

Внимание!

Если между компонентом заземления GND и каким-либо контактом элемента схемы провести связь, то проведенная цепь автоматически получит имя GND. Это происходит потому, что выводу компонента в библиотеке присвоен тип Power, что и обеспечивает автоматическую простановку имени цепи, к которой вывод подключен. При последующем выделении этой цепи, нажатии на правую кнопку мыши и активизации строчки Properties в появившемся диалоговом окне в области Wire можно активизировать окно Display. В результате имя цепи будет выведено на экран.

При установке курсора (без нажатия левой кнопки мыши) на объект схемы появляется рамка с именем объекта и его обозначения — схемный номер символа, его Туре, номер цепи, подсоединенной к контакту и т. п.

Для проведения общей шины выполните команду Place/Bus и проведите линию нужной конфигурации. Ширина линии 0,76 мм = 30 мил устанавливается автоматически программой и изменить ее нельзя.

Если проводится несколько шин, то имена шинам система задает автоматически (BusXXXXX, где ХХХХХ — пятизначный порядковый номер шины). Для изменения имени шины необходимо выделить ее, вызвать контекстное меню, выбрать строчку Properties, ввести новое имя шины и, в случае необходимости визуализации имени шины на экране монитора, активизировать флажок Display. После выделения (при нажатой клавише Shift) имени (номера) шины его можно перенести в другое место.

Имена электрических цепей, подводимых к шине, задаются командой Place/Port для подключения к цепи портов. Порт — специальный элемент схемы, который присваивает имя подключенной к нему цепи и определяет ее для всех листов проекта (глобальная цепь) или нескольким частям (фрагментам) цепи на одном листе схемы. Такая цепь представляет собой единую компоненту связности, а порт используется для объединения элементов шины в одну компоненту связности. Порту присваивается имя цепи. У порта может быть один или два контакта для подсоединения к цепи.

Для выбора способа подключения порта к шине предварительно нужно выбрать команду Options/Display и переключатель Bus Connection Mode установить в соответствующую позицию.

После вызова команды Place/Port щелкните в любом месте экрана -появится диалоговое окно (рис. 3.18).

Рис. 3.18. Окно команды Place/Port

В окно Net Name можно ввести имя электрической цепи. Если желательна упорядоченная последовательность имен цепей подводимых к шине, установите флажок Increment Port Name. Переключатели Pin Count, Pin Length и Pin Orientation (число контактов порта, длина, вывода и ориентация контакта соответственно) установите в нужное положение. Установите форму порта Port Shape и нажмите кнопку ОК.

Теперь можно подключать порты к именуемым цепям щелчком мыши. Текущее имя цепи отображается автоматически (рис. 3.19). Именованные таким образом цепи являются глобальными (Global) и их можно переименовывать командой Edit/Nets.

Рис. 3.19. Шина (слева), порты и подведенные к ним цепи

Имя шины можно вывести на экран после выделения шины или ее фрагмента, нажатия правой кнопки мыши, выделения опции Properties, введения в окно Bus Name имени шины и установки флажка Display.

Имя локальной (в пределах текущего листа схемы) цепи, подходящей к шине, можно задать (после выделения цепи и последовательном нажатии правой кнопки мыши и кнопки Properties) в окне Net Name закладки Net окна Wire/Properties.

Правила построения электрических схем

 

Правила выполнения схем установлены гостами.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба. Пространственное расположение составных частей изделия не учитывается или учитывается приближенно.

Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков. В отдельных случаях допускается применять наклонные участки.

Схемы вычерчиваются для установок, находящихся в отключенном состоянии. В технически обоснованных случаях допускается отдельные элементы схемы вычерчивать в выбранном рабочем положении с указанием на поле схемы режима, для которого вычерчены эти элементы.

Обрыв линий электрической связи применяют в случае, если графические обозначения соединяемых элементов значительно удалены друг от друга и если схема выполнена на нескольких листах. Обрывы линий заканчиваются стрелками с указанием мест подключения.

Элементы на электрической схеме изображают в виде условных графических обозначений. Условные графические обозначения элементов вычерчивают на схеме либо в положении, в котором они изображены в соответствующих стандартах, либо повернутыми на угол, кратный 900 по отношению к этому положению, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. В отдельных случаях допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 450.

Условные графические обозначения в электрических схемах выполняют совмещенным или разнесенным способом.

При разнесенном способе условные графические обозначения элементов располагают в разных местах чертежа таким образом, чтобы отдельные цепи на схеме установки были изображены наиболее наглядно. Разнесенным способом допускается вычерчивать как всю схему, так и отдельные элементы.

Совмещенный способ используется для изображения монтажных схем.

условные графические обозначения элементов и других частей, входящих в одну электрическую цепь, изображаются на схеме последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи – одну под другой, образуя параллельные строки (строчный способ выполнения схемы). При этом допускается для облегчения нахождения элементов на схеме нумеровать параллельные строки.

Цепи в принципиальной схеме автоматического управления рекомендуется располагать в последовательности их работы, принятой для осуществления управления или блокировочной зависимости: например, если после включения какого-то агрегата производится автоматическое открытие задвижки, то сначала изображаются цепи управления агрегатом, а потом – цепи управления задвижкой и т.д.

Для упрощения изображения схемы допускается несколько линий, идущих параллельно, но электрически не связанных между собой сливать в общую линию, но при подходе к контактам (элементов) соответствующая линия связи выходит из общей линии и изображается отдельной линией.

Каждый графически изображенный элемент на схеме должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение, составленное из латинских букв и порядкового номера, стоящего после буквенного обозначения. Позиционные обозначения элементов на схеме ставят справа графического обозначения или над данным элементом. Порядковые номера нужно присваивать в соответствии с последовательностью расположения элементов на схеме, считая их сверху вниз и слева направо.

На схемах около условных графических обозначений элементов, назначение или использование которых в условиях эксплуатации требует пояснения, должны быть помещены соответствующие надписи. например, переключатели, потенциометры, предохранители и т.п.

 


Узнать еще:

черчение и проектирование электрических схем

Тема: какую программу лучше выбрать для рисования электрических схем.

В этой теме будет представлен небольшой обзор наиболее хороших и распространённых компьютерных программ, что используются для создания принципиальных электрических схем в цифровом формате.

Программа рисования схем sPlan

Начну с наиболее распространённой и ходовой программы для создания электрических схем, которая называется sPlan . К достоинствам программы можно отнести простоту работы, широкие возможности, русскоязычность, удобный интерфейс и т.д. В ней содержится большая внутренняя база различных электрических и электронных компонентов, что разбиты и упорядочены по определённым группам и типам (это удобно при выборе нужных элементов в процессе создания схемы).

Она полностью на русском языке, что бывает редкостью для хороших программ. В ней довольно быстро и легко можно разобраться даже новичку, так как программа имеет интуитивно понятную рабочую среду, что облегчает общее понимание и работу с ней. При помощи sPlan можно рисовать электрические схемы.

После инсталляции запускаете её и создаете новые документ. В этом рабочем пространстве и работаете дальше, набрасывая элементы электрической схемы, соединяя нужные выводы между собой. В левой стороне находится библиотека элементов. Ваша задача выбрать нужный компонент и мышкой перетащить его на основное поле. Ну, а далее особых трудностей возникнуть не должно. Если что, читайте помощь в самой программе. По окончанию создания схемы, Вы просто её сохраняете на компьютере и всё. При надобности выводите на распечатку. Программу можно найти и скачать в разделе «Скачать» (смотрите в верхнем меню).

Программа Microsoft Office Visio

Если Вам мало возможностей, что предлагает sPlan , или Вы желаете не ограничиваться только лишь принципиальными электрическими схемами, а расширить свои нужды на иные сферы деятельности, то тогда я Вам могу посоветовать более мощную, профессиональную, навороченную программу из семейства Microsoft Office, а именно Microsoft Office Visio .

Это очень сильная программа в плане создания различных схем. В ней можно сделать не только принципиальную, но и структурные, функциональные, подключений, общие, расположения и прочие. Кроме этого, она не ограничивается лишь электрикой. Вы компьютерщик или бизнесмен, и Вам она сгодится. Словом, при её помощи возможно набросать любые схемы, но есть и небольшое неудобство.

Это то, что над ней необходимо некоторое время попыхтеть, а именно разобраться. Поскольку имея такой широкий асортимент возможностей, для новичка будет сложновато с ходу с ней работать. Хотя в принципе, если Вы уже заметили, программные продукты создаваемые одной и той же фирмой, своим интерфейсом очень похожи друг на друга. То есть, если человек умеет работать и знаком с обычным Microsoft Office Word , то основную часть программы Visio ему легче будет понять. Так что при желании можно легко и быстро научиться работе с ней.

Немного коснусь темы об первоначальном назначении этих создаваемых программами схем. К примеру, Вам пару раз понадобилась нарисовать на компьютере электрическую схему. В этом случае изучать полностью какую либо программу в общем не обязательно. Проще взять sPlan и не мучатся с изучением других. Либо, вовсе, отрыть программу для рисования (графические редакторы) и на ней при помощи простых фигур, линий, кривых быстренько намалевать схемку.

Рисовалка SnagitEditor

В тех случаях когда от схемы требуется объяснение (по ней), наглядность, презентабельность, эстетичность, а не строгая документальность, делается так. Берётся программа Snagit и в SnagitEditor (внутренний редактор), при помощи линий и кривых с теневыми эффектами собираем по частям вся схема. В результате выходит весьма симпатичная на вид схемка. Если использовать копирование готовых, ранее нарисованных Вами компонентов, можно сократить время создания такого документа до нескольких минут. Быстро и красиво. Программу можно найти и скачать в разделе «Скачать» (смотрите в верхнем меню).

На данный момент имеется большое разнообразие всевозможных программ, что могут рисовать, планировать, тестировать, вычислять и т.д. Просто нужно немного поискать в своей локальной сети или в сети интернета, после скачивания каждую проверить и выбрать более подходящую. При поиске обращайте внимание на версию программ. Они довольно часто обновляются и это способствует улучшению и расширению их внутренних возможностей. Из списка найденных вариантов, закачивайте ту, у которой наибольшая цифра после названия программы.

На этом и завершу тему, программа для рисования электрических схем, какую лучше выбрать себе для работы.

P.S. От себя посоветую — для простых набросков использовать простые рисовалки, а для обычных принципиальных электрических схем, устанавливаете sPlan и будете довольны.

Мы все больше пользуемся компьютером и виртуальными инструментами. Вот уже и чертить на бумаге схемы не всегда хочется — долго, не всегда красиво и исправлять сложно. Кроме того, программа для рисования схем может выдать перечень необходимых элементов, смоделировать печатную плату, а некоторые могут даже просчитать результаты ее работы.

Бесплатные программы для создания схем

В сети имеется немало неплохих бесплатных программ для рисования электрических схем. Профессионалам их функционала может быть недостаточно, но для создания схемы электроснабжения дома или квартиры, их функций и операций хватит с головой. Не все они в равной мере удобны, есть сложные в освоении, но можно найти несколько бесплатных программ для рисования электросхем которыми сможет пользоваться любой, настолько в них простой и понятный интерфейс.

Самый простой вариант — использовать штатную программу Windows Paint, которая есть практически на любом компьютере. Но в этом случае вам придется все элементы прорисовывать самостоятельно. Специальная программа для рисования схем позволяет вставлять готовые элементы на нужные места, а потом соединять их при помощи линий связи. ОБ этих программах и поговорим дальше.

Бесплатная программа для рисования схем — не значит плохая. На данном фото работа с Fritzing

Программа для рисования схем QElectroTech есть на русском языке, причем русифицирована она полностью — меню, пояснения — на русском языке. Удобный и понятный интерфейс — иерархическое меню с возможными элементами и операциями в левой части экрана и несколько вкладок вверху. Есть также кнопки быстрого доступа для выполнения стандартных операций — сохранения, вывода на печать и т.п.

Имеется обширный перечень готовых элементов, есть возможность рисовать геометрические фигуры, вставлять текст, вносить изменения на определенном участке, изменять в каком-то отдельно взятом фрагменте направление, добавлять строки и столбцы. В общем, довольно удобна программа при помощи которой легко нарисовать схему электроснабжения, проставить наименование элементов и номиналы. Результат можно сохранить в нескольких форматах: JPG, PNG, BMP, SVG, импортировать данные (открыть в данной программе) можно в форматах QET и XML, экспортировать — в формате QET.

Недостаток этой программы для рисования схем — отсутствие видео на русском языке о том, как ей пользоваться, зато есть немалое количество уроков на других языках.

Графический редактор от Майкрософт — Visio

Для тех, кто имеет хоть небольшой опыт работы с продуктами Майкрософт, освоить работу в из графическом редакторе Visio (Визио) будет несложно. У данного продукта также есть полностью русифицированная версия, причем с хорошим уровнем перевода.

Данный продукт позволяет начертить схему в масштабе, что удобно для расчета количества необходимых проводов. Большая библиотека трафаретов с условными обозначениями, различных составляющих схемы, делает работу похожей на сборку конструктора: необходимо найти нужный элемент и поставить его на место. Так как к работе в программах данного типа многие привыкли, сложности поиск не представляет.

К положительным моментам можно отнести наличие приличного количества уроков по работе с этой программой для рисования схем, причем на русском языке.

Компас Электрик

Еще одна программа для рисования схем на компьютере — Компас Электрик. Это уже более серьезный продукт, который используют профессионалы. Имеется широкий функционал, позволяющий рисовать различные планы, блок-схемы, другие подобные рисунки. При переносе схемы в программу параллельно формируется спецификация и монтажная схема и све они выдаются на печать.

Для начала работы необходимо подгрузить библиотеку с элементами системы. При выборе схематичного изображения того или иного элемента будет «выскакивать» окно, в котором будет список подходящих деталей, взятый из библиотеки. Из данного списка выбирают подходящий элемент, после чего его схематичное изображение появляется в указанном месте схемы. В то же время автоматически проставляется соответствующее ГОСТу обозначение со сквозной нумерацией (цифры программа меняет сама). В то же время в спецификации появляются параметры (название, номер, номинал) выбранного элемента.

В общем, программа интересная и полезная для разработки схем устройств. Может применяться для создания схемы электропроводки в доме или квартире, но в этом случае ее функционал использован почти не будет. И еще один положительный момент: есть много видео-уроков работы с Компас-Электрик, так что освоить ее будет несложно.

Программа DipTrace — для рисования однолинейных схем и принципиальных

Эта программа полезна не только для рисования схем электроснабжения — тут все просто, так как нужна только схема. Более полезна она для разработки плат, так как имеет встроенную функцию преобразования имеющейся схемы в трассу для печатной платы.

Для начала работы, как и в многих других случаях, необходимо сначала подгрузить имеющиеся на вашем компьютере библиотеки с элементной базой. Для этого необходимо запустить приложение Schematic DT, после чего можно загрузить библиотеки. Их можно будет скачать на том же ресурсе, где будете брать программу.

После загрузки библиотеки можно приступать к рисованию схемы. Сначала можно «перетащить» нужные элементы из библиотек на рабочее поле, развернуть их (если понадобится), расставить и связать линиями связи. После того как схема готова, если необходимо, в меню выбираем строку «преобразовать в плату» и ждем некоторое время. На выходе будет готовая печатная плата с расположением элементов и дорожек. Также можно в 3D варианте посмотреть внешний вид готовой платы.

Бесплатная прога ProfiCAD для составления электросхем

Бесплатная программа для рисования схем ProfiCAD — один из лучших вариантов для домашнего мастера. Она проста в работе, не требует наличия на компьютере специальных библиотек — в ней уже есть коло 700 элементов. Если их недостаточно, можно легко пополнить базу. Требуемый элемент можно просто «перетащить» на поле, там развернуть в нужном направлении, установить.

Отрисовав схему, можно получить таблицу соединений, ведомость материалов, список проводов. Результаты можно получить в одном из четырех наиболее распространенных форматов: PNG, EMF, BMP, DXF. Приятная особенность этой программы — она имеет низкие аппаратные требования. Она нормально работает с системами от Windows 2000 и выше.

Есть у этого продукта только один недостаток — пока нет видео о работе с ней на русском языке. Но интерфейс настолько понятный, что разобраться можно и самому, или посмотреть один из «импортных» роликов чтобы понять механику работы.

Если вам придется часто работать с программой для рисования схем, стоит рассмотреть некоторые платные версии. Чем они лучше? У них более широкий функционал, иногда более обширные библиотеки и более продуманный интерфейс.

Простая и удобная sPlan

Если вам не очень хочется разбираться с тонкостями работы с многоуровневыми программм, присмотритесь к пролукту sPlan. Он имеет очень простое и понятное устройство, так что через час-полтора работы вы будете уже свободно ориентироваться.

Как обычно в таких программах, необходима библиотека элементов, после первого пуска их надо подгрузить перед началом работы. В дальнейшем, если не будете переносить библиотеку в другое место, настройка не нужна — старый путь к ней используется по умолчанию.

Если вам необходим элемент, которого нет в списке, его можно нарисовать, затем добавить в библиотеку. Также есть возможность вставлять посторонние изображения и сохранять их, при необходимости, в библиотеке.

Из других полезных и нужных функций — автонумерация, возможность изменения масштаба элемента при помощи вращения колесика мышки, линейки для более понятного масштабирования. В общем, приятная и полезная вещь.

Micro-Cap

Эта программа кроме построения схемы любого типа (аналогового, цифрового или смешанного) позволяет еще и проанализировать ее работу. Задаются исходные параметры и получаете выходные данные. То есть, можно моделировать работу схемы при различных условиях. Очень полезная возможность, потому, наверное, ее очень любят преподаватели, да и студенты.

В программе Micro-Cap есть встроенные библиотеки, которые можно пополнять при помощи специальной функции. При рисовании электрической схемы продукт в автоматическом режиме разрабатывает уравнения цепи, также проводит расчет в зависимости от проставленных номиналов. При изменении номинала, изменение выходных параметров происходит тут же.

Программа для черчения схем электроснабжения и не только — больше для симуляции их работы

Номиналы элементов могут быть постоянными или переменными, зависящими от различных факторов — температуры, времени, частоты, состояния некоторых элементов схемы и т.д. Все эти варианты просчитываются, результаты выдаются в удобном виде. Если есть в схеме детали, которые изменяют вид или состояние — светодиоды, реле — при симуляции работы, изменяют свои параметры и внешний вид благодаря анимации.

Программа для черчения и анализа схем Micro-Cap платная, в оригинале — англоязычная, но есть и русифицированная версия. Стоимость ее в профессиональном варианте — больше тысячи долларов. Хороша новость в том, что есть и бесплатная версия, как водится с урезанными возможностями (меньшая библиотека, не более 50 элементов в схеме, сниженная скорость работы). Для домашнего пользования вполне подойдет и такой вариант. Приятно еще что она нормально работает с любой системой Windows от Vista и 7 и выше.

Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные (виды лицензий мы рассмотрим ниже). Уверены, что созданный нами краткий обзор поможет из разнообразия программных продуктов выбрать ПО, наиболее оптимальное для поставленной задачи. Начнем с бесплатных версий.

Бесплатные

Прежде, чем перейти к описанию программ кратко расскажем о бесплатных лицензиях, наиболее распространены из них следующие:

  • Freeware – приложение не ограничено по функциональности и может использоваться в личных целях без коммерческой составляющей.
  • Open Source – продукт с «открытым кодом», в который допускается вносить изменения подстраивая ПО под собственные задачи. Возможны ограничения на коммерческое использование и платное распространение внесенных модификаций.
  • GNU GPL – лицензия практически не накладывающая на пользователя никаких ограничений.
  • Public domain – практически идентична с предыдущим вариантом, на данный тип лицензии закон защиты авторских прав не распространяется.
  • Ad-supported – приложение полностью функционально, содержит в себе рекламу других продуктов разработчика или других компаний.
  • Donationware – продукт распространяется бесплатно, но разработчик предлагает внести пожертвования на добровольной основе для дальнейшего развития проекта.

Получив представление о бесплатных лицензиях можно переходить к ПО, распространяемому на таких условиях.

Microsoft Visio

Это простой в управлении, но в то же время весьма удобный редактор векторной графики, обладающий богатым функциональным набором. Несмотря на то, что основная социализация программы визуализация информации с приложений MS Office, ее вполне можно использовать для просмотра и распечатки радиосхем.

MS выпускает три платных версии, отличающихся функциональным набором и бесплатную (Viewer), которая интегрируется в браузер IE и позволяет с его помощью осуществлять просмотр файлов, созданных в редакторе. К сожалению, для редакции и создания новых схем потребуется приобрести полнофункциональный продукт. Заметим, что даже в платных версиях среди базовых шаблонов нет набора для полноценного создания радиосхем, но его несложно найти и установить.

Недостатки бесплатной версии:

  • Недоступны функции редактирования и создания схем, что существенно снижает интерес к этому продукту.
  • Программа работает только с браузером IE, что также создает массу неудобств.

Компас-Электрик

Данная ПО является приложением к САПР российского разработчика «АСКОН». Для ее работы требуется установка среды КОМПАС-3D. Поскольку это отечественный продукт, в нем полностью реализована поддержка принятых России ГОСТов, и, соответственно, нет проблем с локализацией.


Приложение предназначено для проектирования любых видов электрооборудования и создания к ним комплектов конструкторской документации.

Это платное ПО, но разработчик дает 60 дней на ознакомление с системой, в течение этого времени ограничения по функциональности отсутствуют. На официальном сайте и в сети можно найти множество видео материалов, позволяющих детально ознакомиться с программным продуктом.

В отзывах многие пользователи отмечают, что в системе имеется масса недоработок, которые разработчик не спешит устранять.

Eagle

Данное ПО представляет собой комплексную среду, в которой можно создать как принципиальную схему, так и макет печатной платы к ней. То есть, расположить на плате все необходимые элементы и выполнить трассировку. При этом, она может быть выполнена как в автоматическом, так и ручном режиме или путем комбинации этих двух способов.


В базовом наборе элементов отсутствуют модели отечественных радиокомпонентов, но их шаблоны могут быть скачены в сети. Язык приложения – Английский, но локализаторы, позволяющие установить русский язык.

Приложение является платным, но возможность его бесплатного использования со следующими функциональными ограничениями:

  • Размер монтажной платы не может превышать размера 10,0х8,0 см.
  • При разводке можно манипулировать только двумя слоями.
  • В редакторе допускается работа только с одним листом.

Dip Trace

Это не отдельное приложение, а целый программный комплекс, включающий в себя:

  • Многофункциональный редактор для разработки принципиальных схем.
  • Приложение для создания монтажных плат.
  • 3D модуль, позволяющий проектировать корпуса для созданных в системе приборов.
  • Программу для создания и редактирования компонентов.

В бесплатной версии программного комплекса, для некоммерческого использования, предусмотрены небольшие ограничения:

  • Монтажная плата не более 4-х слоев.
  • Не более одной тысячи выводов с компонентов.

В программе не предусмотрена русская локализация, но ее, а также описание всех функций программного продукта можно найти в сети. С базой компонентов также нет проблем, в изначально их около 100 тыс. На тематических форумах можно найти созданные пользователями базы компонентов, в том числе и под российские ГОСТы.

1-2-3 схема

Это полностью бесплатное приложение, позволяющее укомплектовать электрощиты Хагер (Hager) одноименным оборудованием.


Функциональные возможности программы:

  • Выбор корпуса для электрощита, отвечающего нормам по степени защиты. Выборка производится из модельного ряда Hager.
  • Комплектация защитным и коммутационным модульным оборудованием того же производителя. Заметим, что в элементной базе присутствуют только сертифицированные в России модели.
  • Формирование конструкторской документации (однолинейной схемы, спецификации, отвечающей нормам ЕСКД, отрисовка внешнего вида).
  • Создание маркеров для коммутирующих устройств электрощита.

Программа полностью локализована под русский язык, единственный ее недостаток, что в элементной базе присутствует только электрооборудование компании-разработчика.

Autocad Electrical

Приложение на базе известной САПР Autocad, созданное для проектирования электросхем и создания для них технической документации в соответствии с нормами ЕСКД.


Изначально база данных включает в себя свыше двух тысяч компонентов, при этом, их условно графические обозначения отвечают действующим российским и европейским стандартам.

Данное приложение платное, но имеется возможность в течение 30-ти дней ознакомиться с полным функционалом базовой рабочей версии.

Эльф

Данное ПО позиционируется в качестве автоматизированного рабочего места (АРМ) для проектировщиков-электриков. Приложение позволяет быстро и корректно разработать, практически, любой чертеж для электротехнических проектов с привязкой к плану помещений.

Функционал приложения включает в себя:

  • Расстановку УГО при проектировании электросетей, проложенных открыто, в трубах или специальных конструкциях.
  • Автоматический (с плана) или руной расчет силовой схемы.
  • Составление спецификации в соответствии с действующими нормами.
  • Возможность расширения базы элементов (УГО).

В бесплатной демонстрационной версии отсутствует возможность создания и редактирование проектов, их можно только просмотреть или распечатать.

Kicad

Это полностью бесплатный программный комплекс с открытым кодом (Open Source). Данное ПО позиционируется в качестве системы сквозного проектирования. То есть, можно разработать принципиальную схему, по ней создать монтажную плату и подготовить документацию, необходимую для производства.


Характерные особенности системы:

  • Для разводки платы допускается применение внешних трассировщиков.
  • В программу встроен калькулятор печатной платы, размещение на ней элементов можно выполнить автоматически или вручную.
  • По завершению трассировки система генерирует несколько технологических файлов (например, для фотоплоттера, сверлильного станка и т.д.). При желании можно добавить логотип компании на печатную плату.
  • Система может создать послойную распечатку в нескольких популярных форматах, а также сгенерировать список используемых в разработке компонентов для формирования заказа.
  • Имеется возможность экспорт чертежей и других документов в форматы pdf и dxf.

Заметим, что многие пользователи отмечают непродуманность интерфейса системы, а также тот факт, что для освоения ПО требуется хорошо изучить документацию к программе.

TinyCAD

Еще одно бесплатное приложение с открытым кодом, позволяющее создавать чертежи принципиальных схем и имеющее функции простого редактора векторной графики. В базовом наборе содержится сорок различных библиотек компонентов.


TinyCAD – простой редактор для принципиальных схем

В программе не предусмотрена трассировка печатных плат, но имеется возможность экспортировать список соединений в стороннее приложение. Экспорт производится с поддержкой распространенных расширений.

Приложение поддерживает только английский язык, но благодаря интуитивному меню проблем с освоением не возникнет.

Fritzing

Бесплатная среда разработки проектов на базе Arduino. Имеется возможность создания печатных плат (разводку необходимо делать вручную, поскольку функция автотрассировки откровенно слабая).


Следует заметить, что приложение «заточено» для быстрого создания набросков, позволяющих объяснить принцип работы проектируемого прибора. Для серьезной работы у приложения слишком мала база элементов и сильно упрощенное составление схемы.

123D Circuits

Это веб-приложение для разработки Arduino-проектов, с возможностью программирования устройства, симуляции и анализа его работы. В типовом наборе элементов присутствуют только основные радио-компоненты и модули Arduino. При необходимости пользователь может создать новые компоненты и добавить их в базу. Примечательно, что разработанную печатную плату можно заказать, непосредственно, в онлайн-сервисе.


В бесплатной версии сервиса нельзя создавать свои проекты, но можно просматривать чужие разработки, находящиеся в открытом доступе. Для полноценного доступа ко всем возможностям необходимо оформить подписку ($12 или $24 в месяц).

Заметим, что из-за бедного функционала виртуальная среда разработки вызывает интерес только у начинающих. Многие из тех, кто пользовался сервисом, обратили внимание на тот факт, что результаты симуляции расходятся с реальными показателями.

XCircuit

Бесплатное мультиплатформенное приложение (лицензия GNU GPL) для быстрого создания принципиальных схем. Функциональный набор минимальный.


Язык приложения – английский, программа не воспринимает русские символы. Также следует обратить внимание на нетипичное меню, к которому необходимо привыкнуть. Помимо этого контекстные подсказки выводятся на панель состояния. В базовый набор элементов входят УГО только основных радиодеталей (пользователь может создать свои элементы и добавить их).

CADSTAR Express

Это демонстрационная версия одноименной САПР. Функциональные ограничения коснулись лишь числа элементов, используемых в схеме разработки (до 50 шт) и количеств контактов (не более 300), что вполне достаточно для небольших радиолюбительских проектов.


Программа состоит из центрального модуля, в которых входит несколько приложений позволяющих разработать схему, создать для нее плату и подготовить пакет технической документации.

В базовый набор входит более 20 тыс. компонентов, дополнительно можно загрузить с сайта разработчика дополнительные библиотеки.

Существенным недостатком системы является отсутствие поддержки русского языка, соответственно, все техническая документация также представлена в сети на английском.

QElectroTech

Простое удобное и бесплатное (FreeWare) приложения для разработки электрических и электронных схем-чертежей. Программа является обычным редактором, никаких специальных функций в ней не реализовано.


Язык приложения – английский, но для него имеется русская локализация.

Платные приложения

В отличие от ПО, распространяемого по бесплатным лицензиям, коммерческие программы, как правило, обладают значительно большим функционалом, и поддерживаются разработчиками. В качестве примера мы приведем несколько таких приложений.

sPlan

Простая программа-редактор для черчения электросхем. Приложение комплектуется несколькими библиотеками компонентов, которые пользователь может расширять по мере необходимости. Допускается одновременная работа с несколькими проектами, путем их открытия в отдельных вкладках.


Чертежи, сделанные программой, хранятся в виде файлов векторной графики собственного формата с расширением «spl». Допускается конвертация в типовые растровые форматы изображения. Имеется возможность печати больших схем на обычном принтере А4-го формата.

Официально приложение не выпускается в русской локализации, но существуют программы, позволяющие русифицировать меню и контекстные подсказки.

Помимо платной версии предусмотрены две бесплатных реализации Demo и Viewer. В первой нет возможности сохранить и распечатать нарисованную схему. Во второй предусмотрена только функция просмотра и печати файлов формата «spl».

Eplan Electric

Многомодульная масштабируемая САПР для разработки электротехнических проектов различной сложности и автоматизации процесса подготовки конструкторской документации. Данный программный комплекс сейчас позиционируется в качестве корпоративного решения, поэтому для рядовых пользователей он будет не интересен, особенно если принять в учет стоимость ПО.


Target 3001

Мощный САПР комплекс, позволяющий разрабатывать электросхемы, трассировать печатные платы, моделировать работу электронных устройств. Онлайн библиотека компонентов насчитывает более 36 тыс. различных элементов. Данная CAD широко применяется в Европе для трассировки печатных плат.


По умолчанию устанавливается английский язык, имеется возможность установить меню на немецком или французском, официально русской локализации нет. Соответственно, вся документация представлена только на английском, французском или немецком языке.

Стоимость самой простой базовой версии около 70 евро. За эти деньги будет доступна трассировка двух слоев на 400 выводов. Стоимость нелимитированной версии в районе 3,6 тыс. евро.

Micro-Cap

Приложение для моделирования цифровых, аналоговых и смешанных схем, а также анализа их работы. Пользователь может создать в редакторе электрическую цепь и задать параметры для анализа. После это по одному клику мышки система автоматически чего произведет необходимые расчеты и выдаст результаты для изучения.


Программа позволяет установить зависимость параметров (номиналов) элементов от температурного режима, освещенности, частотных характеристик и т.д. Если в схеме присутствуют анимированные элементы, например, светодиодные индикаторы, то их состояние будут корректно отображаться, в зависимости от поступающих сигналов. Имеется возможность при моделировании «подключать» к схеме виртуальные измерительные приборы, а также отслеживать состояние различных узлов устройства.

Стоимость полнофункциональной версии около $4,5 тыс. Официальной русской локализации приложения не существует.

TurboCAD

Данная САПР платформа включает в себя множество инструментов, для проектирования различных электрических устройств. Набор специальных функций позволяет решать инженерно-конструкторские задачи любого уровня сложности.


Отличительные особенности – тонкая настройка интерфейса под пользователя. Множество справочной литературы, в том числе и на русском языке. Несмотря на отсутствие официальной поддержки русского языка, для платформы имеются русификаторы.

Для рядовых пользователей приобретение платной версии программы с целью разработки электросхем для любительских устройств, будет нерентабельно.

Designer Schematic

Приложение для создания электросхем с использованием радиоэлементов производства Digi-Key. Основная особенность данной системы заключается в том, что в редакторе для построения схем, может использовать механическое проектирование.


Базы данных компонентов можно в любой момент проверить на соответствие и при необходимости произвести обновление прямо с сайта производителя.

Система не имеет собственного трассировщика, но список соединений может быть загружен в стороннюю программу.

Имеется возможность импорта файлов из популярных САПР.

Ориентировочная стоимость приложения около $300.

10 лучших бесплатных онлайн симуляторов электроцепи

Список бесплатных программ моделирования электронной цепи онлайн очень полезный для вас. Эти симуляторы электроцепи, которые я предлагаю, не нужно быть загружен в компьютере, и они могут работать непосредственно с веб-сайта.

1. EasyEDA дизайн электронной цепи, моделирование цепи и PCB дизай:
EasyEDA удивительный бесплатный онлайн симулятор электроцепи, который очень подходит для тех, кто любит электронную схему. EasyEDA команда стремится делать сложную программу дизайна на веб-платформе в течение нескольких лет, и теперь инструмент становится замечательным для пользователей. Программная среда позволяет тебя сам проектировать схему. Проверить операцию через симулятор электроцепи. Когда вы убедитесь функцию цепи хорошо, вы будете создавать печатную плату с тем же программным обеспечением. Есть более 70,000+ доступных диаграмм в их веб-базах данных вместе с 15,000+ Pspice программами библиотеки. На сайте вы можете найти и использовать множество проектов и электронных схем, сделанные другими, потому что они являются публичными и открытыми аппаратными оснащениями. Он имеет некоторые довольно впечатляющие варианты импорта (и экспорта). Например, вы можете импортировать файлы в Eagle, Kikad, LTspice и Altium проектант, и экспортировать файлы в.PNG или.SVG. Есть много примеров на сайте и полезных программ обучения, которые позволяют людей легко управлять.

2. Circuit Sims : Это был один из первых вебов исходя из эмуляторов электроцепи с открытым кодом я тестировал несколько лет назад. Разработчик не удалось повысить качество и увеличить графический интерфейс пользователя.

3. DcAcLab имеет визуальные и привлекательные графики, но ограничивается моделированием цепи. Это несомненно отличная программа для обучения, очень проста в использовании. Это делает вас видеть компоненты, как они сделаны. Это не позволит вам проектировать схему, но только позволит сделать практику.

4. EveryCircuit представляет собой электронный эмулятор онлайн с хорошими сделанными графиками. Когда вы входите в онлайн программу, и она будет просить вас создать бесплатный счет, чтобы вы можете сохранить ваши проекты и иметь ограниченную часть площади рисовать вашу схему. Чтобы использовать его без ограничений, требующих годовой взнос в размере $ 10. Он можно скачивать и использоваться на платформах Android и iTunes. Компоненты имеют ограниченную способность имитировать с небольшими минимальными параметрами. Очень просто в использовании, он имеет прекрасную систему электронного дизайна. Она позволяет вам включать (вставлять) моделирование в ваши веб-страницы.

5. DoCircuits : Хотя она оставляет людям первое впечатление от путаницы о сайте, но она дает много примеров о том, как работает программа, можно видеть себя на видео «будет начать в пять минут». Измерения параметров электронной схемы продемонстрируют с реалистичными виртуальными инструментами.

6. PartSim электронный симулятор схемы онлайн. Он был способным к моделированию. Вы можете рисовать электрические схемы и протестировать их. Он еще новый симулятор, так что есть несколько компонентов, чтобы сделать моделирования для выбора.

7. 123D Circuits Активная программа разработана AutoDesk, она позволяет вам создавать схему, можно увидеть её на макетной плате, использовать платформу Arduino, имитировать электронную схему и окончательно создать PCB. Компоненты продемонстрируются в 3D в их реальной форме. Вы можете запрограммировать Arduino непосредственно из этой программы моделирования, (она) действительно производит глубокое впечатление.

8. TinaCloud Эта программа моделирования имеет усовершенствованные возможности. Она позволяет вам моделировать, в дополнение к обычным схемам со смешанными сигналами, и микропроцессорами, VHDL, SMPS поставки электричества и радио частотных цепей. Расчеты для электронного моделирования выполняются непосредственно на сервере компании и позволяют отличную скорость моделирования

В данной статье будет представлено 20 лучших программ для проектирования электронных схем и печатных плат, включая бесплатные, коммерческие и условно бесплатные программы.

Изучение дизайна макетов или электронных диаграмм не сложно, если вы выберете правильный инструмент дизайна. Для создания списка был использован ряд критериев, таких как:

  • качество программного обеспечения;
  • удобство для пользователя;
  • сложность среды проектирования.

Бесплатное программное обеспечение для рисования электронных схем:

Ниже будет представлен список и краткое описание бесплатных программ для проектирования электронных схем.

LTspice

Это программное обеспечение для моделирования от линейных технологий до разработки электронных схем, моделирования SPICE, диаграмм сигналов и многих других функций:

  • многоязычный графический интерфейсMDI для открытия и редактирования нескольких файлов в сеансе;
  • встроенный редактор схем с базой данных 2 тыс. электронных компонентов;
  • симулятор аналоговых и смешанных схем с режимом импорта файловSPICE;
  • постпроцессор для генерации графических кривых результатов анализа и отчетов;
  • возможность персонализировать настройки режима отображения и сочетания клавиш;
  • удобные функции масштабирования окна просмотра, печати и копирования в буфер обмена;
  • интегрированная база данных схем выборкиLTSpice.ASC.

Узнать больше и скачать LTspice вы можете на нашем .

«Компас-электрик»

Замечательная графическая российская программа, которая является разновидностью программы «Компас». Используется в области электрики для создания схем электрооборудования различных механизмов. Программа имеет обширные возможности. Посредством программы «Компас-электрик» возможно начертить любую электрическую схему.

Программа «Компас-электрик» имеет три версии, различные по своему функционалу: экспресс версия, стандартная версия, профессиональная версия. Основными компонентами данной программы являются:

  • База данных, которая является фундаментом для проектирования документации;
  • Редактор схем и отчетов, в котором происходит сам процесс создания и выпуска готовой документации проектов.

DipTrace

Это программа для проектирования профессиональных печатных плат. Вполне интуитивно понятный интерфейс, огромная функциональность. Dip Trace поддерживает несколько режимов работы. В каждый пакет DipTrace входят следующие программы:

  • редактор схем;
  • программа проектирования контуров — компоновка печатной платы;
  • редактор компонентов;
  • редактор корпуса;
  • автотрассировщик;
  • 3D-визуализация;
  • функция импорта библиотек и проектов из других программ EDA.

Скачать и получить более подробную информацию с обучающей книгой вы можете на нашем .

EasyEDA

Бесплатный и доступный в облачном инструменте EDA, позволяющий создавать схемы, моделировать SPICE и дизайн печатной платы. В его базе данных уже более 70 000 готовых диаграмм и более 15 тысяч библиотек PSpice, которые позволяют быстро рисовать диаграммы в веб браузере. Проекты, подготовленные в EasyEDA, могут быть опубликованы или сохранены в облаке. Файлы также можно экспортировать во многие форматы, включая JSON.

Программное обеспечение EasyEDA совместимо с инструментами Altium, Eagle KiCad и LTspice, откуда вы можете импортировать дополнительные библиотеки. По желанию производитель предлагает относительно недорогую конструкцию печатной платы в соответствии с созданной конструкцией. Благодаря доступу к приложениям в облаке мы получаем удобство, мобильность и совместимость между устройствами.

TinyCAD

Это программа для рисования схем в Windows, доступная для бесплатной загрузки с SourceForge. Поддерживает стандартные и пользовательские библиотеки символов. TinyCAD чаще всего используется для создания:

  • однолинейных диаграмм;
  • создания блок-схем;
  • разработки технических чертежей для целей презентации.

Xcircuit

Бесплатная программа для рисования схем из Open Circuit Designs, разработанная для среды Unix / Linux, но вы можете использовать ее в Windows, если у вас есть работающий сервер или Windows API. Существует множество бесплатных версий.

Dia

Это базовый инструмент проектирования с возможностью рисования блок-диаграмм. Dia — программа для начинающих, только для людей, входящих в область рисования электронных схем. Программа имеет лицензию GPL и доступна в версиях Mac и Linux (без версии для Windows). Чаще всего используется для построения блок-схем.

Pspice — Student Version

Бесплатная версия программного обеспечения Pspice была создана для студентов. Он содержит ограниченные версии таких продуктов, как: PSpice A / D 9.1, PSpice Schematics 9.1, Capture 9.1. Позволяет разрабатывать и моделировать аналоговые и цифровые схемы.

SmartDraw

Программные шаблоны проектирования электро схем из SmartDraw LCC, считается одним из лучших САПРОВ для рисования электронных схем, блок-схем, HVAC, и т.д.

Бесплатная версия SmartDraw представляет собой усеченный вариант платного программного обеспечения, в котором отсутствует расширенные функции.

1-2-3 схема

Это простая программа редактор для создания электро схем, которая позволит вам быстро и просто создать, и начертить любую схему любого уровня сложности. В приложении вы имеете возможность создавать электро схемы щитков для жилищных комплексов, стоит заметить, что программа на русском языке, поэтому удобна в применении.

1-2-3 схема является одним из бесплатных приложений, которое позволяет укомплектовывать электрощиты Хагер (Hager) оборудованием того же производителя. Основной особенностью программы относится такая функция, как сам по себе выбор корпуса для электрощита, который отвечает всем требованиям и нормам безопасности. Выбор производится непосредственно из ряда моделей Hager.

Более подробную информацию о программе вы можете найти на нашем .

Microsoft Visio

Основной задачей программы является разработка и создание с помощью шаблонов рисование разного рода электронных схем. Программа имеет возможность создавать:

  • разнообразные инженерные и технические рисунки;
  • электронные схемы;
  • составлять эффектные презентации;
  • разрабатывать организационные схемы, маркетинговые и многие другие.

Кроме широких возможностей, программа имеет богатый набор готовых элементов, шаблоны visio для электро схем, а также библиотеку красивых объемных рисунков. Создание различных электронных схем не является единственной задачей для MS Visio.

KiCad

Это пакет с открытым исходным кодом, который был создан французом Жан-Пьером Шаррас. Данное программное обеспечение включает в себя ряд интегрированных независимых программ, таких как:

  • kicad — приложение для управления проектами;
  • EESchema — расширенный редактор схем, с помощью которого можно создавать иерархические структуры;
  • Pcbnew — редактор для создания печатных плат на основе схемного дизайна;
  • gerbview — средство для просмотра файлов gerber и многие другие.

KiCad совместим со многими ОС, так как основан на библиотеке wxWidgets.

Более подробную информацию вы можете найти на нашем .

CadSoft Eagle

Высококачественная программа для проектирования печатных плат от немецкой компании CadSoft, входящей в состав Premier Farnell plc. EAGLE является аббревиатурой для легко применимого графического редактора макетов, что означает простой в использовании графический редактор.

CadSoft Eagle завоевала большую популярность из-за простоты и возможности использовать одну из версий — Eagle Light бесплатно. Бесплатная версия программы не позволяет создавать электронные схемы в коммерческих целях.

Программа доступна для операционных систем Windows, Linux, OS X.

Платное программное обеспечение для рисования электронных схем:

Ниже представлен список и краткое описание платных программ для проектирования электронных схем.

OrCAD

Самая популярная программа компании Cadence, содержащая полную среду для коммерческих проектов PCB, содержит все компоненты, необходимые для проектирования печатных плат, такие как:

  • модуль для введения схем;
  • редактор печатных плат с интегрированным управлением проектирования.

Чтобы повысить эффективность дизайна, программа предлагает интерактивную технологию проводки Push & Shove.

TINA-TI

Недорогое решение от DesignSoft, созданное для предприятий и фрилансеров. Он позволяет создавать:

  • схемы;
  • компоновку компонентов;
  • моделирование;
  • множество дополнительных функций.

Примечательной особенностью является также тестирование систем в режиме реального времени.

Altera

Предоставляет полный набор инструментов программирования для каждого этапа проекта, включая программные обеспечения:

  • NIOS II для проектирования встроенных систем;
  • DSP Builder для проектирования цифровых систем обработки сигналов;
  • Quartus II и ModelSim для построения логических систем.

Система Altera Max + Plus II (многоадресная матричная программируемая логическая пользовательская система) представляет собой интегрированную среду для проектирования цифровых схем в программируемых структурах. Система Max + Plus II включает 11 интегрированных прикладных программ.

Altium Designe

Комплект Altium Designer включает в себя четыре основных модуля:

  • редактор схем;
  • 3D- дизайн печатной платы;
  • разработка программируемой вентильной матрицы (FPGA) и управление данными.

Как правило, Altium Designer является дорогим ПО, но отличается способностью добиваться быстрых результатов для сложных схем.

P-Cad

Это программа для создания печатных плат и электронных схем. В пакет P-CAD входят два основных компонента:

  • P-CAD Schematic — редактор схем;
  • P-CAD pcb — редактор печатных плат.

На протяжении долгого времени данной программой пользовалось огромное количество российских разработчиков электронных схем, главной причиной этой популярности стал достаточно интуитивно понятный и удобный интерфейс. На данный момент производитель прекратил поддержку данного ПО, заместив ее программой Altium Designer.

Proteus Design Suite

Это полное программное решение для моделирования схем и проектирования печатных плат. Он содержит несколько модулей для схемного захвата, прошивки IDE и компоновки печатных плат, которые отображаются в виде вкладок внутри единого интегрированного приложения. Это обеспечивает плавный рабочий процесс AGILE для инженера проектировщика и помогает продуктам быстрее выйти на рынок.

Пробная версия приложения имеет полный функционал, но не имеет возможности сохранения файлов.

sPlan

Простой в использовании инструмент, который зарекомендовал себя в области инженерии, ремесел, образования, исследований и обучения. Он также стал полезным инструментом для многих частных пользователей.

Создавайте профессиональные планы за очень короткое время, от простой схемы до сложных планов. Особенностями данной программы являются:

  • расширяемая библиотека символов;
  • индивидуальные страницы с листами форм;
  • список компонентов;
  • автоматическая нумерация компонентов;
  • удобные инструменты рисования.

В бесплатной версии нельзя сохранять, экспортировать и печатать файлы.

Напишите в комментариях, какие программы для создания схем и дизайна электронных схем вы используете?

Принципы построения схем и условные обозначения

Категория:

   Электрооборудование строительных машин

Публикация:

   Принципы построения схем и условные обозначения

Читать далее:



Принципы построения схем и условные обозначения

В электрических схемах различают цепи главного тока и вспомогательные. К первым относятся силовые цепи двигателей, сварочных трансформаторов и других электроприемников. Они вычерчиваются утолщенными линиями.

К вспомогательным цепям относятся цепи управления, защиты, блокировки и сигнализации. Они обычно изображаются тонкими линиями. Все коммутирующие устройства (выключатели, контакты и блок-контакты контакторов и др.) на схемах изображаются, как правило, в отключенном положении, т. е. при отсутствии тока во всех цепях схемы и внешних принудительных сил, воздействующих на подвижные контакты. В соответствии с этим все участвующие в схеме контакты подразделяются на замыкающие (з. к.), размыкающие (р. к.) и переключающие (п.к.).

При составлении схемы или ознакомлении с ее работой необходимо иметь в виду, что при обтекании током обмотки (включении в сеть) какого-либо аппарата или реле все управляемые ими контакты изменяют свое положение.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Контакты реле, выключателей, кнопок рекомендуется изображать исходя из условий, что сила, действующая на подвижной контакт, для срабатывания должна иметь направления (на схеме) сверху вниз при горизонтальном изображении цепей схемы и слева направо при вертикальном изображении цепей схемы. В схемах управления всем элементам одного аппарата присваивают один и тот же номер и одинаковые буквенные обозначения. Так, например, катушка линейного контактора, его силовые и блокировочные контакты должны быть обозначены одной и той же буквой Л.

.Изучая работу электрической схемы, необходимо проследить за прохождением тока в отдельных цепях начиная от одного полюса источника тока через ряд элементов схемы до другого полюса. Для облегчения ознакомления с работой схемы они изображаются определенным образом: обычно между двумя параллельными линиями различной полярности (расположенными вертикально) наносятся все последовательно обтекаемые током элементы отдельных цепей (располагаемые горизонтально).

Рекламные предложения:


Читать далее: Принципы автоматического управления

Категория: — Электрооборудование строительных машин

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Презентация «Электрическая схема» и подборка заданий на составление электрических схем

Задачи по теме: «Электрические схемы»

1. Нарисуйте схему соединения батарейки лампочки и двух ключей, при которой для включения лампочки необходимо замкнуть хотя бы один ключ.

2. Предложите схему соединения источника тока, звонка и двух ключей, позволяющую включить звонок из двух разных мест.

3. Нарисуйте схему соединения батарейки, двух лампочек и трех ключей, при которой включение и выключение каждой лампочки производится «своим» ключом, а размыкание третьего ключа позволяет отключить обе лампочки.

4. Начертите схему электрической цепи, состоящей из трех аккумуляторов и двух звонков, включаемых одновременно одним выключателем. Предложите 2 варианта решения задачи.

5. К батарее гальванических элементов присоединены три электрических лампы. Нарисуйте схему включения в цепь двух выключателей так, чтобы один из них управлял двумя лампами одновременно, а другой – одной, третьей лампой.

6. Начертите схему электрической цепи, в которой с выключением лампы в одной комнате загорается лампа в другой комнате.

7. Начертите схему электрической цепи, состоящей из батареи гальванических элементов, трех звонков и одного выключателя, чтобы звонки, находящиеся в разных помещениях можно было бы одновременно привести в действие нажатием кнопки, расположенной в четвертом помещении.

________________________________________________________________

Задачи по теме: «Электрические схемы»

1. Нарисуйте схему соединения батарейки лампочки и двух ключей, при которой для включения лампочки необходимо замкнуть хотя бы один ключ.

2. Предложите схему соединения источника тока, звонка и двух ключей, позволяющую включить звонок из двух разных мест.

3. Нарисуйте схему соединения батарейки, двух лампочек и трех ключей, при которой включение и выключение каждой лампочки производится «своим» ключом, а размыкание третьего ключа позволяет отключить обе лампочки.

4. Начертите схему электрической цепи, состоящей из трех аккумуляторов и двух звонков, включаемых одновременно одним выключателем. Предложите 2 варианта решения задачи.

5. К батарее гальванических элементов присоединены три электрических лампы. Нарисуйте схему включения в цепь двух выключателей так, чтобы один из них управлял двумя лампами одновременно, а другой – одной, третьей лампой.

6. Начертите схему электрической цепи, в которой с выключением лампы в одной комнате загорается лампа в другой комнате.

7. Начертите схему электрической цепи, состоящей из батареи гальванических элементов, трех звонков и одного выключателя, чтобы звонки, находящиеся в разных помещениях можно было бы одновременно привести в действие нажатием кнопки, расположенной в четвертом помещении.

Пошаговая процедура создания электронных схем / Проектирование схем

Что такое схема и зачем нам ее строить?

Прежде чем я подробно расскажу о том, как устроена схема, позвольте нам сначала узнать, что такое схема и зачем нам ее создавать.

Цепь — это любая петля, через которую проходит материя. Для электронной схемы переносимое вещество — это заряд электроники, а источником этих электронов является положительный полюс источника напряжения.Когда этот заряд течет от положительного вывода через петлю и достигает отрицательного вывода, цепь считается завершенной. Однако эта схема состоит из нескольких компонентов, которые по-разному влияют на поток заряда. Некоторые могут препятствовать прохождению заряда, некоторые просто накапливать или рассеивать заряд. Некоторым требуется внешний источник энергии, некоторым требуется энергия.

Может быть много причин, по которым нам нужно построить цепь. Иногда нам может понадобиться зажечь лампу, запустить двигатель и т. Д.Все эти устройства — лампы, мотор, светодиоды — мы называем нагрузками. Каждая нагрузка требует определенного тока или напряжения для начала своей работы. Это напряжение может быть постоянным напряжением постоянного или переменного тока. Однако невозможно построить схему только с источником и нагрузкой. Нам нужно еще несколько компонентов, которые помогают в правильном потоке заряда и обрабатывают заряд, подаваемый источником, так что соответствующее количество заряда течет к нагрузке.

Базовый пример — регулируемый источник питания постоянного тока для работы светодиода

Приведем базовый пример и пошаговые правила построения схемы.

Постановка проблемы : Разработайте стабилизированный источник питания постоянного тока 5 В, который можно использовать для работы светодиода, используя переменное напряжение в качестве входа.

Решение : Вы все должны знать о регулируемом источнике питания постоянного тока. Если нет, позвольте мне дать краткое представление. Большинству схем или электронных устройств для работы требуется постоянное напряжение. Мы можем использовать простые батареи для обеспечения напряжения, но основная проблема с батареями — их ограниченный срок службы. По этой причине единственный способ, который у нас есть, — это преобразовать напряжение переменного тока в наших домах в требуемое напряжение постоянного тока.

Все, что нам нужно, это преобразовать это переменное напряжение в постоянное. Но не все так просто, как кажется. Итак, позвольте нам иметь краткое теоретическое представление о том, как напряжение переменного тока преобразуется в регулируемое напряжение постоянного тока.

Блок-схема от ElProCus

Теория схемы

  1. Напряжение переменного тока от источника 230 В сначала понижается до низкого напряжения переменного тока с помощью понижающего трансформатора. Трансформатор — это устройство с двумя обмотками — первичной и вторичной, в котором напряжение, приложенное к первичной обмотке, появляется на вторичной обмотке за счет индуктивной связи.Поскольку вторичная обмотка имеет меньшее количество витков, напряжение на вторичной обмотке меньше, чем напряжение на первичной обмотке понижающего трансформатора.
  2. Это низкое переменное напряжение преобразуется в пульсирующее постоянное напряжение с помощью мостового выпрямителя. Мостовой выпрямитель представляет собой схему из 4 диодов, расположенных в виде моста, так что анод одного диода и катод другого диода подключены к положительному выводу источника напряжения, и таким же образом анод и катод двух других диодов соединены. подключен к отрицательной клемме источника напряжения.Также катоды двух диодов подключены к положительной полярности напряжения, а анод двух диодов подключен к отрицательной полярности выходного напряжения. Для каждого полупериода противоположная пара диодов проводит, и на мостовых выпрямителях получается пульсирующее напряжение постоянного тока.
  3. Полученное таким образом пульсирующее напряжение постоянного тока содержит пульсации в форме переменного напряжения. Чтобы удалить эти колебания, необходим фильтр, который отфильтровывает пульсации постоянного напряжения. Конденсатор помещается параллельно выходу, так что конденсатор (из-за его полного сопротивления) позволяет пропускать высокочастотные сигналы переменного тока, обходя их землю, а низкочастотный сигнал или сигнал постоянного тока блокируется.Таким образом, конденсатор действует как фильтр нижних частот.
  4. Выходной сигнал конденсаторного фильтра представляет собой нерегулируемое постоянное напряжение. Для получения регулируемого постоянного напряжения используется регулятор, который вырабатывает постоянное постоянное напряжение.

Итак, давайте теперь приступим к разработке простой схемы источника питания постоянного и переменного тока для управления светодиодами.

Этапы построения схемы

Шаг 1: Проектирование схемы

Чтобы спроектировать схему, мы должны иметь представление о значениях каждого компонента, необходимого в схеме.Давайте теперь посмотрим, как мы проектируем схему стабилизированного источника постоянного тока.

1. Выберите регулятор, который будет использоваться, и его входное напряжение.

Здесь нам необходимо иметь постоянное напряжение 5 В при 20 мА с положительной полярностью выходного напряжения. По этой причине нам нужен стабилизатор с выходным напряжением 5 В. Идеальным и эффективным выбором будет регулятор IC LM7805. Наше следующее требование — рассчитать необходимое входное напряжение для регулятора. Для регулятора минимальное входное напряжение должно равняться выходному напряжению, добавленному на три единицы.В этом случае, чтобы иметь напряжение 5 В, нам нужно минимальное входное напряжение 8 В. Приступим к вводу 12 В.

Регулятор 7805 от Flickr

2. Выберите трансформатор, который будет использоваться

Теперь нерегулируемое напряжение составляет 12 В. Это среднеквадратичное значение вторичного напряжения, необходимого для трансформатора. Поскольку первичное напряжение составляет 230 В (среднеквадратичное), при вычислении коэффициента трансформации мы получаем значение 19. Следовательно, мы должны получить трансформатор на 230 В / 12 В, т.е.е. трансформатор 12 В, 20 мА.

Понижающий трансформатор по Wiki

3. Определите значение конденсатора фильтра

Величина конденсатора фильтра зависит от величины тока, потребляемого нагрузкой, тока покоя (идеального тока) регулятора, величины допустимой пульсации на выходе постоянного тока и периода.

Для пикового напряжения на первичной обмотке трансформатора, равного 17 В (12 * sqrt2), и полного падения на диодах, равного (2 * 0,7 В) 1,4 В, пиковое напряжение на конденсаторе составляет примерно 15 В.Мы можем рассчитать величину допустимой пульсации по следующей формуле:

∆V = VpeakCap- Vmin

Согласно расчетам, Vpeakcap = 15 В, а Vmin — минимальное входное напряжение для регулятора. Таким образом, ∆V равно (15-7) = 8V.

Теперь, емкость, C = (I * ∆t) / ∆V,

Теперь я представляю собой сумму тока нагрузки плюс ток покоя регулятора и I = 24 мА (ток покоя составляет около 4 мА, а ток нагрузки — 20 мА). Также ∆t = 1/100 Гц = 10 мс. Значение ∆t зависит от частоты входного сигнала, и здесь входная частота составляет 50 Гц.

Таким образом, подставляя все значения, значение C составляет около 30 мкФарад. Итак, давайте выберем значение 20 мкФарад.

Электролитный конденсатор от Wiki

4. Определите PIV (пиковое обратное напряжение) диодов.

Поскольку пиковое напряжение на вторичной обмотке трансформатора составляет 17 В, общий PIV диодного моста составляет около (4 * 17), то есть 68 В. Таким образом, мы должны остановиться на диодах с рейтингом PIV 100 В. Помните, что PIV — это максимальное напряжение, которое может быть приложено к диоду в состоянии обратного смещения, не вызывая пробоя.

PN-переходный диод от Nojavanha

Step2. Схема и моделирование

Теперь, когда у вас есть представление о значениях для каждого компонента и всей принципиальной схемы, давайте приступим к рисованию схемы с помощью программного обеспечения для построения схем и ее моделированию.

Здесь наш выбор программного обеспечения — Multisim.

Окно Multisim

Ниже приведены шаги для построения схемы с помощью Multisim и ее моделирования.

  1. На панели Windows щелкните следующую ссылку: Пуск >>> Программы -> National -> Инструменты -> Набор схем проектирования 11.0 -> multisim 11.0.
  2. Появится окно программы Multisim с полосой меню и пустым пространством, напоминающее макет, для рисования схемы.
  3. В строке меню выберите место -> компоненты
  4. Появится окно с заголовком «Выбрать компоненты»
  5. Под заголовком «База данных» выберите «Основная база данных» в раскрывающемся меню.
  6. В разделе «группа» выберите нужную группу. Если вы хотите использовать источник напряжения или тока или землю.Если вы хотите использовать какой-либо базовый компонент, такой как резистор, конденсатор и т. Д. Здесь сначала мы должны разместить входной источник питания переменного тока, поэтому выберите Source -> Power Sources -> AC_power. После того, как компонент будет размещен (нажав кнопку «ОК»), установите значение среднеквадратичного напряжения на 230 В и частоты на 50 Гц.
  7. Теперь снова в окне компонентов выберите базовый, затем трансформатор, затем выберите TS_ideal. Для идеального трансформатора индуктивность обеих катушек одинакова, для достижения выходной мощности необходимо изменить индуктивность вторичной катушки.Теперь мы знаем, что отношение индуктивности катушек трансформатора равно квадрату отношения витков. Поскольку требуемое соотношение витков в этом случае равно 19, мы должны установить индуктивность вторичной катушки равной 0,27 мГн. (Индуктивность первичной катушки составляет 100 мГн).
  8. В окне «Компоненты» выберите «Базовый», затем «Диоды», а затем выберите диод IN4003. Выберите 4 таких диода и разместите их в виде мостового выпрямителя.
  9. В окнах «Компоненты» выберите «Базовый», затем «Cap _Electrolytic» и выберите значение емкости конденсатора 20 мкФ.
  10. В окне компонентов выберите мощность, затем Voltage_ Regulator, а затем выберите «LM7805» в раскрывающемся меню.
  11. В окне компонентов выберите диоды, затем выберите LED и в раскрывающемся меню выберите LED_green.
  12. Используя ту же процедуру, выберите резистор номиналом 100 Ом.
  13. Теперь, когда у нас есть все компоненты и представление о принципиальной схеме, давайте перейдем к рисованию принципиальной схемы на платформе multi sim.
  14. Чтобы нарисовать схему, мы должны правильно соединить компоненты с помощью проводов. Чтобы выбрать провода, перейдите в раздел «Место», затем «Подключите». Не забывайте соединять компоненты только тогда, когда появляется точка соединения. В multisim соединительные провода обозначены красным цветом.
  15. Чтобы получить индикацию напряжения на выходе, выполните следующие действия. Выберите «Место», затем «Компоненты», затем «Индикатор», затем «Вольтметр», затем выберите первый компонент.
  16. Теперь ваша схема готова к моделированию.
  17. Теперь нажмите «Simulate», затем выберите «Run».
  18. Теперь вы можете видеть, что светодиод на выходе мигает, на что указывают стрелки зеленого цвета.
  19. Вы можете проверить, получаете ли вы правильное значение напряжения на каждом компоненте, подключив вольтметр параллельно.
Полная смоделированная принципиальная схема от ElProCus

Теперь у вас есть представление о разработке регулируемого источника питания для нагрузок, которым требуется постоянное напряжение постоянного тока, но как насчет нагрузок, требующих переменного напряжения постоянного тока.Я оставляю вас с этой задачей. Кроме того, любые вопросы, касающиеся этой концепции или проектов в области электротехники и электроники, пожалуйста, поделитесь своими идеями в разделе комментариев ниже.

, пожалуйста, перейдите по ссылке ниже, чтобы увидеть беспаечные проекты 5 в 1

Краткое введение в схемы | electricaleasy.com

Это краткое и простое представление о схеме и ее использовании.

Все мы знаем об электричестве. Это поток электронов. Следовательно, слово «электричество» происходит от слова «электроны».Сама батарея не работает, если подержать ее в воздухе, не будет прохождения электрического тока. Следовательно, вам нужна схема. Проще говоря, электронная схема — это замкнутый путь для прохождения электронов.

Электрический ток в цепи течет от положительного к отрицательному, а электроны — от отрицательного к положительному. Таким образом, когда переключатель включен, путь завершен и через него проходит электричество, позволяя лампочке загореться, в то время как, когда переключатель не включен, происходит перерыв в потоке электричества, и лампочка не загорается.
Вы найдете цепи в каждом электрическом устройстве , которое вы используете — от распределительного щита, телевизора, холодильника до вашего ноутбука.

Типы схем

Вы, должно быть, слышали два термина — «Электрический» и «Электронный» . Сначала давайте поймем разницу между этими двумя терминами. В то время как электрическое — это основа всего, электронное — это подмножество электрического. Электрическая цепь имеет дело только с потоком электронов и имеет такие компоненты, как резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы, и использует источник переменного тока; в то время как электронная схема занимается преобразованием тока и управлением движением электронов и использует источник постоянного тока.Электрическая цепь называется пассивной, потому что в ней нет такого компонента, который реагирует на ток / напряжение, которое проходит через них, а электронная схема называется активной из-за дополнительных компонентов, таких как диод или трансформатор, которые реагируют на ток / напряжение. что проходит.
Компоненты схемы расположены по-разному, два из самых простых — последовательный и параллельный .
Последовательная цепь:
Если компоненты схемы соединены одним путем, это называется последовательным соединением.Один и тот же ток будет проходить через все компоненты, в то время как напряжение будет отличаться от одного компонента к другому. Например, вы зажгли три лампы последовательно к одному источнику питания, первая из которых будет получать больше напряжения, чем последняя.

Параллельная цепь:
Если компоненты соединены в параллельном формате, их можно назвать параллельной последовательностью. При таком соединении все компоненты будут получать одинаковое напряжение, а ток будет разделен между компонентами.

Напряжение и электрический ток
Электрический ток определяется как свободный поток электронов, а движущая сила, стоящая за этим свободным потоком электронов, называется напряжением. Напряжение — это измерение потенциальной энергии, которая может перемещать электроны между двумя точками. Напряжение — это толчок, который требуется электронам для перемещения внутри цепи. Напряжение измеряется вольтами, а ток измеряется в амперах.

Закон Ома Закон
Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между этими двумя точками .Это означает, что чем больше сопротивление, тем меньше ток будет протекать. I = V / R Это применимо к любому компоненту схемы. Например, проводники увеличивают ток, а индукторы уменьшают его.

Интегральные схемы
Их обычно называют IC. Обычно они представляют собой микросхемы и микрочипы. Это набор нескольких электронных схем на небольшом полупроводниковом устройстве (обычно кремнии). С развитием технологий эти ИС оказались чрезвычайно полезными.Они присутствуют в любом электронном устройстве, которое вы можете назвать. От компьютеров, мобильных телефонов до других цифровых устройств у вас есть несколько микросхем. Их основные компоненты представляют собой комбинацию диодов, транзисторов и микропроцессоров. Микропроцессоры обеспечивают память устройством. С помощью микропроцессора электронные устройства могут выполнять логические или протокольные приложения.

Физика всегда была неотъемлемой частью нашей жизни и нашей учебной программы. От школьников до инженерных вузов; все хорошо знакомы с концепциями физики.Понимание схемы — одна из основных частей. Даже если вы не специализируетесь на физике или почти не обращали внимания на этот предмет в школьные годы, с точки зрения непрофессионала вы все равно поймете схему. Как вам нужны органы человеческого тела, заставляющие его работать, точно так же, как электрическая цепь заставляет работать любое электрическое или электронное устройство. Он обеспечивает путь для электрического тока к свету, вентиляторам и другим электрическим сетям.
От самого маленького цифрового устройства до самого большого электрического предмета, которым вы владеете, каждая система имеет встроенную схему.Вы, должно быть, использовали термин «короткое замыкание» тысячу раз в своем доме. Это не что иное, как плохое соединение между двумя точками электрической цепи, которая имеет два разных напряжения, что приводит к чрезмерному протеканию тока и вызывает повреждение цепи.

Понимание схемы очень полезно для всех. От домашнего использования до высокотехнологичных изобретений; Схема — это основа для любого технического прогресса.



Биография автора: Триша — профессиональный писатель и консультант по вопросам образования и карьеры.Она увлеченный читатель, путешественник и страстный фотограф. Она хочет исследовать мир и писать обо всем, что встречается на ее пути.

Электрооборудование в строительстве от Construction Knowledge.net

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ >> ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ >>

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ


1. Как я могу понять основы электричества?
2. Каковы основные электрические формулы?
3.В чем разница между постоянным и переменным током?
4. Чем однофазный переменный ток отличается от трехфазного переменного тока?
5. В чем разница между кВт и кВА?
6. Что такое коэффициент мощности?
7. Что мне нужно знать о генераторах?
8. Что я должен знать о трансформаторах?
9. Что я должен знать об измерениях, распределительном устройстве и панелях?
10. Что делают предохранители или автоматические выключатели?
11. Каковы основы электроники?
12.Чем аналоговый отличается от цифрового?
13. Как работает волоконная оптика?
14. Какие документы, являющиеся общественным достоянием, доступны для дальнейшего изучения?
15. Практические хитрости и практические правила в области электротехники Основы:

Как я могу понять основы электричества?


Представьте, что вы стоите с садовым шлангом, готовый пропитать ничего не подозревающий прохожий. Шланг находится под давлением, и вода будет поток через шланг на прохожего, когда вы открываете сопло.Однако перед опрыскиванием вы останавливаетесь и думаете о сходствах. между потоком воды в шланге и электрическим током в проводе.

Вы знаете, что насос, где-то работающий, создает давление воды в шланге, который измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi). Что давление воды переводит воду в состояние «Готовность к течению». Сходным образом, электрический генератор создает электродвижущую силу (ЭДС), которая измеряется в вольтах. Электричество в проводе находится в состоянии «Готово к течению». состоянии и имеет определенное напряжение или ЭДС.

Теперь, если вы откроете сопло этого водяного шланга, ничего не подозревающий прохожий будет залит струей воды. Этот поток воды получает описывается в галлонах в минуту (галлонах в минуту). Электрический расход составляет определяется как ток (I) и измеряется в амперах. Для мотора чтобы включить или загореться лампочка, должен течь ток.

Третья параллель между водяным шлангом и электрическим проводом касается сопротивления. Если у вас есть несколько сотен футов шланга, намотанного на ваши ноги, через которые должна проходить вода, не будет много воды из шланга, чтобы обрызгать ничего не подозревающего прохожего.Потеря напора в шланг из-за трения значительно уменьшит поток воды и воду давление. Точно так же сопротивление в электрической цепи, либо от длинный провод неправильного размера или электрическое устройство может снизить оба ЭДС. и текущий поток.

Напомним, что ЭДС (электродвижущая сила, измеряемая в вольтах) подобна давление воды (psi), в то время как текущий поток (амперы) подобен воде расход (галлонов в минуту).


Каковы основные электрические формулы?


Чтобы понять электричество, приведенные ниже основные формулы: существенный.


Если вы предпочтете взглянуть на некоторые электрические формулы, разработанные в США. военный. Вот еще один набор:

В чем разница между постоянным и переменным током?


DC означает постоянный ток. Цепь, питаемая от батареи, представляет собой цепь постоянного тока. Самый электронные устройства работают на постоянном токе. Продолжая аналогию с водой в шланге, цепь постоянного тока имеет все поток воды в одном направлении.Причина, по которой вся электроэнергия — это не постоянный ток, потому что он не может быть легко передан на большие расстояния или преобразован в другие напряжения. Итак, в первые дни электроэнергетики использовался постоянный ток, но требовалась проводка большого диаметра (дорогая) и местные генераторы (непрактично).

Следовательно, более эффективный вид электроэнергии развит … Переменный ток. Когда мы думаем о переменном токе, аналогия с водяной шланг больше не работает.В переменном токе ток меняется на противоположный. направление в цепи, текущее сначала в одном направлении, затем в Другие. Это изменение направления потока происходит 60 раз за одну секунду для типичная электрическая мощность переменного тока в Америке. Таким образом, мощность переменного тока называется 60 цикл (или 60 Гц). Нормальная мощность переменного тока в большинстве остальных мир 50 цикл. Количество циклов выбрано как наиболее произвольное. стандарт. Карта, показанная по этой ссылке в Википедии http: //en.wikipedia.org / wiki / Utility_frequency иллюстрирует стандартные напряжения и частоты, выбранные большинством стран мира.

Кроме того, фары и двигатели, как правило, рассчитаны на работу либо на 50 циклов, либо на 60 циклов. Неправильная частота в свете вызывает мерцание и с моторами могут возникнуть более серьезные проблемы. Поймите, что электрические приборы обычно рассчитаны на 60 или 50 циклов питания и будут проблемы с эффективностью или даже безопасностью, если правильный частота не используется.

Мощность переменного тока

стала стандартом во всем мире, главным образом потому, что трансформаторы позволяют переменному току изменять напряжение. Таким образом, коммунальные предприятия могут производят электричество и отправляют его по высоковольтным линиям (скажем, 11000 вольт), затем просто преобразуйте мощность в 120 вольт для нормального использования. Эта способность передавать мощность высокого напряжения по линиям передачи позволяет больше мощности, передаваемой по кабелю меньшего диаметра, и с меньшими затратами. потери передачи, чем позволяет мощность постоянного тока.

Чем однофазный переменный ток отличается от трехфазного переменного тока?


Начнем с простой практической информации: для однофазного питания переменного тока требуется 3 провода: горячий, нейтральный и заземляющий. Три фазы требуется 5 проводов: 3 точки, нейтраль и земля. В трех фазах каждый горячих проводов может замкнуть цепь с нейтралью. Три фазы мощность может нести большую электрическую мощность, чем однофазная. Запуск Двигатель мощностью 10 л.с. (для запуска двигателя может потребоваться в 6 раз больше мощности, чем двигатель) может вызвать мигание однофазной линии или низкий Напряжение.Трехфазная линия может позволить запустить двигатель мощностью 10 л.с. без проблем. Как правило, трехфазные двигатели более компактны и эффективнее, чем однофазные двигатели аналогичного размера, поэтому использование трех фазные двигатели получили широкое распространение. Большие двигатели используются во многих применение: лифты, вентиляторы, нагнетатели, компрессоры, насосы, конвейеры приводы и т. д., поэтому для многих проектов требуется трехфазное электрическое питание.

Чтобы понять трехфазную мощность, подумайте о 60 циклах электричество переменного тока, рассмотренное выше.Каждую 1/60 часть второй имеет направленное изменение тока. Ток течет в одном направлении, а затем обратно в другом направлении. Трехфазная электрическая волна на рисунке ниже показана черная линия (фаза №1), протекающая в одном направление в 0, затем течет в другом направлении на 180 и, наконец, обратный поток в исходном направлении на 360. Красная линия (фаза №2) и синяя линия (фаза №3) начинают сдвиги направления в разные времена.Это разделение фаз необходимо учитывать, чтобы получить правильное чередование фаз при подключении асинхронных двигателей. Другими словами, один соединение заставляет двигатель вращаться вперед, другое соединение заставляет его работать назад.

Итак, трехфазная электрическая система имеет 3 провода, несущие осциллограммы напряжения (показанные выше) со смещением во времени на 120 градусов или 1/3 цикла.

При проектировании трехфазных электрических систем стремятся сбалансировать нагрузка между фазами.В 5-проводной системе 120/208 В два из горячие точки создают цепь 208 вольт, в то время как горячая и нейтраль создают цепь 120 цепь вольт. Один пытается сбалансировать нагрузку (ток), напряжение и сопротивление на каждой из фаз. Конечно идеальной балансировки никогда бывает. Но слишком большой дисбаланс вызывает более высокие эксплуатационные температура, меньший срок службы двигателя и меньшая эффективность.

В чем разница между кВт и кВА?


Электроэнергетические компании предоставляют потребителям вольт-амперы, но выставляют счета их за ватты.Понимание этой концепции поможет вам лучше понимать многие решения, принимаемые владельцами проектов и электрическими инженеры. Поскольку в приведенном выше законе мощности указано, что Вт = Вольт x Ампер, вы можете подумать, что количество вольт-ампер должно быть таким же, как и количество ватт. В конце концов, это то, что утверждает уравнение степенного закона. И это правда, когда нагрузка резистивная, например, электрический нагрев элемент, который использует всю мощность, которая передается ему путем изменения электрическая энергия в тепловую.Мотор или люминесцентный свет, включен с другой стороны, реактивные нагрузки в той части электрической мощности который идет к ним, поглощается, а затем возвращается в цепь без быть использованным. Реактивная часть нагрузки не рассеивает мощность.

Давайте посмотрим на это с другой стороны. Пытаясь понять генераторы которые указаны для проекта, вы часто будете видеть их в списке с КВА номера. Так что это значит? Если вы знаете, что у вас будет 100 ампер нагрузки при 208 вольт, вам понадобится трансформатор не менее 20.8 кВА. Если вы установили этот трансформатор и измерил вольты, вы увидите 208 вольт, а амперметр покажет 100 ампер. Но поскольку часть этого тока возвращается в цепь без использования реальная мощность (или киловатт) будет меньше 20,8 кВт. На рисунке ниже показано:

Итак, в нашем примере с генератором, приведенном выше, если коэффициент мощности равен 0,8, то Фактическая потребляемая мощность составит 20,8 кВА x коэффициент мощности 0,8 или 16.6 кВт.

Поскольку мы обсуждаем генераторы, полезно знать, что отрасль стандартный коэффициент мощности, принятый для номинальных генераторов, составляет 0,8. Но реальность того, что генератор действительно будет приводить в движение под нагрузкой, зависит от фактический коэффициент мощности. Чтобы продолжить приведенный выше пример, если вы используете генератор мощностью 16,6 кВт, но работает много небольших асинхронных двигателей. а истинный коэффициент мощности равен 0,6, тогда требуемая полная мощность будет быть 16.6 кВт / 0,6 = 27,7 кВА. Правильный вывод, однако, заключается в следующем: обсуждайте и покупайте генераторы с учетом требований кВА, а не КВТ.


Что такое коэффициент мощности?

На рисунке выше показано, что коэффициент мощности — это число. от 0 до 1,0, что представляет собой соотношение между истинной мощностью (кВт) и полная мощность (кВА). Некоторые типичные коэффициенты мощности показаны ниже:

Различные типы нагрузок Коэффициент мощности
Резистивный электрический нагрев 1.0
Лампы накаливания 1,0
Лампы накаливания со ступенькой вниз трансформатор от 0,95 до 0,98
Люминесцентное освещение от 0,5 до 0,95
Однофазный асинхронный двигатель до 1 л.с. от 0,55 до 0,75
Однофазный асинхронный двигатель от 1 до 10 л.с. 0.75 до 0,85
Трехфазный асинхронный двигатель от 1 до 10 л.с. от 0,75 до 0,91
Трансформаторы электросварочные от 0,50 до 0,70
Двигатели синхронные от 0,80 до 1,0

Как видите, коэффициенты мощности могут сильно различаться в зависимости от нагрузки. Так почему это важно? Энергетические компании не любят поставлять требования к кажущейся мощности, но платят только за истинную мощность это используется.Таким образом, промышленная установка с низким коэффициентом мощности должна иметь к нему поступает гораздо больше энергии, чем он платит, создавая неэффективность для энергокомпаний. Как вы понимаете, мощность компании склонны ценить эффективность, поэтому обычно выставляют счет промышленный клиент с низким коэффициентом мощности штраф для поощрения их улучшить. Недогруженный асинхронные двигатели часто имеют более низкий коэффициент мощности, поэтому промышленный завод может заменить эти двигатели на двигатели меньшей мощности или на синхронные двигатели.


Что мне нужно знать о генераторах?

Я знаю одну вещь, которую я хотел бы знать о дизельных генераторах, — это то, что они необходимо ежедневно проверять уровень масла, если они работают круглосуточно и без выходных. я имел арендовали дизельный генератор мощностью 25 кВА для завода, который мы строили в в глуши. Этот старый генератор просто работал и работал … пока этого не произошло. Когда сервисные ребята вышли и спросили меня, когда я в последний раз проверял масла, я посмотрела на них тупым пустым взглядом.Затем я ответил жалко: «Но ты никогда не говорил мне, что мне нужно проверить масло». Платить Помогите отремонтировать двигатель на генераторе, мне помог запомнить урок.

Если вам необходимо временно установить электричество на стройплощадке, дизель, бензин или генераторы пропана часто решают проблему. Пытаясь определить размер генератора, который вам нужен, также может быть проблемой. Следующая Honda Веб-сайт http://www.hondapowerequipment.com/genwat.asp показывает мощность требования для множества устройств.Большая разница в текущем потреблении для Следует отметить запуск двигателей по сравнению с просто работающими. Я тоже был удивлен сколько энергии потребляют компьютеры.

Сайт для сравнения цен и функций для промышленных генераторов http://www.gopower.com/ показывает доступные варианты. Первое решение касается топлива, используемого для питания генератора; нормальный варианты — дизельное топливо, природный газ или пропан. Решаем, какие предметы будут питание в случае отключения электроэнергии определяет размер генератора, обычно в кВА.Расположение предлагаемого генератора приводит к требуемый тип жилья.

В качестве интересного момента я наткнулся на инструкции по сборке простейший генератор в мире. Вы можете убить время, играя с этим или помочь ребенку с научным проектом или что-то в этом роде вещь. Это простое устройство ясно показывает определение электрического генератор как устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую энергия. С другой стороны, двигатель преобразует электрическую энергию в механическая энергия.

Том IV Справочника по электротехнике Министерства энергетики США иллюстрирует компоненты генератора на рисунке ниже.


Что мне нужно знать о трансформаторах?

Трансформатор передает электрическую энергию из одной цепи в другую. магнитной муфтой. Другими словами, количество витков на первичной сторона трансформатора создает магнитное поле при прохождении тока через это.Таким образом, вторичная сторона цепи с разное количество обмоток катушки, будут иметь разное напряжение. В современное использование электричества требует очень высокого напряжения, низкого тока потоки перемещаются на большие расстояния между источниками генерации электроэнергии и смысл использования. Практически при любом современном использовании электричества несколько напряжение увеличивается и будет происходить его уменьшение. Поскольку трансформаторы чрезвычайно эффективен, между их входной мощностью и малыми потерями выходная мощность.

На рисунке ниже показан простой трансформатор из Том IV Справочника по электротехнике Министерства энергетики США.

Что я должен знать об измерениях, распределительных устройствах и панелях?

Электроэнергетическая часть большинства зданий будет включать счетчики, распределительные устройства и распределительные щиты. Инспектор строительства должен иметь общее представление о том, что делают эти элементы. Измерение позволяет энергетической компании отслеживать, сколько электроэнергии получает использовал.Наибольшее количество электроэнергии, потребляемой за один раз (Спрос) и коэффициент мощности также важны для зданий, у которых больше индуктивные нагрузки, такие как двигатели.

Тогда в распределительном устройстве потребуется главный выключатель, позволяющий отключить всю электрическую систему. От этого главного выключателя ток течет через панели и субпанели автоматических выключателей. Обычно одна линейная диаграмма показывает общую концепцию электрической мощности система и включает в себя приборы учета, распределительное устройство и панели.

Для чего нужны предохранители или автоматические выключатели?
Предохранитель или автоматический выключатель

A защищает проводку в электрическом цепи от пропускания слишком большого тока. Короткое замыкание, для Например, это могло быть вызвано ошибкой перекрещивания двух проводов (гвоздь через стену и касание двух проводов), что может вызвать поток огромного тока и начало пожара. Без предохранителей и цепи выключатели, электрические цепи просто воспламенились бы слишком много раз, чтобы электричество считалось безопасной и практичной энергией использовать.Поскольку оборудование выйдет из строя и возникнут проблемы с проводкой, предохранители или автоматические выключатели должны быть включены в цепи для безопасность.

Предохранители

работают по простой концепции, когда ток течет по проводам. он выделяет тепло, чем больше ток, тем больше тепла. Тонкая проволока в предохранителе пропускает только определенное количество тока пока он не нагреется и не распадется. Тонкий провод в предохранителе исчез. и ток не может течь по цепи.Когда ток протекал через предохранитель и остальная часть цепи, это была замкнутая цепь, но когда предохранитель перегорает, цепь разрывается. Нет тока в открытом схема. Так что предохранители работают хорошо, но срабатывают только один раз. После провода если предохранитель перегорел, этот предохранитель необходимо вынуть и выбросить, а новый должен быть установлен предохранитель.

Автоматический выключатель выполняет ту же функцию, что и предохранитель, но использует простой переключатель для обнаружения ситуаций перегрузки по току.Следовательно автоматический выключатель может отключиться и повторно включаться много раз. Перейдите по ссылке, чтобы получить немного более подробное объяснение о как работают автоматические выключатели.


Каковы основы электроники?

Как я должен знать? Я планирую и строю здания, чтобы заработать себе на жизнь. Я нашел несколько интересных учебных курсов ВМС США, которые огромное количество полезной информации. Введение к курсу следует:

СЕРИЯ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ И ВМФ

Учебная серия по электричеству и электронике ВМФ (NEETS) была разработан для использования персоналом в
многие электрические и связанные с электроникой рейтинги ВМФ.Автор, и по совету, старший
техников в этих рейтингах, эта серия предлагает новичкам фундаментальные электрические и электронные
концепции посредством самообучения. Презентация этой серии не ориентированный на любую конкретную рейтинговую структуру,
но разделен на модули, содержащие связанную информацию, организованную в традиционные пути обучения.
Эта серия предназначена для предоставления небольшого количества информации, которую можно легко усваивается перед продвижением
далее в более сложный материал.Для студента, только становящегося ознакомился с электричеством или
электронике настоятельно рекомендуется изучать модули в их предложенная последовательность. В то время как
есть список NEETS по названию модуля, следующее краткое описания дают краткий обзор того, как
отдельные модули соединяются вместе.

Модуль 1, Введение в материю, энергию и постоянный ток вводит курс с краткой историей
электричества и электроники и переходит в характеристики материя, энергия и постоянный ток
(Округ Колумбия).Здесь также описаны некоторые общие меры безопасности и первой помощи должно быть
общие знания для человека, работающего в области электричества. Соответствующие советы по безопасности расположены на
на протяжении всей остальной части серии.

Модуль 2 «Введение в переменный ток и трансформаторы» представляет собой введение в переменный ток
(переменного тока) и трансформаторов, включая основную теорию переменного тока и основы электромагнетизм, индуктивность,
емкость, импеданс и трансформаторы.

Модуль 3, Введение в защиту цепей, управление и измерения. в том числе автоматические выключатели,
предохранители и ограничители тока, используемые в защите цепей, а также теория и использование счетчиков в качестве электрических
измерительные приборы.

Модуль 4, Введение в электрические проводники, методы электромонтажа и Схематическое чтение, представляет
использование проводов, изоляция, используемая в качестве покрытия проводов, сращивание, заделка проводки, пайки и чтения
электрические схемы.

Модуль 5, Введение в генераторы и двигатели, представляет собой введение. к генераторам и двигателям, и
охватывает использование генераторов и двигателей переменного и постоянного тока при преобразовании электрические и механические
энергии.

Модуль 6, Введение в электронные эмиссионные трубки и источники питания. связывает первые пять модулей
вместе во введении к электронным лампам и ламповой энергии запасы.

Модуль 7, Введение в твердотельные устройства и источники питания аналогичен модулю 6, но находится в
ссылка на твердотельные устройства.

Модуль 8 «Введение в усилители» посвящен усилителям.

Модуль 9, Введение в схемы генерации и формирования волн. обсуждает генерацию волн и
волновые схемы.

Модуль 10, Введение в распространение волн, линии передачи и Антенны представлены
характеристики распространения волн, линий передачи и антенн.

Модуль 11, Принципы микроволн, объясняет микроволновые генераторы, усилители и волноводы.

Модуль 12, Принципы модуляции, обсуждает принципы модуляция.

Модуль 13, Введение в системы счисления и логические схемы представляет основные концепции
системы счисления, булева алгебра и логические схемы, все из которых относятся к цифровым компьютерам.

Модуль 14, Введение в микроэлектронику, посвящен микроэлектронике. техника и миниатюра и
ремонт микроминиатюрных схем.

Модуль 15, Принципы работы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов, предоставляет основные принципы, операции,
функции и применения синхронизирующих, серво и гироскопических механизмов.

Модуль 16, Введение в испытательное оборудование, представляет собой введение в некоторые наиболее часто используемого теста
оборудование и его применение.

Модуль 17, Принципы радиочастотной связи, представляет основы радиочастоты
система связи.

Модуль 18, Принципы работы радара, охватывает основы радара. система.

Модуль 19, Справочник техника, представляет собой удобный справочник часто используемая общая информация,
такие как электрические и электронные формулы, цветовое кодирование и военно-морские данные системы снабжения.

Модуль 20 «Главный глоссарий» представляет собой глоссарий терминов этой серии.

Модуль 21, Методы и практика тестирования, описывает основные методы тестирования. и практики.

Модуль 22, Введение в цифровые компьютеры, представляет собой введение в цифровые компьютеры.

Модуль 23, Магнитная запись, представляет собой введение в использование и обслуживание магнитных регистраторов и
концепции записи на магнитную ленту и диски.

Модуль 24, Введение в оптоволокно, представляет собой введение в оптоволокно. оптика.

Встроенные вопросы вставлены в каждый модуль, за исключением модули 19 и 20, которые составляют
Справочная литература.Если у вас возникнут трудности с ответом на любой из вопросы, повторно изучить применимые
раздел.

Хотя была сделана попытка использовать простой язык, различные технических слов и словосочетаний
обязательно был включен. Конкретные термины определены в Модуле 20, Главный глоссарий.

Чем аналоговый отличается от цифрового?

Чтобы понять аналоговые сигналы, подумайте о микрофоне.Звук давление вашего голоса заставляет элемент в микрофоне вибрировать. Со временем этот элемент перемещается с другой частотой (циклов в второй) и амплитуды (расстояние, на которое он движется, или длина волны). Так что аналог signal — это непрерывный во времени сигнал, имеющий длину волны и частоту. Стилус проигрывателя улавливает вариации канавки, аналогичны реальным звукам. Вот откуда приходит термин «аналог». из. Человеческий слух также работает аналогично, определяя внутренний слух. в реальном времени колебания, которые несут частоту и длину волны звук.

Цифровые сигналы, с другой стороны, представляют собой просто последовательность нулей и единиц. Шаблон этих нулей и единиц (называемый двоичной системой) преобразует аналоговый сигнал (который представляет собой физические свойства звуков) на биты информации, которая может быть сохранена, передана и преобразована обратно в аналоговый сигнал. Точность конвертации (качество звук) зависит от частоты дискретизации (как часто звук преобразуется) и глубина выборки (сколько информации включено в каждый конверсия).Представьте фото низкого качества с дешевого мобильного телефона. камеры, частота дискретизации и глубина невысокие, поэтому качество фото бедный. И наоборот, 5-мегапиксельная цифровая камера обеспечивает чрезвычайно четкое фото.

Еще одно ключевое различие между цифровыми сигналами и аналоговыми сигналами заключается в что цифровые сигналы не работают в реальном времени как аналоговые. Ваше ухо слышит это звуковое давление и преобразует его в аналоговый сигнал. в реальном времени по мере появления звука.Цифровой звук хранится в битах информацию и ее необходимо преобразовать обратно в аналоговое реальное время (независимо от того, в изображении или звуке), чтобы иметь смысл для наших аналоговых « я ».

Стандартные часы иллюстрируют принцип по-другому. Как секундная стрелка движется по циферблату, а минутная и часовая стрелки медленно перемещаются, часы действуют как аналоговое устройство. Он работает непрерывно во времени. Таким образом, вы можете посмотреть на аналоговые часы и узнать, что время составляет 1 минуту 37. секунды после 2:00.

Цифровые часы обычно показывают только часы и минуты, меняется с одной минуты на другую. Так делает цифровой часы менее способны показывать точное время, чем аналоговые часы? Нет обязательно. Подумайте о частоте дискретизации и глубине дискретизации. Цифровые часы может быть запрограммирован так, чтобы показывать время с точностью до тысячных или миллионных долей второй. Следует помнить, что ни аналоговые, ни цифровые сигналы по своей сути лучше, просто разные.

Полезны следующие скорости передачи данных:

Медная телефонная линия и модем коммутируемого доступа 30 килобит в секунду
DSO 64 килобит в секунду
ISDN 144 килобит в секунду
DSL 1,5 мегабит в секунду
Линия T1 (= 24 линии DSO) 1.5 мегабит в секунду
Волоконно-оптический кабель, коммерческое применение от 2 до 5 мегабит в секунду
Волоконно-оптический кабель, верхний конец до 30 мегабит в секунду
Линия T3 (= 28 линий T1) 43 мегабит в секунду

Как работает волоконная оптика?

С пониманием цифровых сигналов из раздела выше, Волоконная оптика становится довольно легко визуализировать.Подумайте об очень долгом гибкий кусок 2-дюймовой гибкой трубы длиной, скажем, милю. Представьте себе внутреннюю часть трубы было полностью зеркально отражено, отражая любой свет, попадающий в стенка трубы. Если вы встанете на один конец этой трубы и светите фонариком в трубу, вы можете включить и выключить свет и дать азбуку Морзе сигналы. Ваш приятель на другом конце трубы мог легко видеть и понимать световые сигналы, проходящие через трубу. Вот как волокно оптический кабель работает.

Кусок оптоволоконного кабеля изготовлен из невероятно чистого стекла, поэтому свет может передаваться на мили без ухудшения качества. Толщина Волоконно-оптическая прядь похожа на человеческий волос. Волоконно-оптическое стекло прядь покрывается пластиком, который пропускает весь свет, попадающий в один конец, чтобы выйти из другого конца.

Таким образом, волоконная оптика стала отличным способом передачи цифровых сигналов. В двухпозиционный характер цифровой информации позволяет отправлять сигнал на скорость света.Световой лазер может включать и выключать несколько миллиардов раз в секунду (попробуйте это с фонариком!) и используйте светлые цвета а также передавать миллиарды битов в секунду через индивидуальное волоконно-оптическая прядь. На другом конце пряди световой сигнал преобразуется обратно в цифровой электрический сигнал и, наконец, обратно в аналоговый сигнал.

Волоконно-оптическая линия в настоящее время может передавать сигнал на расстояние около 60 миль до его нужно прочитать и повторно передать в полную силу следующему передающая станция.

Какие документы общественного достояния доступны для Дальнейшее изучение?


ВМС США Электрик-строитель Basic (NAVEDTRA 14026) и Электрик-строитель среднего уровня (NAVEDTRA 14027) оба обеспечивают отличная тренировка для понимания электричества на строительная площадка.

Полное руководство по электротехнике представлен в руководстве из 4 частей и дает отличные знания о теория электромонтажных работ. Том I представляет основную теорию электричества и магнетизма, некоторые основные DC схемы. Он называется DOE-HDBK-1011 / 1-92 (ИЮНЬ 1992 г.) и занимает 166 страниц. Том II покрывает большую сложность постоянного тока с конденсаторами, батареями и индукцией моторы. Это 118 страниц под названием DOE-HDBK-1011 / 2-92 (ИЮНЬ 1992). А твердые знания в области питания постоянного тока делают питание переменного тока более понятным. Том III обращается к питанию переменного тока, сначала в теории, а затем в более практической манере.Это называется DOE-HDBK-1011 / 3-92 (ИЮНЬ 1992) — 126 страниц. Наконец-то, Том IV под названием DOE-HDBK-1011 / 4-92 (ИЮНЬ 1992) содержит 142 страницы. и охватывает двигатели переменного тока, трансформаторы и испытательное оборудование.

Министерство обороны США предоставляет Руководство по электроснабжению и распределению, которое охватывает власть распространение обычно обеспечивается коммунальными предприятиями. Эта 125 страница Справочник официально называется UFC 3-550-03FA (март 2005 г.).

Еще один ресурс, более полезный в дизайне, чем в строительство, это Министерство обороны США Руководство по внутренним электрическим системам. В нем 279 страниц информации. и официально называется UFC 3-520-01 (10 июня 2002 г.).

Министерство обороны США предоставляет Дизайн: Руководство по управлению внутренним и внешним освещением, которое является отличным введение в освещение. Эта 125 страница Справочник официально называется UFC 3-530-01 (август 2006 г.).Этот отличный ресурс показывает освещение в самых разных типах проектов и обеспечивает понимание дизайна и функциональности.

Серия учебных курсов по электричеству и электронике ВМС США, перечисленных выше в разделе «Что такое основы электроники»? отлично справляется со всеми основными аспектами электричества и электроника.

Уловки торговли и практические правила для Основы электротехники:

  1. ЭДС (электродвижущая сила, измеряемая в вольтах) похожа на давление воды (psi), в то время как текущий поток (амперы) подобен воде расход (галлонов в минуту).
  2. Согласно степенному закону, Ватты = Амперы x Вольт, но всегда учитывайте коэффициент мощности.
  3. Коэффициент мощности — это реальная мощность (в киловаттах), деленная на полная мощность (в киловольтах x амперах) и всегда находится в диапазоне от 0 до 1.
  4. Аналоговые сигналы непрерывны во времени, имеют частоту и длина волны, цифровые сигналы — это биты, которые сохраняются.
  5. Что такое волоконная оптика, думая о длинной гибкой трубе с фонариком, светящим в один конец, обозначающим азбуку Морзе.

Цепей: один путь к электричеству — Урок

(2 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 45 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области: Физические науки

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Учащиеся начинают понимать явление электричества, изучая электрические цепи.Учащиеся используют основную дисциплинарную идею использования доказательств для построения объяснения, поскольку они узнают, что движение заряда по цепи зависит от сопротивления и расположения компонентов схемы. Студенты также изучают основные дисциплинарные идеи и сквозные концепции энергии и передачи энергии в контексте энергии от батареи. В одном из связанных практических занятий студенты создают и исследуют характеристики последовательных цепей. В другом задании учащиеся конструируют и собирают фонарики. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Эти диаграммы представляют собой карты, которые каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают новую принципиальную схему, либо используют существующую. Интерпретация принципиальных схем — важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.После постройки эти электрические цепи используются для освещения наших домов, питания компьютеров, запуска автомобилей и почти всех современных устройств, использующих электричество.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Опишите, как изменяется ток в последовательной цепи, когда лампочка или аккумулятор добавляются или удаляются из цепи.
  • Поймите, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, которая преобразуется в тепловую энергию и свет в лампочке.Кроме того, звуковая энергия может вырабатываться из электричества посредством движущегося диффузора динамика. В этом примере электричество преобразуется в механическое движение (для перемещения динамика), которое затем производит звуковую энергию в виде движущихся воздушных волн.
  • Опишите связи между изображениями символов цепей.
  • Найдите напряжение последовательно соединенных батарей, суммируя напряжения отдельных батарей.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Доказательства использования (например,g., измерения, наблюдения, закономерности) для построения объяснения.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия может передаваться с места на место с помощью движущихся объектов, звука, света или электрического тока.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Свет также передает энергию с места на место.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем может быть использован локально для создания движения, звука, тепла или света.С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия может передаваться различными способами и между объектами.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
ГОСТ
Колорадо — наука
  • Покажите, что электричество в цепях требует замкнутого контура, по которому может проходить ток. (Оценка 4) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Опишите преобразование энергии, происходящее в электрических цепях, в которых возникают световые, тепловые, звуковые и магнитные эффекты. (Оценка 4) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Больше подобной учебной программы

Предварительные знания

Батарея, простая схема, ток электричества, сопротивление, напряжение, ток

Введение / Мотивация

Рисунок 1.Схема простой схемы. Авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

Спросите студентов, были ли у них когда-нибудь электронная игра или игрушка, для которых требуются батарейки? (Многие ответят утвердительно.) Спросите, сколько батареек нужно для игры или игрушки? (Возможные ответы: одна, две, три или четыре батарейки.) Попросите учащихся подумать, почему для некоторых электронных игр или игрушек требуется больше батарей, чем для других игр или игрушек? (Возможные ответы: некоторым игрушкам нужно больше энергии, некоторым играм нужно больше электричества.) Три батареи AA, соединенные последовательно, могут обеспечить большее напряжение, чем одна батарея AA. Это связано с тем, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую в цепи, и в цепи с тремя батареями AA «последовательно» доступно больше химической энергии, чем в цепи только с одной батареей AA. Электрические цепи, а также батареи могут быть «последовательно» или «параллельно». В ходе сегодняшнего урока мы узнаем, что означает «последовательно» и «параллельно».

Откуда инженеры-электрики знают, сколько батарей необходимо для работы электронной игры или игрушки? Один из способов определить необходимое напряжение и ток — это создать карту цепи.Инженеры-электрики могут использовать карту или принципиальную схему , чтобы определить, сколько энергии необходимо устройству для работы.

Спросите студентов, почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других — розетка? (Ответ: батареи вырабатывают ток другого типа, чем стенная розетка.) Ток, который исходит от батареи, называется постоянным током (DC). Ток, который исходит из розетки в наших домах или школах, называется переменного тока (AC).Объясните учащимся, что многие телевизоры, компьютеры, DVD-плееры и стереосистемы имеют внутри устройства оборудование (оборудование), которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC) для работы устройства.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Что такое принципиальные схемы?

Принципиальные схемы — это графические изображения цепей или электрических устройств. Каждый компонент схемы имеет соответствующий стандартный символ (см. Рисунок 2).При отрисовке эти символы соединяются вместе, чтобы показать построение цепи; Получившаяся диаграмма представляет собой карту, которую каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Фактически, принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают, либо используют существующую принципиальную схему. Интерпретация принципиальных схем — важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.

Рис. 2. Выбор графических обозначений принципиальной схемы.авторское право

Copyright © Дарья Котис-Шварц, Лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2004.

Провода с очень низким сопротивлением представлены прямыми или угловыми линиями, соединяющими электрические компоненты. Резистор — это устройство, используемое для регулирования силы тока в цепи. Существует множество различных резисторов с сопротивлением от нескольких Ом до миллионов Ом. Резистор обозначен зигзагообразной линией. Есть разные способы изобразить лампочку в цепи.В этом устройстве символ, используемый для лампочки, представляет собой круг с «x», как показано на рисунке 2. Ячейка, или электрохимическая ячейка, представлена ​​двумя линиями разной длины, расположенными перпендикулярно проводной линии, чтобы показать, что между положительной и отрицательной клеммами есть напряжение; более короткая линия — отрицательная клемма аккумулятора. Батарея состоит из нескольких ячеек. Обратите внимание, что символ батареи выглядит как две ячейки подряд или последовательно. Символ переключателя показывает, что электрическое соединение может быть разомкнутым и замкнутым на контакте.

Чтобы нарисовать принципиальную схему существующей последовательной цепи, нарисуйте макет схемы и соответствующий символ по мере того, как вы встречаетесь с каждым элементом схемы. Хотя провода в цепи обычно изогнуты, нарисуйте провода на принципиальной схеме в виде прямых или угловых, изогнутых линий.

Как электрические элементы соединяются в цепи?

В схемах можно использовать множество компонентов: батареи, лампочки, провода и переключатели. Части схемы могут быть соединены двумя разными способами.Когда они соединены так, что между ними есть один проводящий путь, они, как говорят, соединены последовательно. Схема слева на Рисунке 3 показывает два последовательно включенных резистора. Когда элементы схемы соединены через общие точки, так что через цепь проходит более одного проводящего пути, они подключаются параллельно . Схема справа на рисунке 3 показывает два резистора, включенных параллельно. Обратитесь к упражнению «Лампочки и батарейки в ряд», чтобы научить студентов строить собственные схемы из нескольких компонентов.Типичное электрическое устройство состоит из множества более мелких последовательных и параллельных частей. В общем, только очень простые цепи могут быть полностью последовательными. Рисунок 3. Два резистора, включенных последовательно (слева) и два резистора, включенных параллельно (справа). Авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

Закон Ома и последовательные цепи

Закон Ома — это фундаментальное математическое уравнение, описывающее взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Фактически, закон Ома определяет сопротивление: R = V / I, где R = сопротивление элемента схемы, V = общее напряжение, подаваемое в схему источником питания (например, аккумулятором), а I = ток через схема.Уравнение можно изменить (V = I * R), чтобы спрогнозировать падение напряжения на элементе схемы с известным сопротивлением и известным током, проходящим через него. Напряжение, подаваемое в цепь, V, и полное падение напряжения во всей цепи V T должны быть одинаковыми и противоположными. Это означает, что V + V T = 0. Общее падение напряжения в цепи равно: I * R T = V T , где R T — полное сопротивление в цепи. Мы рассмотрим, как найти полное сопротивление R T , в этом уроке для последовательных цепей, а также в следующем уроке и упражнениях в этом модуле для цепей с параллельными элементами.

Последовательная цепь и ее схема согласования показаны на рисунке 4. Поскольку существует только один путь для движения заряда по цепи, ток во всей цепи одинаков. Когда электроны движутся по цепи, их потоку препятствует каждая лампочка, так что полное сопротивление движению заряда является суммой всех сопротивлений на пути. Из закона Ома (записанного в виде I = V / R) мы знаем, что полный ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление.На каждой лампочке есть падение напряжения. Сумма падений напряжения равна напряжению источника питания, которым в данном случае является аккумулятор. Поскольку ток одинаков во всей последовательной цепи, падение напряжения на каждой лампочке прямо пропорционально сопротивлению этой лампочки (путем перестановки уравнения закона Ома V = I * R).

Рисунок 4. Последовательная схема (слева) и соответствующая принципиальная схема (справа). Авторское право

Copyright © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Итак, если мы сделаем схему с тремя последовательно включенными батареями 1,5 В в качестве источника напряжения, общее напряжение составит 4,5 В, как показано на рисунке 5. Вот как производители батарей делают батареи с более высоким напряжением; они просто соединяют несколько батарей (с одинаковым потенциалом) последовательно.

Рис. 5. Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи.авторское право

Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере

В чем разница между постоянным и переменным током?

Постоянный ток или постоянный ток означает движение заряда в цепи только в одном направлении. Батареи, фотоэлементы и некоторые генераторы обеспечивают постоянный ток. Например, в фонарике с батарейным питанием электроны покидают отрицательную клемму батареи и перемещаются по цепи фонарика к положительной клемме. Попросите учащихся построить свой собственный фонарик с помощью действия «Осветите свой путь: проектирование-создание серийного фонаря».Многие повседневные портативные устройства работают на постоянном токе. Предложите учащимся применить свои знания о таких устройствах для проектирования и сборки своих собственных игрушек в упражнении «Построить мастерскую игрушек».

В переменном или переменном токе электроны движутся вперед и назад по цепи. Из-за этого электроны перемещаются только на небольшое расстояние вокруг относительно фиксированного положения в цепи. Хотя генераторы переменного и постоянного тока похожи, переменный ток оказался более эффективным способом передачи электроэнергии.Каждый раз, когда вы подключаете электрическое устройство к розетке, вы используете переменный ток. Направление тока меняется, потому что направление напряжения на электростанции меняется. В США мы используем ток, который меняет направление 60 раз в секунду, называемый током 60 Гц.

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

На классной доске нарисуйте пример последовательной схемы, которая включает в себя несколько компонентов (например, см. Рисунок 4).Качественно сравните ток и напряжение в разных частях схемы. Попросите учащихся сравнить ток в трех последовательно соединенных лампочках с увеличивающимся сопротивлением. (Ответ: ток везде одинаковый во всей последовательной цепи.) Затем сравните напряжение на каждой из этих трех лампочек. (Ответ: напряжение падает, когда оно встречается с сопротивлением лампочки, поэтому первая лампочка будет иметь наибольшее напряжение, а каждая последующая лампочка будет испытывать меньшее напряжение.) Что происходит с общим напряжением при последовательном подключении аккумуляторов? (Ответ: общее напряжение — это сумма напряжений каждой батареи.)

Рис. 4. Последовательная принципиальная схема, показывающая провод, три лампочки, батарею и выключатель. Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

Словарь / Определения

переменный ток: электрический ток, который меняет направление на регулярные промежутки времени.Сокращенно AC.

принципиальная схема: графическое представление схемы с использованием стандартных символов для представления каждого компонента схемы.

постоянный ток: электрический ток только в одном направлении. Сокращенно DC.

передача энергии: движение энергии в системе. Может включать преобразование одного вида энергии в другой (с некоторыми потерями). Соответствующие примеры включают электричество для движения (вентилятор), электричество для света и тепла (лампочки) и электричество для звука и движения (звуковая система).

нагрузка: устройство или сопротивление устройства, на которое подается электричество.

параллельная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая более одного проводящего пути.

резистор: устройство, используемое для управления током в электрической цепи путем обеспечения сопротивления.

Последовательная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая единственный проводящий путь, так что ток проходит через каждый элемент по очереди без разветвлений.

Оценка

Оценка перед уроком

Вопрос для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов:

  • Почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других — розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток [постоянный ток], отличный от стенной розетки [переменного тока])

Оценка после введения

Голосование: Задайте вопрос «правда / ложь» и попросите учащихся проголосовать, подняв палец вверх за истину и вниз за ложь.Подсчитайте голоса и запишите итоги на доске. Дайте правильный ответ.

  • Верно или неверно: три батареи AA, соединенные последовательно, обеспечивают большее напряжение, чем одна батарея AA. (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: Батареи могут быть включены «последовательно» или «параллельно». (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: инженеры-электрики используют принципиальную схему, чтобы определить, сколько энергии устройству необходимо для работы. (Ответ: Верно.)
  • Верно или неверно: батареи вырабатывают ток того же типа, что и настенная розетка.(Ответ: Неверно. Батареи вырабатывают ток [постоянный], отличный от стенной розетки [переменного тока].)
  • Верно или неверно: ток, который исходит от батареи, называется переменным током. (Ответ: Неверно. Ток, который выходит из розетки в наших домах или школах, называется переменным током [AC]. Батареи имеют постоянный ток [DC].)
  • Верно или неверно: (Звуковая энергия может быть получена от электричества или удара по вашему столу? Ответ: Верно, электрические источники, такие как батареи, могут питать небольшие динамики, и ваша рука может создавать звуковые волны, ударяясь о твердую поверхность стола.)

Итоги урока Оценка

Быстрый опрос: Дайте студентам лист бумаги и попросите их записать ответы на следующие три вопроса.

  • Что вам больше всего понравилось в уроке?
  • Что можно было сделать лучше?
  • Что вы узнали, чего не знали раньше?

Нумерованные главы: Попросите учащихся каждой команды выбрать числа (или числа), чтобы у каждого члена был свой номер.Задайте учащимся приведенные ниже вопросы (при желании дайте им временные рамки для ее решения). Члены каждой команды должны работать вместе над вопросом. Все в команде должны знать ответ. Позвоните по номеру наугад. Студенты с этим номером должны поднять руки, чтобы ответить на вопрос. Если не все ученики с этим номером поднимают руки, дайте командам поработать еще немного. Спросите у студентов:

  • Если вы удалите одну лампочку из последовательной цепи с тремя лампочками, цепь станет (n) _________ цепью.Открытый или закрытый? (Ответ: Открыто.)
  • Что произойдет с другими лампочками в последовательной цепи, если одна лампочка перегорит? (Ответ: Все гаснут.)
  • Когда в последовательную цепь добавляются другие лампы, каждая лампа становится _____________. Ярче или тусклее? (Ответ: Диммер.)
  • При последовательном соединении аккумуляторов напряжение на них ____________. Увеличивается, уменьшается или остается неизменным? (Ответ: Увеличивается.)
  • Нарисуйте принципиальную схему последовательной цепи с двумя батареями и тремя лампочками.(Ответ: он должен выглядеть, как на Рисунке 4, с переключателем, замененным на вторую батарею.)

Рисунок Рисунок Гонки: Напишите символы схемы на доске. Разделите класс на команды по четыре человека, чтобы у каждого члена команды был другой номер, от одного до четырех. Позвоните по номеру и попросите учащихся с этим номером поспешить к доске, чтобы нарисовать правильную принципиальную схему. Дайте очко команде, чей товарищ по команде первым закончит розыгрыш. Попросите учащихся нарисовать принципиальные схемы следующего:

  • Последовательная цепь с одной батареей и двумя лампочками
  • Последовательная цепь с двумя батареями, одной лампочкой и одним выключателем
  • Последовательная цепь с одной батареей, одной лампочкой и одним резистором
  • Последовательная цепь с тремя батареями, двумя лампочками и двумя резисторами
  • Последовательная цепь с одной батареей, двумя резисторами, двумя лампочками и одним переключателем
  • Последовательная цепь с тремя батареями, четырьмя лампочками и одним выключателем
  • Последовательная цепь с одной батареей, тремя переменными лампочками и резисторами и одним переключателем

Домашнее задание / Самостоятельная практика:

  • Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов в их домах.Дополнительную информацию о трансформаторах см. В разделе «Действия по расширению урока».

Мероприятия по продлению урока

Изучите историю развития фонарика. В Музее фонарей можно найти множество фотографий старинных фонариков и портативных осветительных приборов по адресу: http://www.flashlightmuseum.com/.

Узнайте о трансформаторах. Трансформатор — это электрическое устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока с определенным уровнем напряжения в мощность переменного тока с другим напряжением, но с той же частотой.Значительное количество энергии теряется при передаче энергии по распределительной сети. Дополнительная энергия потребляется трансформаторами на подстанциях. Для многих бытовых электронных устройств требуются трансформаторы, которые всегда включены и потребляют электроэнергию, даже если никто не использует электрическое устройство.

  • Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов, имеющихся у них дома . Трансформаторы могут быть присоединены к компьютерам, принтерам, сканерам, динамикам, автоответчикам, беспроводным телефонам, зарядным устройствам для мобильных телефонов, электрическим отверткам, электродрелям, радионяням, модемам и видеокамерам.Трансформеры не всегда легко распознать; Очевидно, трансформаторы выглядят как коробки большего размера (обычно того же цвета, что и шнур), прикрепленные к концу шнуров в том месте, где вы подключаете устройство к электрической розетке.
  • Если вы дотронетесь до теплого трансформатора, вы почувствуете, что электрическая энергия (потраченная впустую) превращается в тепловую. Попросите учащихся подсчитать количество энергии, ежегодно теряемой трансформаторами в их доме. . Потребляемая мощность невелика — от 1 до 5 Вт на трансформатор, но в сумме.Допустим, у вас есть пять трансформаторов, каждый из которых потребляет 5 Вт. Это означает, что 25 Вт постоянно тратятся впустую. Если в вашем районе киловатт-час стоит 10 центов, это означает, что вы тратите 10 центов на каждые 1000 ватт-часов / 25 Вт = 40 часов. В году 8760 часов, поэтому 8760 часов / 40 часов = 21,90 доллара в год.
  • Попросите учащихся подсчитать общее количество энергии, теряемой трансформаторами по всей стране . В Америке 100 миллионов семей. Если каждое домохозяйство тратит на эти трансформаторы 25 Вт, это 2.5 миллиардов ватт. По цене 10 центов за киловатт-час, это 2 500 000 000 ватт / 1000 ватт или 250 000 долларов в час. Это 2 190 000 000 долларов (2 миллиарда долларов), потраченных впустую каждый год.

использованная литература

Берг, Эрик. Старший специалист по машиностроению, Колорадская горная школа, «Как работает трансформатор?» http://www.physlink.com/ Проверено 28 апреля 2004 г.

Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика . 8-е издание.Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Addison Publishing Co., 1998. Ралофф, Джанет. «Мы должны вытащить вилку?» Новости науки. 25 октября 1997 г.

Ропейк, Давид. MSNBC — Как сеть поддерживает континент . 23 января 2001 г. MSNBC News. http://www.msnbc.msn.com/id/3077316/ns/technology_and_science-science/t/how-grid-powers-continent/#.T4M6w_WfzTo, по состоянию на 7 апреля 2004 г.

Шнайдер, Стюарт. Музей фонарей . Wordcraft.net. По состоянию на 7 апреля 2004 г.

Зильберман, Стив. Wired News: подготовка к электросети . 14 июня 2001 г. Журнал Wired. www.wired.com По состоянию на 7 апреля 2004 г.

авторское право

© 2004 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В.Карлсон; Карли Самсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда (грант GK-12 No.0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 2 ноября 2021 г.

строительных схем | Национальное географическое общество

1. Активируйте предыдущие знания учащихся об электричестве.

Узнайте, что студенты уже знают об электричестве. Поощряйте их идентифицировать предметы в комнате, которые используют электричество. Спросите: Знаете ли вы, как электричество перемещается в эти устройства? (Электричество проходит по цепям.) Задайте вопрос: Как электричество используется в более сложных проектах, например, для питания робота? Объясните, что электричество используется для обеспечения энергией различных частей робота, таких как движущиеся механические части, системы, обеспечивающие управление роботом (например, ЦП), и компоненты сбора данных (например, датчики).

2. Представьте понятие цепи.

Нарисуйте на доске круг. Спросите: Форма открыта или закрыта? (Он закрыт.) Теперь нарисуйте на доске незавершенную круглую форму, например букву «u». Спросите: Эта форма открыта или закрыта? (Он открыт.) Сообщите учащимся, что для того, чтобы электричество протекало и приводило в действие устройство, должен быть непрерывный или замкнутый путь. Проведите быструю демонстрацию, используя освещение в комнате. Выключите свет в классе.Сообщите учащимся, когда свет погас, цепь разомкнута и электричество не может достичь лампочки, чтобы произвести свет. Ссылайтесь на фигуры, ранее нарисованные на доске. Включите свет снова. Скажите студентам, что цепь теперь замкнута, и электричество свободно распространяется и освещает лампочку.

3. Учащиеся создают простую схему зажигания лампы с помощью схемы и демонстрации.

Скажите классу, что они построят простую замкнутую цепь, чтобы зажечь лампочку.Покажите классу отдельные части, которые они будут использовать: батарею типа D; держатель для батареи D cell; четыре поводка с зажимом типа «крокодил»; лампочки на 2,5 В, 0,2 А или меньше с цоколем винтового типа; и два держателя лампы. Разделите класс на рабочие группы по 2-4 ученика и раздайте части, перечисленные выше, каждой группе. Объясните, что цель их группы — вместе построить простую цепь, которая будет зажигать лампочку. Объясните, что вы продемонстрируете, как построить схему, и они будут следовать за ней, но позже им нужно будет работать в своих группах, чтобы построить схему самостоятельно.Нарисуйте на плате простую принципиальную схему, пометьте и объясните все части, используя предоставленную схему. Пройдите класс по построению схемы, используя раздаточный материал «Как построить простую схему».

После того, как группы успешно зажгут лампочку, попросите их сделать помеченный эскиз схемы, который они построили, в своих записных книжках. Спросите: Что бы произошло, если бы к этой схеме был добавлен переключатель? Обеспечьте каждую группу одним рубильным выключателем и попросите их обновить свою схему.Спросите у учеников ответы, которые помогут им установить связь между только что построенным замкнутым контуром и предыдущей демонстрацией с освещением в классе, которое создает разомкнутый и замкнутый контур. Обновите схему, которую вы ранее нарисовали на плате, чтобы включить переключатель, используя предоставленную схему «Простая схема с переключателем».

4. Учащиеся в небольших группах строят последовательные и параллельные схемы.

Попросите учащихся удалить рубильник из своей цепи, чтобы у них снова была простая схема.Попросите класс предсказать, что произойдет, если к простой цепи добавить дополнительную лампочку, не внося никаких других изменений. (Опять же, рубильник больше не должен быть включен в схему.) Попросите учащихся записывать свои прогнозы в свои тетради. Пока ученики делают прогнозы, дайте каждой группе дополнительную лампочку и патрон. Затем дайте группам время поэкспериментировать с зажиганием двух лампочек на одной дорожке. Напомните группам, что такое один замкнутый путь, снова обратив внимание на схему на доске и первую построенную ими схему.При необходимости помогайте. Используйте предоставленный раздаточный материал «Как построить последовательную схему», содержащий схему, для проверки работы учащихся.

После того, как они успешно построят свои схемы, скажите учащимся, что этот тип схемы называется последовательной схемой. Он имеет единственный путь от источника энергии (батареи) через серию нагрузок (лампочек) и обратно к источнику энергии. Спросите: Что произошло, когда была добавлена ​​вторая лампочка? Объясните, что лампы тусклые, потому что дополнительная лампа замедляет электрический ток в цепи, в результате чего свет тускнеет.Спросите: Что может случиться с добавлением третьей лампочки? Объясните, что они могли ожидать, что лампы будут еще тусклее или не будут гореть совсем. Спросите: Что произойдет, если какой-либо компонент в цепи отключится или если в этой цепи сломана лампочка? (Цепь будет разомкнута, и ни одна из лампочек не будет работать.) Попросите учащихся сделать помеченный эскиз своей последовательной цепи в своих записных книжках и записать свои наблюдения о построении этого типа цепи.

Задайте классу следующий вопрос: Если одна лампочка в вашей цепи погаснет, что потребуется, чтобы другая лампочка продолжала гореть? Объясните, что конфигурация цепи должна измениться, чтобы лампы находились на отдельных закрытых путях с источником энергии.Дайте время группам поэкспериментировать с построением цепи, которая зажигает обе лампочки, с дополнительной проблемой, заключающейся в том, что одна лампочка должна оставаться горящей, когда один компонент в цепи отключен. При необходимости помогайте. Используйте предоставленный раздаточный материал «Как создать параллельную схему», содержащий схему, для проверки работы учащихся.

Объясните, что этот тип цепи называется параллельной цепью, когда лампочки подключаются по отдельным проводам. Каждая лампочка в параллельной цепи будет иметь одинаковую яркость, но разряжает батарею с большой скоростью.Попросите учащихся сравнить и сопоставить рабочие модели параллельных цепей, созданные каждой группой. Спросите: Были ли параллельные цепи всех групп одинаковыми? Попросите учащихся сделать помеченный набросок своей параллельной схемы в своих тетрадях и записать свои наблюдения о построении схемы этого типа.

5. Просмотрите различные типы цепей.

Просмотрите сходства и различия между четырьмя различными типами цепей, которые студенты обсуждали во время упражнения: открытая, замкнутая, последовательная и параллельная.Обсудите применение каждого типа схемы.

Приведите ученикам пример подключения уличных фонарей в параллельную схему. Напомните ученикам, что в параллельной цепи ток к каждой нагрузке, как к лампочке, является отдельным, поэтому, если одна лампочка перегорит, другие все равно будут работать. Спросите у класса: Почему это может быть полезно? (Потому что, если один свет погаснет, остальные останутся включенными, что обеспечит безопасность людей на этой улице.) Поощряйте студентов делиться другими приложениями в повседневной жизни.

Расширение обучения

Учащиеся изучают проводимость объектов, проверяя предположения о проводниках в их цепях.

Спросите: Почему электричество может течь по проводам? Объясните: проволока сделана из металла, а металл является хорошим проводником электричества. Попросите класс предсказать, через какие материалы, по их мнению, будет легко проходить электричество, а через какие — нелегко.

Напомните классу, что цепь должна быть замкнута, чтобы электричество непрерывно проходило через нее. Покажите предметы из всего класса, например следующие: скрепку, веревку, ластик, резиновую ленту и пенни. Предложите студентам предсказать, какие предметы будут хорошими проводниками, а какие — нет. Попросите учащихся записать эти предсказания в свои тетради или на отдельном листе бумаги.

Используйте предоставленную диаграмму, чтобы проинструктировать группы по построению разомкнутой цепи с использованием трех проводов, лампочки и батареи.Попросите учащихся ввести предметы со всего класса в контур, прикрепив зажим из крокодила к двум сторонам объекта. Если лампочка горит, значит, проводник хороший; если лампочка не горит, значит, изделие не является хорошим проводником.

Попросите учащихся записать свои результаты в тетрадях или на бумаге рядом с исходными прогнозами. Спросите: Были ли ваши прогнозы точными? Какие объекты являются хорошими проводниками, а какие — плохими? Обычно металлические предметы являются хорошими проводниками, а большинство неметаллических материалов плохо проводят электричество.

Открывая электричество! Как сделать простую схему


* Это сообщение может содержать партнерские ссылки или спонсируемый контент. *

Тебе понравилась эта статья? Если да, поделитесь, пожалуйста, этим!

Если вы хотите, чтобы что-то работало — ваш компьютер, фонарик, пульт вашего брата, — вам нужно, чтобы электричество проходило через цепь. Цепь — это путь, по которому течет электричество.Мне нравится учить своих детей тому, что это похоже на круг, поскольку схема начинается таким же образом.

Создание электрической цепи с вашими детьми — это простой способ продемонстрировать, как работает электричество .

Все схемы работают одинаково. Электричество покидает источник своей энергии, проходит путь и возвращается на другую сторону источника энергии непрерывным путем.

Так, например, в фонарике энергия покидает отрицательный конец батареи, проходит по проводам к лампочке, затем по другим проводам и обратно к положительному концу батареи.

Что действительно круто в электричестве и схемах, так это то, что вы можете сделать их дома без какого-либо специального оборудования. Готовы попробовать?

Материалы, необходимые для простой схемы

  • алюминиевая фольга
  • лента
  • D-элементная батарея
  • маленькая лампочка {может быть от фонарика}

Как сделать простую схему

Шаг 1: Вырежьте два куска алюминиевой фольги и сложите их полосками.Это будут ваши провода для схемы.

Шаг 2: Приклейте один к положительному полюсу батареи, а другой — к отрицательному.

Шаг 3: Прикоснитесь одной полосой к металлической части лампы прямо под стеклом.

Шаг 4: Коснитесь другой полоской серебряного наконечника на конце лампы.

Лампа должна загореться, потому что вы создали непрерывную цепь своими «проводами».

Если вы действительно хотите, чтобы ваши дети повеселились, позвольте им немного поиграть с этим.Спросите их, что произойдет, если они добавят две (или более) батареи или более проводов. А еще лучше дайте им провода и еще лампочки и батарейки, чтобы они попробовали. Я храню провода, кусачки, батарейки, лампочки, патроны, выключатели, зуммеры и держатели батарей в небольшом пластиковом контейнере и позволяю детям играть с ними, когда они хотят.

Электронная книга для детей «Наука для умных детей: электричество и магнетизм», если они заинтересованы в большем, содержит более 20 заданий, которые исследуют и привлекают детей, поощряют критическое мышление и побуждают их находить то, что нужно исследовать в их жизни. собственный мир.

Есть что-то действительно крутое в том, что разрешено свободно исследовать с помощью проводов и батарей.

И что замечательно, если вы хотите что-то наладить, то материалы недорогие. Если вы хотите сделать это со своими детьми, фольга и лента подойдут и вызовут реакцию «это круто», на которую мы надеемся.

Вы изучали электричество со своими детьми? Какие занятия были твоими любимыми?

Тебе понравилась эта статья? Если да, поделитесь, пожалуйста, этим!

Эта статья была написана приглашенным автором Weird, Unsocialized Homeschoolers.См. Полную биографию автора в теле сообщения.

открытых учебников | Сиявула

Математика

Наука

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 7A

        • Марка 7Б

        • Оценка 7 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 7А

        • Граад 7Б

        • Граад 7 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • класс 8A

        • Марка 8Б

        • Оценка 8 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 8А

        • Граад 8Б

        • Граад 8 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 9А

        • Марка 9Б

        • 9 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 9А

        • Граад 9Б

        • Граад 9 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 4A

        • Класс 4Б

        • Класс 4 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 4А

        • Граад 4Б

        • Граад 4 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 5А

        • Марка 5Б

        • Оценка 5 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 5А

        • Граад 5Б

        • Граад 5 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 6A

        • класс 6Б

        • 6 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 6А

        • Граад 6Б

        • Граад 6 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

Лицензирование нашей книги

Эти книги не просто бесплатные, они также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете делать ксерокопии, распечатывать и распространять их сколь угодно часто. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки каким-либо образом, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, спонсорские логотипы и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без марочного знака)

Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, модифицировать или дополнять их любым способом, с единственным требованием — дать соответствующую оценку Siyavula.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.