ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Одним из обязательных умений радиолюбителя, как впрочем и любого человека, непосредственно связанного с ремонтом или обслуживанием электрической и электронной техники, является умение читать принципиальные электрические схемы. Что же такое принципиальная схема?     Это схема, в которой каждая деталь обозначается графически, и после изучения которой, нам становится ясно, каким образом они все соединяются между собой. Принципиальные схемы являются важнейшими из схем, так как они позволяют понять, как функционирует устройство в целом. Вы не найдете на принципиальных схемах изображения самого устройства, с клеммами или выводами, к которым паяются или зажимаются под винтовое соединение провода, для этого служат монтажные схемы. На рисунке ниже изображена монтажная схема подключения электросчетчика:    Как нам известно, из школьного курса физики, соединение на схеме, в месте пересечения проводов обозначается жирной точкой.    Такое же пересечение проводов без точки означает, что соединения в данном месте нет. Есть ряд правил, по которым составляются принципиальные схемы, например входные части в устройстве, принято располагать в левой части схемы, а выходные в правой части. Это можно видеть на примере простейшего усилителя на одном транзисторе, части входных цепей у нас выделены красным, а выходных зеленым:    Таким обозначением, как на рисунке ниже обозначается, любой источник питания постоянного тока. Это может быть как батарейки, так и сетевой блок питания. Длинной чертой обозначается при этом положительный полюс источника питания или плюс, а короткой отрицательный полюс или минус.     Такое обозначение на схемах обозначает батарею из нескольких соединенных последовательно гальванических элементов (батареек).    На следующем рисунке мы можем видеть обозначение, которое может, в зависимости от того, в какой схеме используется, означать как кнопку с фиксацией или без фиксации, однополосный тумблер, или клавишный выключатель, так и контакт какого либо устройства, например реле.    Контакты реле могут быть, как свободно замкнутыми, так и свободно разомкнутыми. Поясню, что свободно разомкнутые контакты, это контакты которые находятся в разомкнутом состоянии при отсутствии напряжения на катушке реле. На рисунке ниже приведены примеры свободно разомкнутого и свободно замкнутого контактов:      Следующее обозначение обозначает спаренные контакты, которые механически соединены между собой и включаются или отключаются одновременно. Это могут быть, как контакты реле, так и контакты переключателя или рубильника:     Как всем известно, у диода два вывода, катод и анод, обозначение диода можно видеть на рисунке ниже. Вершина треугольника, направленная к черточке, показывает своим направлением прямое включение диода, когда он проводит ток, от анода к катоду, от плюса к минусу.     В биполярных транзисторах, которые, как всем известно, имеют три вывода базу, эмиттер, коллектор, выводом со стрелкой обозначают эмиттер, основание транзистора является базой, а оставшийся вывод, обозначающийся просто черточкой будет коллектором.     Причем с помощью стрелки обозначающей эмиттер и указывающей внутрь, либо наружу транзистора, обозначают структуру транзистора. Эта стрелка символизирует собой (также, как и в диоде) p-n переход, и направлена также от плюса к минусу или от положительного электрода к отрицательному.     Транзистор у нас представляет собой, условно говоря, два диода соединенных между собой либо катодами, либо анодами. Соответственно, если базовый электрод у нас отрицательный, то это будет транзистор p-n-p структуры, а если положительный, то n-p-n структуры.    В тиристорах есть три электрода, это уже знакомые нам по диоду и имеющие такое же обозначение катод и анод, плюс управляющий электрод. Его обозначение можно увидеть на рисунке ниже:    Конденсаторы у нас обозначаются на схемах двумя параллельными полосками, которые подразумевают собой 2 обкладки конденсатора.     У полярного электролитического конденсатора в обозначении добавлен знак плюс, указывающий на положительный электрод конденсатора, который нужно подключать строго в соответствии со схемой.     Переменные и подстроечные конденсаторы обозначаются как и обычные конденсаторы, но имеют в своем обозначении косую черту, в знак того, что они могут изменять свою емкость. Если эта черта заканчивается стрелкой, то это конденсатор переменой емкости рассчитанный при работе на многократное изменение положения обкладок или говоря другими словами на частое изменение емкости. Если же косая черта заканчивается поперечной черточкой, то это подстроечный конденсатор, такой конденсатор обычно регулируют только один раз, при сборке устройства.    На рисунке выше мы можем видеть изображение на схемах постоянных резисторов. Они имеют постоянное сопротивление, и два вывода. Переменные имеют три вывода и позволяют регулировать сопротивление, между центральным и крайними выводами, от нуля до номинального сопротивления резистора.    Светодиоды обозначаются как диод (иногда в круге, иногда без него) с двумя стрелками, направленными от диода. Иногда диод обводят кружочком.    На рисунке ниже изображено обозначение трансформатора, в данном случае трансформатор взят с несколькими вторичными обмотками:    Дроссель (катушка с сердечником), как он изображается на схемах, на рисунке ниже под цифрой два, изображение катушки под цифрой один:    И катушка с подстраиваемым сердечником изображена на рисунке три. Изображение разъемов, применяемое в электротехнике можно видеть на рисунке ниже, в данном случае изображена колодка разъемов, или говоря другими словами, несколько штук спаренных между собой.    На следующей принципиальной схеме изображено реле:    Показана катушка реле (слева) и две группы контактов, которые могут работать как на замыкание, так и на размыкание. Далее изображен диодный мост так, как он обозначается на схемах, причем в ходу оба изображения одного и того же моста.    Здесь изображено обозначение на схемах динамической головки, или говоря по другому — обычного динамика:    А тут мы можем видеть общее обозначение микрофона:    Уверен, теперь вы без труда сможете самостоятельно расшифровать принципиальную электрическую схему любого устройства — телевизора, холодильника, ресивера и так далее. А чтоб закрепить пройденный материал, попробуйте расшифровать схему кота 🙂    Конечно это лишь небольшая, хоть и основная часть условных обозначений элементов на схемах, но этого для начала вам вполне хватит. Урок подготовил — AKV.    Форум по радиоэлектронике для начинающих    Обсудить статью ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Виды и типы электрических схем, чем отличается чертеж от схемы

Электрическая схема — документ, иллюстрирующий условные изображения или обозначения функциональных элементов оборудования, зависящих от электроэнергии и взаимосвязи с другими составляющими. Основные виды схем обеспечивают помощь в подсоединении устройств и поиске неполадок в цепи. Обозначаются изображения шифром, включающим букву «Э» и цифрой, соответствующей классификации типов чертежей.

Классификация

О том, какие бывают схемы, их классификацию, термины и определения устанавливает ГОСТ 2. 701 — 84, согласно действующему стандарту конструктивные изображения электроцепи в зависимости от области применения разделяются на виды и типы.

Электрическая цепь

Основные виды электрических схем по ГОСТ бывают:

• электрическими;
• газовыми;
• гидравлическими;
• энергетическими;
• деления;
• пневматическими;
• кинематическими;
• комбинированными;
• вакуумными;
• оптическими.

Типы электрических схем составляют следующие группы:

• Изображения группы 1 (объединенные Э0, структурные Э1, функциональные Э2) дают общие сведения об электрических составляющих объекта, принципе работы и взаимосвязях. Разработка документов проводится на этапе проектирования. Полученные чертежи служат основой для создания иллюстраций дополнительных групп.

Структурная электросхема

• Технические изображения группы 2 (принципиальные Э3) определяют полный состав и детальное изучение принципа работы объекта. Служат для наладки, регулировки, контроля, эксплуатации и ремонта деталей.
• Классификация схем группы 3 (монтажные чертежи Э4, подключения Э5, общие изображения Э6) информирует об электрических соединениях структурных элементов объекта или конструкции в целом. Прокладка и крепление, наладка проводников на объекте выполняются с использованием схем третьей группы. Контроль, эксплуатация объектов определяется документами общего назначения.
• Иллюстрации группы 4 (Э7) помогают узнать относительное расположение объекта, его конструктивных элементов. Группу составляют чертежи электрического оборудования, энергообеспечения и связи, пользуются документами при изготовлении другой конструкторской документации, подготовке и эксплуатации объектов.

Схема электрическая расположения Э7

Важно! Правила изготовления электросхем для различных объектов регламентирует ГОСТ 2.702-75, условные обозначения сообщает ГОСТ 2.710-81.

Назначение

Схемы являются конструкторскими документами и содержат важные сведения для проектирования, разработки, сборки, регулирования и эксплуатации приборов.

Изображения отдельных электроцепей имеют различные предназначения:

• при проектировании позволяют определить конструктивные особенности изделия;
• при производстве — помогают учесть структуру предмета, подобрать технологию изготовления, монтажа и контроля продукта;
• при эксплуатации — поиск неполадок, ремонта и техобслуживания приборов.

Для более полного понимания работы электросистем нужно изучить основные виды и назначение схем.

Как читать электросхемы

Объединенная

Схема объединяет несколько видов и типов чертежей, общее изображение позволяет обозначить значимые особенности цепи. Используется в производственных мощах с применением электрических, гидравлических, пневматических и кинематических элементов. Отдельные устройства, их связи изображают на одном объединенном изображении. Допускается также указывать на чертеже элементы и приборы, не включенные в оборудование, но необходимые для пояснения его принципов работы.

Обратите внимание! Графические обозначения дополнительных устройств отделяют на схеме штрих-пунктиром толщиной, аналогичной линиям связи, указывают местоположение деталей, разъяснения.

Наглядный пример общей схемы

Структурная

Структурную схему разрабатывают на старте проектирования с целью определения основных функциональных устройств конструкции, назначения взаимосвязи деталей. Материал отражает принцип действия системы в общих чертах. Функциональные части чертежа представлены прямоугольниками или условными графическими обозначениями. Названия, типы и обозначения вписаны в геометрические фигуры.

Важно! Действительное размещение структурных элементов на схеме не учитывается, способ связи не раскрывается.

Направление процесса, протекающего в системе, обозначено стрелками, соединяющими функциональные детали (прямоугольники с названиями). Структурные элементы простых устройств расположены на схеме в виде цепочки, соответствующей ходу рабочих процессов в направлении слева направо. При наличии нескольких рабочих каналов, их отображают в виде параллельных горизонтальных строк. Порядок чтения со стрелками и поясняющими надписями позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже новичку.

Структурный чертеж

Функциональная

Изображение содержит рабочие элементы объекта, функциональные связи деталей, технические характеристики и параметры в характерных точках, письменные пояснения. Для сложных систем требуется несколько функциональных схем с пояснением происходящих процессов в соответствующих режимах работы. Количество функциональных чертежей, уровень детализации и объем информации определяется проектировщиком с учетом особенностей объекта.

Регламента по созданию условных графических обозначений нет (допускается использование прямоугольников с надписями), действуют только общие требования к оформлению конструкторских или технологических документов.

Функциональная электроцепь Э2

Монтажная

Монтажные схемы показывают действительное местоположение компонентов внутри и снаружи объекта. Чертежи создают для создания радиосистем, электрических шкафов, бытовых устройств. Так, электросхема проводки квартиры позволит рассмотреть точки монтажа розеток, светильников, люстры.

Список компонентов монтажного чертежа включает радиодетали, узлы и компоненты, не соединенных между собой дорожками. На выводах устройств указан маршрут (буквенно-цифровые обозначения, указывающие на детали, рекомендуемые для соединения). Разработке монтажного рисунка предшествует принципиальная схема.

Монтажная электросхема квартиры

Принципиальная

Основное назначение принципиальных электросхем — полное и наглядное отображение взаимной связи отдельных приборов, элементов автоматики и дополнительной аппаратуры, оставляющей функциональные узлы автономных систем, с учетом последовательности работы и принципа действия. Использование чертежей упрощает пуско-наладочные работы и эксплуатацию оборудования. Схематические изображения систем также выступают основой для построения монтажных чертежей, таблиц щитов, пультов, наглядного отображения принципа подсоединения внешних проводок, подключения деталей.

Разработка принципиальных изображений согласована с алгоритмами действия отдельных узлов: контрольных, сигнализационных, регулировочных и управленческих. Также учитываются требования, предъявляемые к объекту. Условный вид схем позволяет рассмотреть приборы, аппараты, линии связи отдельных элементов, блоки, модули устройств.

Принципиальная электросхема передатчика радиостанции Р-861 М1

Отличия между чертежом и схемой

Отсутствие сведений о геометрических свойствах предметов, полноты и метрической определенности, позволяющей воспроизвести деталь — основные признаки того, чем отличаются чертежи от схем. Электросхемы в зависимости от назначения, не полностью отражают геометрические характеристики изделий или вообще не отображают формы и размеры предметов. В электротехнике, радиоэлектронике и связи электросхемы обычно иллюстрируют принцип действия устройства.

Существуют различные типы электрических схем, профессиональные электрики или любители должны понимать назначение и отличия чертежей, различать шифры и читать информацию на изображениях.

Схемы по электрике. Виды и типы. Некоторые обозначения

Во время работ по электротехнике человек может столкнуться с обозначениями элементов, которые условно обозначены на электромонтажных схемах. Разнообразия схемы по электрике очень широки. Они имеют разные функции и классификацию. Но все графические обозначения в условном виде приводятся к одним формам, и для всех схем элементы соответствуют друг другу.

Электромонтажная схема – это документ, в котором обозначены связи составных элементов разных устройств, потребляющих электроэнергию, между собой по определенным стандартным правилам. Такое изображение в виде чертежа призвано научить специалистов по электрическому монтажу, чтобы они поняли из схемы принцип действия устройства, и из каких составных частей и элементов она собрана.

Главное предназначение электромонтажной схемы – оказать помощь в монтаже электроустройств и приборов, простом и легком обнаружении неисправности в электрической цепи. Далее разберемся в видах и типах электромонтажных схем, выясним их свойства и характеристики каждого типа.

Схемы по электрике: классификация

Все электрические схемы, как документы, разделяются на виды и типы. По соответствующим стандартам можно найти разделение этих документов по видам схем и типам. Разберем их подробную классификацию.

Виды электромонтажных схем следующие:

• Электрические.
• Газовые.
• Гидравлические.
• Энергетические.
• Деления.
• Пневматические.
• Кинематические.
• Комбинированные.
• Вакуумные.
• Оптические.

Основные типы:

• Структурные.
• Монтажные.
• Объединенные.
• Расположения.
• Общие.
• Функциональные.
• Принципиальные.
• Подключения.

Рассматривая схемы по электрике, перечисленные обозначения, по названию электросхемы определяют тип и вид.

Обозначения в электросхемах

В современный период в электромонтажных работах используются как отечественные, так и импортные элементы. Зарубежные детали можно представить широким ассортиментом. На схемах и чертежах они также обозначаются условно. Описывается не только размер параметров, но и список элементов, входящих в устройство, их взаимосвязь.

Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит.

Принципиальная схема

Такой тип используется в распределительных сетях. Он обеспечивает полное раскрытие работы электрооборудования. На чертеже обязательно обозначают функциональные узлы, их связь. Схема имеет два вида: однолинейная, полная. На однолинейной схеме изображены первичные сети (силовые). Вот ее пример:

Полный вариант схемы по электрике изображается в элементном или развернутом виде. Если устройство простое, и на чертеже входят все пояснения, то хватит развернутого плана. При сложном устройстве с цепью управления, измерения и т. д., оптимальным решением будет изобразить все узлы на отдельных листах, во избежание путаницы.

Бывает также принципиальная электросхема, на которой изображена выкопировка плана с обозначением отдельного узла, его состав и работа.

Монтажная схема

Такие схемы по электрике применяются для разъяснения монтажа какой-либо проводки. На них можно изобразить точное положение элементов, их соединение, характеристики установок. На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т.д.

Эта схема руководит электромонтажными работами, дает понимание всех подключений. Для монтажа бытовых устройств такая схема лучше подходит для работы.

Объединенная схема

Этот тип схемы включает в себя разные виды и типы документов. Ее применяют для того, чтобы не загромождать чертеж, обозначить важные цепи, особенности. Чаще объединенные схемы применяют на предприятиях промышленности. Для домашнего применения она вряд ли имеет смысл.

Изучив условные обозначения, подготовив необходимую документацию, не трудно разобраться в работе любой электроустановке.

Порядок сборки по электрической схеме

Самым сложным делом для электрика является понимание взаимодействия элементов в схеме. Нужно знать, как читать и собирать схему. Сборка предполагает определенные правила:

• Во время сборки необходимо руководствоваться одним направлением, например, по часовой стрелке.
• Лучше для начала разделить схему на части, если много элементов и схема сложная.
• Начинают сборку от фазы.
• При каждом выполненном шаге по сборке нужно предположить, что будет происходить, если в данный момент подать напряжение.

После окончания сборки обязательно должна образоваться замкнутая цепь. Для примера разберем подключение в домашних условиях люстры, состоящей из 3-х плафонов, с применением двойного выключателя.

Сначала определим порядок работы люстры. При включении 1-й клавиши должна загораться одна лампочка, если включить 2-ю клавишу, то другие две. По схеме на выключатель и люстру идут по 3 провода. От сети идут два провода, фаза и ноль.

Индикатором определяем и находим фазу, соединяем ее с выключателем, не прерывая ноль. Провод присоединяем к общей клемме выключателя. От него пойдут 2 провода на 2 цепи. Один из проводов соединим с патроном лампы. От патрона выводим второй проводник, соединяем с нулем. Одна цепь готова. Для проверки щелкаем первой клавишей выключателя, лампа горит.

2-й провод от выключателя подключаем к патрону другой лампы. От патрона провод соединяем с нулем. Если по очереди щелкать клавишами выключателя, то будут светиться разные лампы.

Теперь подключим третью лампу. Соединяем ее параллельно к любой лампе. В люстре один провод стал общим. Его делают отличительным по цвету. Если у вас провода все одинаковые по цвету, то во избежание путаницы необходимо при монтаже пользоваться индикатором. Для подключения люстры обычно не требуется особого труда, так как эта схема не особо сложная.

Похожие темы:

Как читать электронные схемы?

Учимся читать принципиальные электрические схемы

О том, как читать принципиальные схемы я уже рассказывал в первой части. Теперь хотелось бы раскрыть данную тему более полно, чтобы даже у новичка в электронике не возникало вопросов. Итак, поехали. Начнём с электрических соединений.

Не секрет, что в схеме какая-либо радиодеталь, например микросхема может соединяться огромным количеством проводников с другими элементами схемы. Для того чтобы высвободить место на принципиальной схеме и убрать «повторяющиеся соединительные линии» их объединяют в своеобразный «виртуальный» жгут — обозначают групповую линию связи. На схемах групповая линия связи обозначается следующим образом.

Вот взгляните на пример.

Как видим, такая групповая линия имеет большую толщину, чем другие проводники в схеме.

Чтобы не запутаться, куда какие проводники идут, их нумеруют.

На рисунке я отметил соединительный провод под номером 8. Он соединяет 30 вывод микросхемы DD2 и 8 контакт разъёма XP5. Кроме этого, обратите внимание, куда идёт 4 провод. У разъёма XP5 он соединяется не со 2 контактом разъёма, а с 1, поэтому и указан с правой стороны соединительного проводника. Ко 2-му же контакту разъёма XP5 подключается 5 проводник, который идёт от 33 вывода микросхемы DD2. Отмечу, что соединительные проводники под разными номерами электрически между собой не связаны, и на реальной печатной плате могут быть разнесены по разным частям платы.

Электронная начинка многих приборов состоит из блоков. А, следовательно, для их соединения применяются разъёмные соединения. Вот так на схемах обозначаются разъёмные соединения.

XP1 — это вилка (он же «Папа»), XS1 — это розетка (она же «Мама»). Всё вместе это «Папа-Мама» или разъём X1 (X2).

Также в электронных устройствах могут быть механически связанные элементы. Поясню, о чём идёт речь.

Например, есть переменные резисторы, в которые встроен выключатель. Об одном из таких я рассказывал в статье про переменные резисторы. Вот так они обозначаются на принципиальной схеме. Где SA1 — выключатель, а R1 — переменный резистор. Пунктирная линия указывает на механическую связь этих элементов.

Ранее такие переменные резисторы очень часто применялись в портативных радиоприёмниках. При повороте ручки регулятора громкости (нашего переменного резистора) сначала замыкались контакты встроенного выключателя. Таким образом, мы включали приёмник и сразу той же ручкой регулировали громкость. Отмечу, что электрического контакта переменный резистор и выключатель не имеют. Они лишь связаны механически.

Такая же ситуация обстоит и с электромагнитными реле. Сама обмотка реле и его контакты не имеют электрического соединения, но механически они связаны. Подаём ток на обмотку реле — контакты замыкаются или размыкаются.

Так как управляющая часть (обмотка реле) и исполнительная (контакты реле) могут быть разнесены на принципиальной схеме, то их связь обозначают пунктирной линией. Иногда пунктирную линию вообще не рисуют, а у контактов просто указывают принадлежность к реле (K1.1) и номер контактной группы (К1.1) и (К1.2).

Ещё довольно наглядный пример — это регулятор громкости стереоусилителя. Для регулировки громкости требуется два переменных резистора. Но регулировать громкость в каждом канале по отдельности нецелесообразно. Поэтому применяются сдвоенные переменные резисторы, где два переменных резистора имеют один регулирующий вал. Вот пример из реальной схемы.

На рисунке я выделил красным две параллельные линии — именно они указывают на механическую связь этих резисторов, а именно на то, что у них один общий регулирующий вал. Возможно, вы уже заметили, что эти резисторы имеют особое позиционное обозначение R4.1 и R4.2. Где R4 — это резистор и его порядковый номер в схеме, а 1 и 2 указывают на секции этого сдвоенного резистора.

Также механическая связь двух и более переменных резисторов может указываться пунктирной линией, а не двумя сплошными.

Отмечу, что электрически эти переменные резисторы не имеют контакта между собой. Их выводы могут быть соединены только в схеме.

Не секрет, что многие узлы радиоаппаратуры чувствительны к воздействию внешних или «соседствующих» электромагнитных полей. Особенно это актуально в приёмопередающей аппаратуре. Чтобы защитить такие узлы от воздействия нежелательных электромагнитных воздействий их помещают в экран, экранируют. Как правило, экран соединяют с общим проводом схемы. На схемах это отображается вот таким образом.

Здесь экранируется контур 1T1, а сам экран изображается штрих-пунктирной линией, который соединён с общим проводом. Экранирующим материалом может быть алюминий, металлический корпус, фольга, медная пластина и т.д.

А вот таким образом обозначают экранированные линии связи. На рисунке в правом нижнем углу показана группа из трёх экранированных проводников.

Похожим образом обозначается и коаксиальный кабель. Вот взгляните на его обозначение.

В реальности экранированый провод (коаксиальный) представляет собой проводник в изоляции, который снаружи покрыт или обмотан экраном из проводящего материала. Это может быть медная оплётка или покрытие из фольги. Экран, как правило, соединяют с общим проводом и тем самым отводят электромагнитные помехи и наводки.

Повторяющиеся элементы.

Бывают нередкие случаи, когда в электронном устройстве применяются абсолютно одинаковые элементы и загромождать ими принципиальную схему нецелесообразно. Вот, взгляните на такой пример.

Здесь мы видим, что в схеме присутствуют одинаковые по номиналу и мощности резисторы R8 — R15. Всего 8 штук. Каждый из них соединяет соответствующий вывод микросхемы и четырёхразрядный семисегментный индикатор. Чтобы не указывать эти повторяющиеся резисторы на схеме их просто заменили жирными точками.

Ещё один пример. Схема кроссовера (фильтра) для акустической колонки. Обратите внимание на то, как вместо трёх одинаковых конденсаторов C1 — C3 на схеме указан лишь один конденсатор, а рядом отмечено количество этих конденсаторов. Как видно из схемы, данные конденсаторы необходимо соединить параллельно, чтобы получить общую ёмкость 3 мкФ.

Аналогично и с конденсаторами C6 — C15 (10 мкФ) и C16 — C18 (11,7 мкФ). Их необходимо соединить параллельно и установить на место обозначенных конденсаторов.

Следует отметить, что правила обозначения радиодеталей и элементов на схемах в зарубежной документации несколько иные. Но, человеку, получившему хотя бы базовые знания по данной теме разобраться в них будет гораздо проще.

Назад

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Принципиальные и монтажные электрические схемы

Современное электрическое оборудование в своей работе использует многочисленные технологические процессы, протекающие по различным алгоритмам.

Электромонтёру, напомним, что это специалист, который занимается эксплуатацией, монтажом, наладкой и ремонтом электрооборудования, нужно иметь правильную информацию обо всех особенностях электрооборудования. Для этого создают специальные электрические схемы.

Электросхема представляет собой документ, в котором по определённым правилам обозначаются связи между составными частями устройств, которые работают за счёт протекания электроэнергии.

Проще говоря, электрическая схема – это чертёж или графическое изображение электрооборудования и цепей связи.

Самая простая электрическая цепь может содержать всего лишь три элемента: источник, нагрузку и соединительные провода.

Но в реальности электрические цепи намного сложнее. Они, помимо основных элементов, содержат различные выключатели, рубильники, пускатели, контакторы, предохранители, реле в автоматах, электроизмерительные приборы, розетки, вилки и другое.

Всё это и указывается в электрической схеме и даёт понимание электромонтёрам о том, как работает установка и из каких элементов она состоит.

Основное назначение электросхемы – помощь в подключении установок, а также в поиске неисправности в цепи.

Электрические схемы создаются для электриков всех специальностей. Но каждая отдельная схема имеет свои особенности оформления. Чаще всего электрические схемы делят на принципиальные и монтажные.

Оба типа этих схем очень взаимосвязаны. Они дополняют информацию друг у друга, выполняются по единым стандартам, понятным всем пользователям, но имеют отличия в своём назначении.

Итак, принципиальная электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи, на котором все её элементы изображают в виде условных знаков.

На экране вы видите таблицу с условными обозначениями элементов электрической цепи.

Принципиальные электрические схемы создают в первую очередь для того, чтобы показать принцип работы и взаимодействие составляющих элементов в порядке очерёдности их срабатывания.

На экране вы видите простейшую принципиальную электрическую схему цепи.

Обратите внимание, она состоит из источника электрической энергии в виде батареи гальванических элементов, нагрузки в виде лампы накаливания и выключателя.

Что касается монтажных электрических схем, то они представляют собой чертежи или эскизы частей электрооборудования, по которым выполняется сборка, монтаж электроустановки. В монтажных схемах учитываются расположение, компоновка составных частей и отображаются все электрические связи между ними.

На экране вы видите пример монтажной электрической схемы.

По этой схеме электромонтёр увидит, что все элементы электрической цепи крепятся на монтажной плате. Источником электроэнергии служит батарея от карманного фонарика. Монтажные провода, которые идут к батарее, припаиваются непосредственно к её электродам. А малогабаритная лампочка вворачивается в ламповый патрон, который закреплён на плате. В свою очередь монтажные провода крепятся к клеммам лампового патрона с помощью пайки, как и провода к выключателю. А контакты выключателя также закреплены на монтажной плате.

По указанным примерам схем можно сделать вывод, что основным отличием принципиальной и монтажной электрических схем является то, что принципиальная схема показывает соединение только основных элементов цепи, без комплектующей арматуры (например, электророзеток, вилок, ламповых патронов), а вот монтажная электрическая схема показывает точное (реальное) расположение элементов относительно друг друга, комплектующую арматуру и места подключения проводов.

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

Для того чтобы правильно вычертить электрическую схему нужно обязательно соблюдать размеры и пропорции условных графических обозначений.

Линии связей между элементами схемы обязательно нужно проводить параллельно или взаимно перпендикулярно, соблюдая условие замкнутости цепи, наклонные линии не применять.

Итоги урока

На этом уроке мы говорили об электрических схемах. Узнали, что электросхема – это чертёж или графическое изображение электрооборудования и цепей связи. Основное назначение электрической схемы – помощь в подключении установок, а также в поиске неисправности в цепи. Электрические схемы чаще всего делят на принципиальные и монтажные. Принципиальные электрические схемы создают для того, чтобы показать принцип работы и взаимодействие составляющих элементов в порядке очерёдности их срабатывания. В монтажных схемах учитываются расположение, компоновка составных частей и отображаются все электрические связи между ними.

Монтажная схема: назначение, порядок разработки, примеры

В конструкторской документации к любому электротехническому оборудованию в обязательном порядке включается монтажная схема. Давайте рассмотрим, насколько важен этот чертеж, что он позволяет понять персоналу, обслуживающему или эксплуатирующему оборудование, то есть его прямое назначение. Ознакомимся с примерами и принципом построения.

Назначение

Начнем с базисной основы. Для обслуживания, ремонта, монтажа или наладки оборудования необходимо понимать как алгоритм его работы, так и принцип действия. С этой целью в сопроводительную документацию изделий включаются схемы, представляющие собой чертежи, на которых отображаются условные обозначения компонентов и составных узлов устройства, а также существующие между ними связи.

Построение схем выполняется по нормам ЕСКД, которые регулирует соответствующий ГОСТ. Данные чертежи востребованы на этапе проектирования, производства, а также в процессе эксплуатации оборудования. В зависимости от назначения электрические схемы принято классифицировать по типам. Они бывают:

1. Структурными. Используются для определения основных функциональных узлов устройства, отображения существующих взаимосвязей между ними и общего назначения.
2. Функциональными. Содержат описание протекающих в участках цепи процессов. На этапе разработки позволяют составить аналитическую модель устройства, дающую представление о его функциональном назначении того или иного узла. В процессе эксплуатации на основании такой схемы обосновывается поведение оборудования, что существенно облегчает диагностику, отладку и ремонт. Пример функциональной схемы управления скоростью вращения двигателя асинхронного типа
3. Принципиальными. Отображают элементную базу и связь всех компонентов между собой. Именно принципиальные схемы являются базисной основой для процесса разработки электрооборудования. Пример такой схемы показан ниже. Схема управления реверсом двигателя асинхронного типа
4. Монтажными. Указывают геометрическое положение всех компонентов узла, а также отображают соединения между ними, выполненные связующими элементами. На основе схем данного типа производится сборка электрооборудования или его составных узлов. Рисунок ниже демонстрирует пример монтажной схемы запуска двигателя под управлением реверсивного магнитного пускателя, позволяющей наглядно представить подключение кнопочного поста. Управление реверсом (красным выделен кнопочный пост и магнитные пускатели)
5. Схемами подключений, отображающих подключение внешних устройств.
6. Схемами расположений, в отличие от монтажных показывают только положение элементов узла без отображения связей.
7. Общими, этот тип схем позволяет получить наглядное представление об узлах и связях между всеми элементами, что облегчает понимание устройства сложного объекта.

Подведем итог, без перечисленных выше схем, не только невозможно создать качественное и надежное оборудование, но и затруднительно организовать его квалифицированное обслуживание.

Порядок разработки монтажной электрической схемы

Практикуется несколько способов разработки схем данного типа, выбор того или иного из них зависит как от типа монтажа элементов, так и функционального назначения оборудования. Например, для описания коммутации вторичной цепи используется адресная маркировка. Поскольку данный способ наиболее распространен, распишем порядок его разработки.

В первую очередь на чертеж наносится контур устройства, в который вписаны используемые в оборудовании элементы, например, клемники или рейки с зажимами. Масштаб при этом можно не соблюдать. Сверху чертежа (над контуром) указывается вид, в приведенном ниже примере это надпись «Задняя стенка ящика».

Каждый задействованный в схеме элемент получает уникальный адрес. Для его отображения чертят окружность (диаметр которой от 10 до 12мм.), разделенную горизонтально напополам. В верхнюю часть разделенной окружности заносится номер компонента, а в нижнюю условное обозначение, в соответствии с элементной схемой. Например, для клеммной колодки, состоящей из 10 зажимов, в монтажной схеме каждому из них допускается присвоить уникальный адрес.

Заметим, что элементам, коммутирующим силовые цепи, присваивается только условное обозначение, то есть без номера компонента.

Разработка схемы начинается с составления заготовки, согласно описанным выше правилам. Когда она готова, приступают к обозначению соединений, при этом используются адреса, а не линии. Такой принцип маркировки позволяет легко определять направления проводов, что существенно упрощает процесс монтажа.

Монтажно-коммуникационная схема ящика управления

Для более детального объяснения принципа построения монтажных схем рассмотрим несколько примеров.

Пример: монтажная схема электропроводки 1 комнатной квартиры.

На рисунке ниже приведена типовая схема электрической проводки. Глядя на графическое изображение, становится понятно, что она включает в себя две ветви. Первая обеспечивает поступление электричества в зал и прихожую, вторая предназначена для санузла, кухни и ванной комнаты. При этом обе линии одновременно запитывают как освещение, так и розетки для подключения электроприборов.

Пример монтажной схемы проводки

Безусловно, такой принцип подключения иррационален, поскольку в случае КЗ обесточится полностью помещение. Помимо этого, если планируется установка таких мощных потребителей электроэнергии, как кондиционер, бойлер или электропечь, для каждого из них желательно проводить отдельную линию питания.

Данная схема приведена в качестве примера, чтобы наглядно показать, как имея перед собой графическое изображение проекта, определить его слабые стороны.

Пример монтажной схемы теплого водяного пола в квартире.

Схема соединений может применяться не только для электрооборудования, как видно из рисунка ниже, она отлично отображает структуру теплого пола, подключенного к контуру центральной отопительной системы.

Монтажно-технологическая схема теплого пола

Условные обозначения:

• 1 – вентиль шарового типа, установленный на подающую линию;
• 2 – вентиль шарового типа, на выходе;
• 3 — очищающий фильтр;
• 4 – клапан на обратную линию;
• 5 – трехходовая смесительная запорная арматура;
• 6 – клапан для перезапуска;
• 7 – насос, обеспечивающий циркуляцию рабочей жидкости;
• 8 – кран, перекрывающий обратный коллектор;
• 9 – запорная арматура, перекрывающая вход в подающий коллектор;
• 10 – корпус обратного коллектора;
• 11 – подающий коллектор;
• 12 – запорная арматура шарового типа, перекрывающая обратку;
• 13 – вентили для перекрытия подачи;
• 14 – кран для стравливания воздуха;
• 15 – дренажная запорная арматура;
• 16 – батарея центрального отопления.

Данная схема приведена в качестве примера, не следует воспринимать такую организацию как эталонную. Если вы хотите сделать водяной теплый пол по такому принципу, то в первую очередь необходимо согласовать свой проект с компанией, предоставляющей услуги центрального отопления.

И в завершении приведем пример грамотно составленной монтажной схемы системы отопления на базе конвектора с термостатом.

Схема соединений отопительной системы с использованием конвекторов

Как правильно читать монтажные схемы.

Для понимания схем необходимо знать условные графические изображения компонентов, их буквенно-цифровые обозначения. Понимание принципа действия и алгоритма работы элементов будет существенно способствовать процессу сборки и отладке. В качестве обоснования таких требований приведем для примера монтажную схему базовой платы коротковолнового трансивера.

Монтажная схема КВ трансивера «Дружба М»

Как видно из рисунка, к схеме прилагается пояснение, в котором содержится необходимая для монтажа информация. Но ее будет явно недостаточно при отсутствии базовых знаний, в результате можно ошибиться с полярностью электролитических конденсаторов или диодов, и собранное устройство не будет функционировать.

Ради справедливости необходимо заметить, что подобную оплошность может допустить и специалист, именно поэтому на монтажных платах, изготовленных промышленным способом, принято наносить расположения элементов и указывать их полярность (см. рис. 9). Это существенно снижает вероятность ошибок при сборке.

Фотография фрагмента монтажной платы, на которою нанесены места «посадки» элементов

описание+принципиальной+(электрической)+схемы — со всех языков на русский

 

устройство зарядное (в электротехнике)
Устройство для зарядки электрических аккумуляторов и батарей конденсаторов.
[РД 01.120.00-КТН-228-06]

Зарядные устройства аккумуляторов

Емкость и время работы аккумуляторных батарей очень сильно зависят от типа и качества зарядных устройств, применяемых для их заряда, которые обеспечивают определенный метод заряда и выбор режима разряда. Выбор хорошего зарядного устройства для пользователя аккумуляторов часто является вопросом второстепенной важности, особенно при использовании аккумуляторов в бытовой электронной технике. Однако это очень существенный вопрос, и решать его нужно сразу, чтобы впоследствии не удивляться, почему так быстро приходится менять аккумуляторы или почему они не держат заряд. В большинстве случаев деньги, вложенные в покупку хорошего зарядного устройства, оправдывают себя в результате эффективной работы и длительного срока службы аккумуляторов.

Построение схемы простейшего зарядного устройства зависит от принципов заряда, которых, в общем, два: ограничение тока заряда и ограничение напряжения заряда. Принцип заряда с ограничением тока заряда используется при заряде никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, а принцип с ограничением напряжения заряда — при заряде свинцово-кислотных, литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов.

Весьма быстрое развитие электроники, совершенствование её элементной базы привели к созданию специализированных микросхем зарядных устройств, способные автоматически обеспечить заряд аккумулятора по заданному алгоритму и предназначенные для заряда аккумуляторов любого типа. Кроме того, отдельные типы микросхем помимо заряда обеспечивают измерение емкости аккумулятора или аккумуляторной батареи и степени разряда.

Современные микросхемы зарядных устройств способны очень четкое прекращать процесса заряда практически по всем возможным характеристикам заряда: по скорости повышения температуры ΔТ/Δt, по пиковому напряжению на аккумуляторной батарее, по кратковременному понижению напряжения ΔU/Δt, по максимальной температуре, по сигналу таймера. Отдельные микросхемы обеспечивают контроль температуры окружающей среды и в зависимости от этого корректируют режим заряда и разряда. Например, такая коррекция происходит пошагово при изменении температуры на каждые 10 °С в пределах от -35 до +85 °С. На практике любая из этих схем, взятая за основу, обрастает дополнительными элементами, добавляющими зарядному устройству новые возможности, улучшая его характеристики.

Зарядные устройства аккумуляторов, обеспечивающие постоянный ток ( гальваностатический режим заряда)
Большая часть зарядных устройств обеспечивает заряд только постоянным током и потому пригодны лишь для заряда щелочных герметичных аккумуляторов (никель-металлгидридных и никель-кадмиевых). Простейшие бытовые зарядные устройства, осуществляющие заряд постоянным током, применяются для заряда от 1 до 4 аккумуляторов. Они различаются в основном конструкцией, а не принципиальной электрической схемой. Чаще всего такие зарядные устройства питаются через трансформатор от сети 220В и обеспечивают выпрямленный ток с невысоким уровнем его стабилизации. Ток практически всегда не регулируется, а время заряда определяется самим пользователем.

Универсальность бытовых зарядных устройств, как правило, означает возможность установки в них аккумуляторов разных габаритов и обеспечение постоянного тока порядка 0,1С, по отношению к емкости, которую производитель зарядного устройства считает типичной для аккумуляторов такого типоразмера. Поэтому следует быть внимательным при установке в них аккумуляторов и правильно определять время заряда. За последние 5-7 лет быстрый прогресс промышленности привел к выпуску щелочных аккумуляторов одинаковых габаритов, но отличающихся по емкости в 3 раза. Стремление использовать простые универсальные зарядные устройства для заряда аккумуляторов все большей емкости может привести к очень продолжительному и, главное, малоэффективному заряду токами существенно меньше стандартного значения. Главным достоинством таких зарядных устройств является их низкая цена.

Более дорогие зарядные устройства обеспечивают несколько режимов: доразряд (если он необходим), заряд и режим подзаряда. Доразряд щелочных аккумуляторов (до 1 В/ак) производится с целью снятия остаточной емкости. Однако следует учитывать, что в таких зарядных устройствах аккумуляторы, устанавливаемые в пружинные контакты, могут быть соединены последовательно, а контроль разряда выполняется по предельному разрядному напряжению U=(n х 1,0)В, где n — количество аккумуляторов в цепочке. Но после длительной эксплуатации аккумуляторы могут очень сильно различаться по емкости, и контроль по среднему напряжению для всей цепочки может привести к переразряду или переполюсованию наиболее слабых и их порче.

Прекращение заряда или переключение в режим подзаряда (малым током для компенсации саморазряда) производится в таких зарядных устройствах автоматически в соответствии с некоторыми из тех параметров контроля, которые описаны в другой статье. При использовании таких зарядных устройств следует помнить, что не рекомендуется часто и надолго оставлять аккумуляторы в режиме компенсационного подзаряда, так как это укорачивает срок их службы.

Некоторые зарядные устройства конструктивно оформлены так, что обеспечивают заряд как 1-4 отдельных аккумуляторов, так и 9 В батареи типоразмера 6E22 (E-BLOCK). Некоторые зарядные устройства имеют индивидуальный контроль процесса заряда (детекция -ΔU) в каждом канале, что дает возможность заряжать одновременно аккумуляторы разных типоразмеров.

Следует заметить, что в том случае, когда пользователь может позволить себе длительный заряд никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов стандартным током 0,1 С в течение 16 ч, можно использовать простейшие зарядные устройства с контролем процесса по времени. При этом, если нет уверенности в полном исчерпании емкости, следует очередной заряд сократить по времени: лучше некоторый недозаряд аккумуляторов, чем значительный перезаряд, который может привести к их деградации и преждевременном выходе из строя. Но вообще большая часть современных цилиндрических аккумуляторов может перенести случайный довольно значительный перезаряд без повреждения и последствий, хотя емкость их при последующем разряде и не повысится.

Если же нужно максимально сократить время переподготовки аккумуляторов после исчерпания емкости, следует использовать зарядные устройства для быстрого заряда, но с высоким уровнем контроля процесса. При выборе зарядного устройства с разными параметрами контроля процесса следует учитывать, что контроль его по абсолютной величине конечного напряжения ненадежен, а из двух наиболее часто рекомендуемых производителями аккумуляторов параметров (-ΔU и ΔT/Δt) первый реализован уже во многих современных зарядных устройствах, второй — для обычных зарядных устройств редок, прежде всего из-за того, что требует наличия термодатчика, а его устанавливают только в батареях, но возможна установка термодатчика в место контакта аккумулятора с зарядным устройством. Не следует увлекаться и чересчур быстрым зарядом аккумуляторов (некоторые компании предлагают заряд за 15-30 мин). При плохом аппаратурном обеспечении даже надежного способа контроля заряда, столь быстрый заряд значительно сократит срок службы аккумулятора.

Зарядные устройства аккумуляторов, обеспечивающие режим постоянного напряжения ( потенциостатический режим заряда) и комбинированный заряд
Зарядные устройства для свинцово-кислотных, литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батарей должны осуществлять стабилизацию тока на первой стадии заряда и стабилизацию напряжения питания на второй. Кроме того, должен быть обеспечен контроль конца заряда, который в общем случае может выполняться либо по времени, либо по снижению тока до заданной минимальной величины.

Зарядных устройств с такой стратегией заряда на рынке много меньше, чем зарядных устройств, реализующих режим постоянного тока (имеются ввиду зарядные устройства для непосредственного заряда аккумуляторов и батарей, а не блоки питания для сотовых телефонов, ноутбуков и т.п.).

О зарядных устройствах никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторах
Для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторных батарей существует три типа зарядных устройств. К ним относятся:

1. Зарядные устройства нормального (медленного) заряда
2. Зарядные устройства быстрого заряда
3. Зарядные устройства скоростного заряда

1. Зарядные устройства нормального (медленного) заряда.
Зарядные устройства этого типа, иногда называют ночными. Ток нормального заряда составляет 0,1С. Время заряда — 14…16 ч. При таком малом токе заряда трудно определить время окончания заряда. Поэтому обычно индикатор готовности батареи в зарядных устройствах для нормального заряда отсутствует. Они самые дешевые и предназначены только для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов. Для зарядки как никель-кадмиевых так и никель-металлгидридных аккумуляторов используются другие, более совершенные зарядные устройства. Если зарядный ток установлен правильно, полностью заряженная батарея становится чуть теплой на ощупь. В таком случае нет надобности немедленно отключать ее от зарядного устройства. В нем она может оставаться более чем на один день. Но все же ее отсоединение сразу после окончания заряда — лучший вариант. При применении таких зарядных устройствах проблемы возникают, если они используются для зарядки батарей малой емкости, в то время как рассчитаны для работы с более мощными батареями. В таком случае аккумуляторная батарея станет нагреваться уже по достижении 70% своей емкости. Поскольку возможность понизить ток заряда или прекратить его процесс вообще отсутствует, то во второй половине цикла заряда начнется процесс теплового разрушения аккумуляторов. Единственно возможный способ сохранить аккумуляторы, это отключить их, как только они станут горячими. В случае, если для зарядки мощной аккумуляторной батареи используется недостаточно мощное зарядное устройство, батарея в процессе заряда будет оставаться холодной и никогда не будет заряжена до конца. Тогда она потеряет часть своей емкости.

2. Зарядные устройства быстрого заряда.
Они позиционируются как зарядные устройства среднего класса как по скорости заряда, так и по цене. Заряд аккумуляторов в них происходит в течение 3…6 часов током около 0,ЗС. В качестве необходимого элемента эти зарядные устройства имеют схему контроля достижения аккумуляторами определенного напряжения в конце заряда и их отключения в этот момент. Такие зарядные устройства обеспечивают лучшее по сравнению с устройствами медленного заряда обслуживание аккумуляторов. В настоящее время они уступили свое место зарядным устройствам скоростного заряда.

3. Зарядные устройства скоростного заряда.
Такие зарядные устройства имеют несколько преимуществ перед зарядными устройствами других типов. Главное из них — меньшее время заряда. Хотя из-за большей мощности источника напряжения и необходимости использования специальных узлов контроля и управления такие зарядные устройства имеют наиболее высокие цены. Время заряда в зарядных устройствах такого типа зависит от тока заряда, степени разряда аккумуляторов, их емкости и типа. При токе заряда 1С разряженная никель-кадмиевая батарея заряжается в среднем менее чем за один час. Если же аккумуляторная батарея полностью заряжена, некоторые зарядные устройства переходят в режим подзарядки пониженным током заряда и с отключением по сигналу таймера.

Современные устройства скоростного заряда обычно используются для зарядки как никель-кадмиевых, так и никель-металлгидридных аккумуляторных батарей. Поскольку этот процесс происходит при повышенном токе заряда и за ним необходим контроль, крайне важно, чтобы в конкретном зарядном устройстве заряжались только те аккумуляторы, которые рекомендованы для скоростного заряда производителем. Некоторые батареи маркируют электрически на заводах-изготовителях с той целью, чтобы зарядное устройство могло распознать их тип и основные электрические характеристики. После этого зарядное устройство автоматически установит величину тока и задаст алгоритм процесса заряда, соответствующие установленным в него аккумуляторам.

Еще раз подчеркнем, что свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторные батареи имеют алгоритмы заряда, не совместимые с алгоритмом заряда никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов.

[ http://www.powerinfo.ru/charge.php]

Тематики

EN