Схема электрическая – Схемы электрические. Типы схем / Habr

Схемы электрические. Типы схем / Habr

Привет Хабр!
Чаще в статьях приводят вместо электрических схем красочные картинки, из-за этого возникают споры в комментариях.
В связи с этим, решил написать небольшую статью-ликбез по типам электрических схем, классифицируемых в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

На протяжении всей статьи буду опираться на ЕСКД.
Рассмотрим ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
Данный ГОСТ вводит понятия:

  • вид схемы — классификационная группировка схем, выделяемая по признакам принципа действия, состава изделия и связей между его составными частями;
  • тип схемы — классификационная группировка, выделяемая по признаку их основного назначения.

Сразу договоримся, что вид схем у нас будет единственный — схема электрическая (Э).
Разберемся какие типы схем описаны в данном ГОСТе.

Далее рассмотрим каждый тип схем более подробно применительно для электрических схем.
Основной документ: ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем.
Так, что же такое и с чем «едят» эти схемы электрические?
Нам даст ответ ГОСТ 2.702-2011: Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.

Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:


Схема электрическая структурная (Э1)

На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними. Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
Пример схемы электрической структурной:

Схема электрическая функциональная (Э2)

На функциональной схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы), участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой.
Пример схемы электрической функциональной:

Схема электрическая принципиальная (полная) (Э3)

На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии установленных электрических процессов, все электрические взаимосвязи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На схеме допускается изображать соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.
Пример схемы электрической принципиальной:

Схема электрическая соединений (монтажная) (Э4)

На схеме соединений следует изображать все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.д.), а также соединения между этими устройствами и элементами. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе.
Пример схемы электрической соединений:


Схема электрическая подключения (Э5)

На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т.д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей и (или) адреса). Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.
Пример схемы электрической подключений:

Схема электрическая общая (Э6)

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.
Пример схемы электрической общей:

Схема электрическая расположения (Э7)

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены.
Пример схемы электрической расположения:

Схема электрическая объединенная (Э0)

На данном виде схем изображают различные типы, которые объединяются между собой на одном чертеже.
Пример схемы электрической объединенной:
PS

Это моя первая статья на Хабре не судите строго.

habr.com

Электрическая схема — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электри́ческая схе́ма — это документ, составленный в виде условных изображений или обозначений составных частей изделия, действующих при помощи электрической энергии, и их взаимосвязей. Электрические схемы являются разновидностью схем изделия и обозначаются в шифре основной надписи буквой

Э.

Правила выполнения всех типов электрических схем установлены ГОСТ 2.702-75 (не действителен, заменён на 2.702-2011), при выполнении схем цифровой вычислительной техники руководствуются ГОСТ 2.708-81.

Разрабатываются на первом этапе проектирования. На структурных схемах отображаются основные элементы (трансформаторы, линии электропередачи, распределительные устройства — в виде прямоугольников). Этот вид схем дает общее представление о работе электроустановки.

Функциональные электрические схемы — Это наиболее общие схемы в отношении уровня абстракции и обычно показывают лишь функциональные связи между составляющими данного объекта и раскрывающими его сущность и дающие представление о функциях объекта, изображённого на данном чертеже. Каких-либо стандартов в изображении условных графических обозначениях этих схем нет. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации или технологической.

Принципиальные электрические схемы — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные, и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Здесь существуют много стандартов как на оформление чертежей, так и на условные графические изображения компонентов. На территории бывшего СССР действует государственный стандарт, однако с появлением принципиально новых компонентов пришлось отступать от стандартов, так как условных изображений просто не существует, поэтому реально наиболее общего стандарта на УГО фактически нет. В зарубежных странах приняты стандарты IEC, DIN и ANSI и другие национальные стандарты, но на практике у производителей очень часто используется корпоративные стандарты, однако этот чертёж не учитывает габаритных размеров и расположения деталей объекта. В энергетике используются как однолинейные, так и полные схемы.

Эта разновидность схем предназначена в основном для наиболее полного понимания всех процессов, происходящих в цепи или на участке цепи, а также для расчёта параметров компонентов.

По уровню абстракции занимают среднее положение между функциональными и монтажными.

Монтажные схемы — это чертежи, показывающие реальное расположение компонентов как внутри, так и снаружи объекта, изображённого на схеме. Предназначены, в основном, для того, чтобы можно было изготовить объект. Учитывает расположение компонентов схемы и электрических связей (электрических проводов и кабелей). Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.

Кабельные планы — это чертежи, показывающие расположение и марки электрических проводов и кабелей. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.

Топологические электрические схемы — это чертежи, показывающие расположение компонентов изображённого объекта. В микроэлектронике это обычно изображение чертежа микрокристалла интегральных микросхем.

Мнемонические схемы — это обычно плакаты с указанием реального состояния действующего положения коммутационной аппаратуры на объекте, над которым совершается управление его режимами. В основном используются в диспетчерских пунктах на энергетических объектах.

В настоящее время активно вытесняется системами компьютерной и компьютеризированными системами управления контроля и сигнализации (SCADA) с функциями ручного управления и принятия решений оператором.

ru.wikipedia.org

назначение и устройство, виды, пример описания

Важнейшим документом, описывающим работу того или иного оборудования, является принципиальная электрическая схема. Составляется она ещё на стадии проектирования, а уже позже на её базе собирается устройство или система. Выполняется эта схема согласно установленным стандартам в виде чертежа. Понимая, что и как изображено на ней, несложно разобраться в принципе работы конструкции и провести в случае необходимости ремонт или модернизацию.

Понятие и назначение

Для стандартизации и универсальности обозначений, различных радиоэлементов и электрических приборов был введён стандарт их изображения на схемах, что позволило довольно чётко различать узлы. Благодаря этому стало возможным не только подписывать их буквенно, но и графически.

В стандартизованных правилах указывается, что схема — это графически выполненный документ, на котором с помощью условных обозначений и графических изображений представляются части изделия и связи между ними. В зависимости от вида элементов, входящих в состав изображаемого изделия, схемы разделяются на следующие виды: электрические, гидравлические, кинематические и пневматические.

В свою очередь, их также принято разделять по назначению. Они могут быть:

  1. Структурными — изображаются в виде блок-схемы с указанием ключевых узлов с условно выполненными соединениями.
  2. Монтажными (печатны) — на них указывается точное место расположения деталей с разводкой их правильного соединения. Применительно к электросетям, например, проводка в доме, изображаются все комнаты, в которых показываются электрические точки, как к ним подводится электрокабель.
  3. Принципиальные — на них условно указываются все детали, контакты и электрические связи.
  4. Объединённые — содержат на одном листе, как правило, принципиальную и монтажную электрические схемы.

Следует отметить, что при проектировании изделия или электрической системы вначале создаётся блок-схема, затем принципиальная, а уже на основании её и монтажная. Но в радиолюбительстве для понимания работы устройства часто всё происходит наоборот.

Таким образом, совокупность изображений электрических деталей и приборов на одном документе с указанием их расположения относительно друг друга называют электрической схемой. Принципиальная же схема определяет полный состав электрических элементов и соединений, входящих в конструкцию какого-либо изделия.

Разработанные чертежи со схемой предназначены для изучения принципа работы устройства или электрической системы. Они часто используются при проведении профилактических и ремонтных работ. Умение читать и составлять план значительно упрощает объяснение и назначение используемого элемента в работе какого-либо прибора.

Стандарт обозначений

Для упорядоченности обозначений был введён ряд межгосударственных отраслевых стандартов (ГОСТ). Ранее на территории бывшего СССР они носили название государственных. Но после распада и образования Содружества независимых государств были переименованы с сохранением аббревиатуры. Так, основополагающим стандартом считается ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем». Распространяется он на все электрические схемы существующих и разрабатываемых изделий, а также различных энергетических конструкций. Базируется на следующих ГОСТ:

В этой документации исчерпывающе указываются виды изделий и стадии разработки. Отдельно рассмотрены основные положения при выполнении электрических схем (ГОСТ 2.702-75 ЕСКД) и условно графические, а также буквенные обозначения на них (ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.709-89, ГОСТ 2.721-74).

Так, в ГОСТ 2.701-2008 даны определения часто используемым терминам:

  • линия связи – отрезок, соединяющий части цепи или условно изображённую с ней деталь и обозначающий электрическую связь;
  • позиционное обозначение – обязательное присвоение каждой детали или узлу информации, содержащей порядковый номер, наименование и параметр его характеризующий;
  • установка – условное название объекта в энергетических конструкциях;
  • устройство – соединение деталей и связей, образующих конструкцию;
  • функциональная группа – объединение деталей определённого назначения;
  • функциональная цепь – совокупность элементов или функциональных групп, объединённых линиями связей и образующих канал или тракт для реализации определённой цели;
  • элемент – неотъемлемая часть схемы, выполняющая определённую функцию в конструкции, которая не может быть разделена на части, характеризующаяся собственным назначением и уникальным обозначением.

При этом указано, что схема электрическая – это документ, в котором содержатся условные изображения и обозначения составных частей изделия, работающих при помощи электрической энергии и обоюдной взаимосвязи. Причём эти планы могут выполняться как в бумажном виде, так и электронном.

Требования к составлению схем

Суть построения принципиального плана заключается в наглядности понятия процессов, происходящих в изделии. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является максимально удобное чтение изображения. Достигается это соблюдением следующих рекомендаций:

  1. Весь план разбивается на определённые функциональные группы, состав которых определяется совокупностью элементов, формирующих тот или иной промежуточный или оконечный сигнал. Иными словами, на выходе этой группы должна образовываться контрольная величина, например, уровень напряжения, переходной процесс, при этом детали, участвующие в его получении, группируются вблизи друг от друга.
  2. Элементы располагаются таким образом, чтобы их связывающие цепи не загромождали план. Соединительные линии должны быть без резких изломов и с наименьшим количеством пересечений. При этом следует чертить элементы в соответствии с их типовыми положениями.
  3. Группы, связанные между собой, располагаются последовательно слева направо или сверху вниз. Кроме этого, они должны соответствовать структурному изображению.
  4. Менее важные узлы, без которых возможна нормальная работа изделия, например, световая индикации, резервный блок, а также связи между ними вычерчиваются вокруг основной схемы.
  5. Состояния рисуемых элементов соответствуют положению, в котором они находятся при отключённом питании.
  6. Размеры вычерчиваемых элементов должны соответствовать пропорциям, установленным в документах стандартизации. Соединительные линии носят условный характер и не обязаны соответствовать реальным расположениям проводников.

Такой подход при начертании электротехнических принципиальных планов позволяет располагать графические элементы удобным способом, ведущим к лучшему комплексному восприятию.

Для того чтобы схема получалась компактной, были введены нормы, помогающие оптимизировать чертёж. Так, расстояние от точки соединения или пересечения до рисунка элемента принимается равным 5 мм, промежуток между контурами деталей делается 8−10 мм для горизонтального исполнения и 12−15 мм для вертикального. Блоки же располагаются на расстоянии друг от друга порядка 20−40 мм. Но следует понимать, что эти положения носят рекомендательный характер, и если из-за специфики устройства расстояния получаются другими, то уменьшать их и водить изломы считается нецелесообразно.

Элементы цепи

Любая электрическая схема состоит из совокупности соединений и деталей. Условно она часто разделяется на первичную часть и вторичную. В радиоэлектронике к первичной цепи относится силовая часть, а к вторичной – исполнительная. В электротехнике это разделение происходит по величине напряжения.

Так, к цепям главной схемы относят элементы, участвующие в выработке и преобразовании основного потока электроэнергии. Через них сигнал попадает на электрооборудование системы конечного энергоснабжения. К вторичным же электротехническим цепям относят участки, на которых мощность обычно не превышает одного киловатта. Они предназначены для осуществления контроля, измерения или учёта расхода энергии, управления работы приборов.

Все элементы, из которых состоит чертёж, принято разделять на три группы:

  • блоки питания и генераторы сигналов;
  • преобразователи энергии, чаще всего являющиеся приёмниками;
  • элементы, обеспечивающие передачу электричества между частями цепи, то есть от источника энергии к конечному потребителю.

Участки, через которые проходят одинаковые токи, называются ветвями, а место соединения двух и более ветвей – узлом. В зависимости от количества замкнутых цепей в схеме, планы называются одно- и многоконтурными. Все детали, из которых состоит схема, обозначаются знаками. Их условно разделяют на электротехнические и электронные.

Принципы изображения

Система обозначения выполняется в соответствии с принятыми рекомендациями ГОСТ. Концевые выводы одиночно стоящего элемента подписываются цифрами или указанием его выводов буквенными обозначениями. Нумерация начинается от точки, подписанной меньшей цифрой.

Если на принципиальной электросхеме вычерчивается группа из одинаковых элементов, то их выводы на ней указываются следующим образом:

  • перед цифрой рисуется буква, обозначающая признак элемента или фазу, например, С – конденсатор, T – транзистор, U, V, W – фазы в трёхфазной цепи;
  • для одинаковых деталей или различных выходов одного элемента, например, микросхема или магазин сопротивлений, их выводы указываются двумя цифрами через точку;
  • вся группа обводится пунктирной линией, обозначающей узел.

Схемы можно выполнять как в многолинейном, так и однолинейном изображении. Выводы частей или деталей, которые не задействованы в протекании тока, обозначаются короче, чем контакты используемых элементов. Различные цепи по функциональности отделяются толщиной линий. Но на плане не рекомендуется использовать более трёх толщин.

Для упрощения схемы разрешается объединение электрически не связанных цепей в линию групповой связи, но при переходе к деталям каждую линию выделяют отдельно. В случае разветвления соединителя на нём обозначается номер, но не менее двух раз.

На схеме также указывается:

  • обозначение функциональной группы;
  • упрощённое изображение электронного или электротехнического прибора в виде прямоугольника, в середине которого ставится его обозначение, номер на принципиальной схеме, название, класс.

Обозначения указываются сверху расположения элементов или с их небольшим смещением в правую часть, на свободных участках и без пересечения с другими условными обозначениями. При этом на чертеже могут указываться названия присоединения конца участка или начала.

Распространённые знаки

Открыв ГОСТ или справочник радиолюбителя, можно обнаружить, что условно-графических обозначений существует более нескольких сотен. И это неудивительно, так как, кроме множества радиодеталей и их подвидов, существуют изображения коммутационных устройств, разных типов проводов и кабелей, видов сигналов.

Поэтому их подробное указание займёт несколько листов, но для примера и понятия подхода выполнения изображений следует указать наиболее распространённые условные знаки, которые можно найти практически в любом описании электрической схемы.

Так, ключевые радиоэлементы обозначаются следующим образом:

Графическое обозначение в какой-то мере подчёркивает функциональное назначение того или иного электронного прибора. Индуктивность выполняется в виде витков катушки, конденсатор – параллельных линий, подчёркивающих использование обкладок и диэлектрического слоя. Стрелки, используемые на чертежах, обозначают направление протекания тока или преобразованной энергии.

Не исключением являются обозначения, используемые для указания элементов электропроводки. Они также стандартизированы. Разбирающемуся человеку несложно понять, каким образом устроена принципиальная схема и из каких частей она состоит. При этом содержание щитков также имеет своё обозначение. Так, автоматические выключатели, устройства защитного отключения изображаются в виде группы переключающихся контактов с указанием буквенного кода.

Для обозначений различных форм и полярности электрических сигналов используются простые линии, изображающие их вид. Например, постоянный сигнал чертится прямой линией, а переменной частоты — волнистой. Высокочастотный — тремя волнистыми полосками, располагающимися друг под другом. Прямоугольный импульс или остроугольный соответственно прямоугольником (буква П) или треугольником без основания.

Немалое значение в обозначениях отведено проводам, кабелям и экранам. В частности, на рисунке указывается полная или частичная экранированность провода, его соединение с землёй, ответвление и соединение. При этом сами значки могут выполняться разным цветом, чтобы визуально легче было воспринимать, к какой группе относятся соединители.

Чтение документа

Зная, какие бывают значки, и разбираясь, что они обозначают, несложно будет прочитать и понять любую принципиальную схему. Так как принципиальная схема не что иное, как графическое отображение входящих в устройство всех его элементов со связывающими проводниками. Она является основным документом при разработке любой системы электрических цепей или электронного устройства. Поэтому любой даже начинающий электрик или радиолюбитель должен уметь её читать. Именно правильное понимание чертежа помогает осваивать азы конструирования, а мастерам быстро и эффективно восстанавливать поломки.

В первую очередь, изучаются элементы, входящие в состав изделия или системы. На схеме отмечаются основные узлы и их назначение. Отдельно изучается каждый узел. Если к схеме нет сопроводительных пояснений, описывающих её работу, на основании начерченных деталей разбирается самостоятельно её принцип действия. Для этого используются справочники или даташиты, выпускаемые производителями деталей. В них обычно подробно указывается, каким способом может использоваться их элемент в электрической цепи с видами его включения и параметрами.

Во вторую очередь, обращается внимание на уточняющую информацию, указанную возле каждого элемента и ключевых точек схемы. Благодаря ей несложно будет определить, какая деталь используется в этом месте или как изменяется сигнал после прохождения определённого узла.

Например, биполярный транзистор имеет как минимум три вывода. При этом для определения его подключения к электрическим связям используют буквенное обозначение базы элемента. Если вид детали непонятен, следует обратить внимание на его название и порядковый номер в схеме. Запомнив эти сведения, идентифицировать элемент, возможно, с помощью спецификации. Это отдельный документ или указываемая рядом возле схемы таблица, содержащая перечень всех компонентов, используемых для конструирования прибора или цепи.

Непосредственно чтение схемы происходит слева направо и начинается от места подачи входного сигнала на устройство. Далее, отслеживается путь его прохождения по электрическим связям, вплоть до выхода изделия или системы.

Пример с описанием

При небольшом опыте работы с электрическими цепями есть смысл начать изучение с простых схем. Их можно придумать самостоятельно, постепенно увеличивая функциональность. Например, классическая схема аналогового блока питания со стабилизируемым напряжением на выходе:

  1. ~ 220 В — напряжение, поступающее на схему в вольтах.
  2. 5…14 В — разность потенциалов которая может быть получена на выходе устройства.
  3. + — соответствует прямому направлению прохождения тока.
  4. — — обозначает путь обратного тока.
  5. T — трансформатор с заземлённой обмоткой.
  6. S1 — кнопка коммутирования 220 В.
  7. VDS1 — диодный мост.
  8. КР142ЕН5А — стабилизирующую микросхему.
  9. R2 — регулируемое сопротивление.
  10. VT3, VT4 — выходные транзисторы.

Все остальные элементы играют второстепенную роль, но при этом также важны для обеспечения стабильного сигнала на выходе. Как видно из схемы, напряжение питания из переменной сети 220 вольт через предохранитель 5 А и кнопку S1 поступает на трансформатор. С него сигнал идёт на диодный мост, собранный из четырёх выпрямителей. На его выходе образуется постоянное напряжение требуемого значения, при этом паразитная переменная составляющая убирается с помощью конденсаторов C1 и C2.

Стабилизатор VR1, согласно даташиту, выдаёт на выходе стабильную амплитуду напряжения равную пяти вольтам. Для того чтобы его можно было изменять, введена обратная электрическая связь. То есть его вывод под №8 подключён через управляемый резистор к минусу схемы (земле). Это позволяет с помощью изменения его сопротивления менять величину сигнала на выходе микросхемы. Транзисторы, подключённые к выходу своими базами, являются не чем иным, как эмиттерным повторителем, позволяющим увеличить мощность источника питания.

Важно для правильного восприятия схемы не только понимать символы, но и разбираться в назначении различных электронных и радиотехнических элементов. Тогда без особого труда можно будет определить вид и форму сигнала в любой точке принципиальной схемы, что поможет при ремонте или усовершенствовании электрического устройства или цепи.

rusenergetics.ru

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.

rusenergetics.ru

Как читать электрические схемы? Разбор простой схемы

Как читать схемы? В этой статье мы как будем разбирать простую схему и опишем досконально ее работу.

Разбираем принцип работы простой схемы

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

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

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

Ищем источники питания

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

Разбираемся с каждым радиоэлементом в схеме

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

Клеммник

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

Заземление на корпус.

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

Далее видим ключ S, который находится в  разомкнутом положении.

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

Диод.

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

Катушка электромагнитного реле.

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

Лампочка

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

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

Прогнозируем направление электрического тока

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

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

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

Итак, для чего нужен диод в этой схеме?

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

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

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

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

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

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

Вычисляем силу тока и мощность

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

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

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

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

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

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

Резюме

Схемы читаются слева-направо (бывают редкие исключения).

Определяем, где у схемы питание.

Вспоминаем значение каждого радиоэлемента.

Смотрим направление электрического тока в схеме.

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

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

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

<————Предыдущая статья

Продолжение——–>

www.ruselectronic.com

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:

electrosam.ru

Электрическая схема — это… Что такое Электрическая схема?

Электри́ческая схе́ма — это документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи. Электрические схемы являются разновидностью схем изделия и обозначаются в шифре основной надписи буквой Э.

Правила выполнения всех типов электрических схем установлены ГОСТ 2.702-75, при выполнении схем цифровой вычислительной техники руководствуются ГОСТ 2.708-81.

Структурные электрические схемы

Разрабатываются на первом этапе проектирования. На структурных схемах отображаются основные элементы (трансформаторы, линии электропередачи, распределительные устройства — в виде прямоугольников). Этот вид схем дает общее представление о работе электроустановки.

Функциональные электрические схемы

Функциональные электрические схемы — это наиболее общие схемы в отношении уровня абстракции и обычно показывают лишь функциональные связи между составляющими данного объекта и раскрывающими его сущность и дающие представление о функциях объекта, изображённого на данном чертеже. Каких-либо стандартов в изображении условных графических обозначениях этих схем нет. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации или технологической.

Принципиальные электрические схемы

Принципиальные электрические схемы — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Здесь существуют много стандартов как на оформление чертежей, так и на условные графические изображения компонентов. На территории бывшего СССР действует государственный стандарт, однако с появлением принципиально новых компонентов пришлось отступать от стандартов, так как условных изображений просто не существует, поэтому реально наиболее общего стандарта на УГО фактически нет. В зарубежных странах приняты стандарты IEC, DIN и ANSI и другие национальные стандарты, но на практике у производителей очень часто используется корпоративные стандарты, однако этот чертёж не учитывает габаритных размеров и расположения деталей объекта. В энергетике используются как однолинейные, так и полные схемы.

Эта разновидность схем предназначена в основном для наиболее полного понимания всех процессов, происходящих в цепи или на участке цепи, а также для расчёта параметров компонентов.

По уровню абстракции занимают среднее положение между функциональными и монтажными.

Монтажные схемы

Монтажные схемы — это чертежи, показывающие реальное расположение компонентов как внутри, так и снаружи объекта, изображённого на схеме. Предназначены, в основном, для того, чтобы можно было изготовить объект. Учитывает расположение компонентов схемы и электрических связей (электрических проводов и кабелей). Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.

Кабельные планы

Кабельные планы — это чертежи, показывающие расположение и марки электрических проводов и кабелей. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.

Топологические электрические схемы

Топологические электрические схемы — это чертежи, показывающие расположение компонентов изображённого объекта. В микроэлектронике это обычно изображение чертежа микрокристалла интегральных микросхем.

Мнемонические схемы

Мнемонические схемы — это обычно плакаты с указанием реального состояния действующего положения коммутационной аппаратуры на объекте, над которым совершается управление его режимами. В основном используются в диспетчерских пунктах на энергетических объектах.

В настоящее время активно вытесняется системами компьютерной и компьютеризированными системами управления контроля и сигнализации (SCADA) с функциями ручного управления и принятия решений оператором.

Ссылки

dic.academic.ru

0 comments on “Схема электрическая – Схемы электрические. Типы схем / Habr

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *