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.

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

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:

 

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

Как читать электрические схемы. Виды электрических схем. Часть 2

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В первой части статьи мы познакомились с тремя основными видами схем, которые используются в радиоэлектронике и электротехнике. Теперь каждую схему рассмотрим более подробно.

1. Структурная схема.

Когда хотят в общих чертах рассказать о каком-либо электрическом устройстве (приборе), то при объяснении используют упрощенный вариант схемы устройства, составленный лишь из основных функциональных частей (блоков) с указанием их назначения и взаимосвязей. Такую упрощенную схему называют структурной.

На структурной схеме основные блоки прибора изображают прямоугольниками, внутри которых вписывают наименование блока. Связи между блоками и направление сигнала от одного блока к другому указывают соединительными линиями со стрелками. Блоки располагают в соответствии с последовательностью направления сигнала, а чтобы это было наиболее наглядно и читабельно, их стараются располагать в один ряд слева направо.

Для примера нарисуем структурную схему настольной лампы, но возьмем ее упрощенный вариант. То есть уберем корпус и оставим только провод, штепсельную вилку, выключатель и патрон с лампой накаливания.

Теперь нарисуем структурную схему упрощенной настольной лампы, где первый прямоугольник будет условно представлять штепсельную вилку, второй – выключатель, третий – лампу накаливания.

Схема в общих чертах дает представление об устройстве настольной лампы, из каких функциональных блоков она состоит, последовательность расположения блоков и как они между собой связаны. Что же находится внутри блоков, на схеме не указывается, чтобы не отвлекать внимание на ненужные детали, которые на этапе разработки или ознакомления не существенны.

Из схемы понятно, что для настольной лампы необходимы три составляющие: вилка, выключатель и лампа накаливания (светодиодная, энергосберегающая), но при этом совершенно не важно, какими будут эти элементы. Главное понимать, что лампа состоит из трех взаимосвязанных между собой элементов и при отсутствии хотя бы одного работать не будет.

Схема также определяет, что для работы настольной лампы необходимо напряжение, которое через вилку, провода и выключатель поступает на лампу накаливания, т.е. раскрывает принцип работы настольной лампы и назначение ее отдельных блоков.

Иногда внутри блока указывают его порядковый номер с последующим описанием функциональности или изображают условные графические обозначения элементов, поясняющие общее назначение каждого блока.

И все же сделать такое простое устройство, как настольная лампа, пользуясь только структурной схемой, невозможно. Слишком мало дано информации о каждом блоке, из-за чего трудно понять, как они работают. Поэтому, чтобы знать и понимать из каких элементов состоит устройство, как эти элементы взаимодействуют друг с другом и как они соединяются электрически, были разработаны принципиальные электрические схемы.

2. Принципиальная электрическая схема.

На принципиальной схеме сохраняется последовательность и строение структурной схемы, но вместо общих функциональных блоков показывается полный состав элементов устройства (прибора), изображенных в виде условных графических обозначений. Каждая деталь изображена с тем числом выводов, которые имеются у реальных деталей, а соединения между выводами показаны таким образом, чтобы можно было детально проследить все цепи и соединения, и легко понять происходящие процессы и принцип работы прибора.

Для удобства чтения рядом с условным изображением детали указывают ее буквенно-цифровое обозначение, определяющее сведения о детали: функциональное назначение, место расположения и маркировку в схеме. Буквенно-цифровые обозначения указываются в сокращенной форме и состоят из определенного числа букв латинского алфавита и арабских цифр, записанных последовательно, в одну строку и без пробелов.

Буквенное обозначение берется из названия детали и указывается одной или двумя первыми буквами, например, R – резистор, С – конденсатор, VD – диод, VT – транзистор, SA – выключатель, ХР – двухполюсная вилка, EL – лампа осветительная и т.д.

Цифровое обозначение указывает порядковый номер однотипных деталей в схеме, например, R1, R2, R3 и т.д., либо VD10, VD11 и т.д.

Нарисуем принципиальную электрическую схему настольной лампы, а для удобства чтения схемы, на первом этапе, ее основные элементы выделим прямоугольниками зеленого цвета.

Глядя на схему можно сказать, что для питания настольной лампы используется переменное напряжение электрической сети 220 В, которое через штепсельную вилку XР1 и выключатель SA1 подается на лампочку EL1. Что все элементы рассчитаны на рабочее переменное напряжение 220 В, и что работа лампы осуществляется положением контакта выключателя SA1: при замыкании контакта лампочка EL1 загорается, при размыкании — гаснет.

Из схемы видно, что верхний вывод вилки XР1 соединен с левым по схеме выводом контакта выключателя SA1, правый вывод контакта выключателя соединен с верхним выводом лампочки EL1, а нижний вывод лампочки соединен с нижним выводом вилки XР1. Контакт выключателя SA1 показан в разомкнутом состоянии, что соответствует его начальному положению и отключенному состоянию настольной лампы. Электрическая связь между выводами элементов изображена отрезками горизонтальных и вертикальных линий.

И в то же время принципиальная схема нам не дает полного представления о настольной лампе, так как на ней не указаны сведения о конструкции лампы и размерах деталей. Дело в том, что при изучении принципа работы нет необходимости знать, как, например, выполнена лампочка (размер и форма колбы, тип и размер цоколя, сопротивление спирали и т.д.), какую конструкцию имеет выключатель или вилка. Если бы все эти сведения указывались на схеме, они бы только отвлекали внимание на ненужные подробности, не имеющие принципиального значения.

Но все же для расширения функциональности на принципиальных схемах указывают некоторую часть конструктивных данных элементов (мощность, тип, способ соединения), потому как в ряде случаев именно она оказывается главным и единственным документом, на который ориентируются при изготовлении, налаживании, обслуживании и ремонте аппаратуры.

Если же сравнивать структурную и принципиальную схемы, то общим для них является порядок расположения элементов и путь прохождения сигнала (в нашем случае электрического тока), который идет слева направо, т.е. в направлении привычном для обычного чтения. Однако на монтажных платах, шасси или панелях реальных устройств элементы могут располагаться иначе, подчиняясь правилам, направленным на сведение к минимуму паразитных связей между отдельными элементами, узлами, блоками. Поэтому расположение элементов внутри реального устройства может не соответствовать принципиальной схеме.

Рассмотренные структурная и принципиальная схемы предназначены в основном для изучения принципа работы, и в зависимости от вида дают наглядное представление о функциональной или элементной структуре. Чтобы иметь представление о конструктивном исполнении настольной лампы, примерном расположении элементов и способах соединения между ними служит схема соединений или монтажная схема.

3. Схема соединений (монтажная схема).

Схема соединений или монтажная схема создается на основе принципиальной и представляет собой упрощенный конструктивный чертеж, изображающий устройство в одной или нескольких проекциях. На схеме изображают все элементы, входящие в состав устройства, их реальное расположение внутри и снаружи устройства, все электрические связи между элементами. В некоторых случаях монтажной схемой может служить четкая фотография расположения элементов с указанием цифровых и буквенных обозначений.

В процессе изготовления сложных электрических приборов часть соединений между отдельными крупными блоками, узлами, элементами или монтажными платами осуществляются соединительными проводами, которые увязывают в жгуты или пропускают внутри экранирующих рукавов. И если при ремонте или обслуживании такого оборудования не использовать монтажную схему, то в некоторых случаях очень сложно проследить прохождение сигнала по отдельным проводам, осуществляющим связь между узлами и элементами. Иногда даже приходится отпаивать провода с обоих концов жгута и вызванивать их соответствие.

На монтажной схеме элементы изображают в виде условных графических изображений или в виде упрощенных контурных рисунков реальных элементов. Рядом с символами элементов указывают их буквенно-цифровые обозначения согласно принципиальной схеме. Провода и кабели показывают отдельными линиями с указанием «адресов» их внешних подключений, а при необходимости указывают марку, сечение и расцветку проводов, характеристики и наименование внешних цепей (напряжение, частота, вид сигнала и т.п.).

Взглянем на монтажную схему упрощенной настольной лампы. Выключатель SA1 и лампочка EL1 изображены в виде контурных рисунков, а вилка ХР1 в виде графического символа.

Из приведенной схемы видно, что верхний вывод вилки подключен к среднему выводу выключателя, правый вывод выключателя подключен к нижнему выводу лампочки. Боковой вывод лампочки, контактируемый с корпусом цоколя, подключен к нижнему выводу вилки.

Конечно, приведенная схема настольной лампы проста, и по ней трудно показать все моменты построения монтажной схемы, но все же сам принцип построения на ней виден.

Здесь главное понимать, что монтажная схема во всем повторяет принципиальную, и что все детали на монтажной схеме соединяются также, как и на принципиальной. Единственным отличием между схемами может являться расположение и соединение деталей, которые при сборке реального устройства из-за соображений упрощения монтажа или уменьшения влияния одного элемента на другой могут быть разнесены в разные стороны.

Вот мы и рассмотрели три основных вида схем, с которыми Вы будете сталкиваться при конструировании, обслуживании или ремонте радиолюбительских или электрических устройств. И хотя это далеко не весь перечень схем, так как существуют еще функциональные, подключения, общие, схемы расположения, но чтобы разобраться в устройстве или принципе работы радиоэлектронного или электрического прибора рассмотренных трех хватит вполне.

Следующая статья из серии как читать электрические схемы будет посвящена соединительным проводам и линиям электрической связи.
Удачи!

Литература:

1. ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.

2. Фролов В.В. Язык радиосхем.

3. Згут М.А. Условные обозначения и радиосхемы.

РМ 4-106-91 Системы автоматизации технологических процессов. Схемы электрические принципиальные. Требования к выполнению. Пособие к РТМ 36.22.7-89

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

Пособие к РТМ 36.22.7-89

РМ 4-106-91

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОЕКТНЫЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ
ИНСТИТУТ «ПРОЕКТМОНТАЖАВТОМАТИКА»

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТАН                                              ГПКИ «Проектмонтажавтоматика»

ИСПОЛНИТЕЛИ                                         Н.А. Рыжов, А.М. Гуров, И.Б. Рубштейн

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ Пособие к РТМ 36.22.7-89

РМ 4-106-91 Взамен РМ 4-106-82

Дата введения

Настоящее пособие (РМ) содержит положения, разъясняющие и дополняющие требования 7-й группы стандартов ЕСКД по правилам выполнения принципиальных электрических схем электропитания, управления, сигнализации, измерения и регулирования, разрабатываемых в рабочей документации систем автоматизации объектов, предусмотренных РТМ36.22.7-89.

1.1. Принципиальные электрические схемы питания, управления, сигнализации, контроля и регулирования согласно РТМ36.22.7-89 включают в состав основного комплекта рабочих чертежей систем автоматизации различных объектов и в состав рабочей документации технического обеспечения АСУ ТП (ГОСТ 34.201-89).

1.2. Принципиальные электрические схемы следует выполнять по правилам ниже перечисленных государственных стандартов с соблюдением требований 7-й группы стандартов ЕСКД, приведенных в прилож. 1:

1) общие требования к выполнению — ГОСТ 2.701-84, ГОСТ 2.702-75;

2) правила выполнения электрических схем для изделий цифровой вычислительной техники — ГОСТ 2.708-81;

3) система обозначения и правила нанесения обозначения цепей (силовых, управления, измерения и т.д.) в электрических схемах — ГОСТ 2.709-89

как научиться читать, какие виды бывают

Электрическая схема представляет собой детальный рисунок с указанием всех электронных компонентов и комплектующих, которые взаимосвязаны между собой проводниками. Знание принципа функционирования электрических цепей является залогом грамотно собранного электроприбора. То есть сборщик должен знать, как обозначаются на схеме электронные элементы, какие значки, буквенные или цифровые символы им соответствуют. В материале разберемся в  ключевых обозначениях и основах, как научиться читать электрические принципиальные схемы.

Любая электрическая схема включается ряд деталей, состоящих из более мелких элементов. Приведем в качестве примера электрический утюг, который содержит внутри нагревательный элемент, датчик температуры, лампочки, предохранители, а также имеет провод с вилкой. В прочих бытовых приборах предусмотрена усовершенствованная конфигурация с автоматическими выключателями, электромоторами, трансформаторами, а между ними имеются соединители для полноценного взаимодействия компонентов прибора и выполнения предназначения каждого из них.

Поэтому часто возникает проблема, как научиться расшифровывать электрические схемы, в которых содержатся графические обозначения. Принципы чтения схем важны для тех, кто занимается электромонтажом, ремонтом бытовой техники, подключением электрических устройств. Знание принципов чтения электросхем необходимо, чтобы понимать взаимодействие элементов и функционирования приборов.

Виды электрических схем

Все электрические схемы представлены в виде изображения или чертежа, где наряду с оборудованием указаны звенья электроцепи. Схемы отличаются по назначению, на основании чего разработана классификация разных  электрических схем:

• первичные и вторичные цепи.

Первичные цепи создаются для подачи основного электрического напряжения от источника тока к потребителям. Они генерируют, трансформируют и распределяют при передаче электроэнергию. Такие цепи предполагают наличие основной схемы и цепей для различных нужд.

Во вторичных цепях напряжение не выше 1 кВт, они используются для обеспечения задач автоматики, управления и защиты. Благодаря вторичным цепям выполняется контроль расхода и учета электроэнергии;

• однолинейные, полнолинейные.

Полнолинейные схемы разработаны для применения в трехфазных цепях, они отображают подсоединенные по всем фазам устройства.

Однолинейные схемы показывают только приборы на средней фазе;

• принципиальные и монтажные.

Принципиальная общая электрическая схема подразумевает указание только ключевых элементов, на ней не указываются второстепенные детали. Благодаря этому схемы просты и понятны.

На монтажных схемах нанесено более детальное изображение, поскольку именно такие схемы используются для фактического монтажа всех элементов электросети.

Развернутые схемы с указанием второстепенных цепей помогают выделить вспомогательные электрические цепи, участки с отдельной защитой.

Обозначения в схемах

Электрические схемы состоят из элементов и комплектующих, обеспечивающих протекание электрического тока. Все элементы разделяются на несколько категорий:

• устройства, генерирующие электроэнергию — источники питания;
• преобразователи электротока в иные виды энергии – выступают потребителями;
• детали, ответственные за передачу электроэнергии от источника к приборам. Также в данную категорию включены трансформаторы и стабилизаторы, обеспечивающие стабильность напряжения в сети.

Для каждого элемента предусмотрено конкретное графическое обозначение на схеме. Помимо ключевых обозначений, на схемах указываются линии передачи электроэнергии. Участки электроцепи, по которым идет одинаковый ток, называются ветвями, а в местах их соединения на схеме ставятся точки для обозначения соединительных узлов.

Контур электроцепи предполагает замкнутый путь движения электротока по нескольким ветвям. Наиболее простая схема состоит из одного контура, а для более сложных приборов предусмотрены схемы с несколькими контурами.

На электрической схеме каждому элементу и соединению соответствует значок или обозначение. Для отображения выводов изоляции применяются однолинейные и многолинейные схемы, число линий в которых определяется числом выводов. Иногда для удобства чтения и понимания схем применяются смешанные рисунки, к примеру, изоляция статора описана развернуто, а изоляция ротора – в общем виде.

Обозначения трансформаторов в электрических схемах рисуются в общем или развернутом виде, однолинейным и многолинейным методами. Непосредственно от детализации изображения зависит метод отображения на схеме приборов, их выводов, соединений и узлов. Так, в трансформаторах тока первичная обмотка отражается толстой линией с точками. Вторичная обмотка может отображаться окружностью при стандартной схеме или двумя полуокружностями в случае развернутой схемы.

Прочие элементы отображаются на схемах следующими обозначениями:

• контакты разделяются на замыкающие, размыкающие и переключатели, которые обозначаются разными знаками. При необходимости контакты могут быть указаны в зеркальном отражении. Основание подвижной части указывается как незаштрихованная точка;
• выключатели – их основанию соответствует точка, а для автоматических выключателей прорисовывается категория расцепителя. Выключатель для открытой установки, как правило, имеет отдельное обозначение;
• предохранители, резисторы постоянного сопротивления и конденсаторы. Предохранительные элементы изображаются в виде прямоугольника с отводами, постоянные резисторы могут быть обозначены с отводами или без. Подвижный контакт рисуется стрелкой. Электролитические конденсаторы обозначаются в зависимости от полярности;
• полупроводники. Простые диоды с р-п-переходом показываются в виде треугольника и перекрестной линией электроцепи. Треугольник обозначает анод, а линия – катод;
• лампу накаливания и другие осветительные элементы обычно обозначают

Понимание данных значков и обозначений делает чтение электрических схем простым. Поэтому прежде чем приступать к электромонтажу или разборке бытовых приборов, рекомендуем ознакомиться с основными условными обозначениями.

Как правильно читать электрические схемы

Принципиальная схема электроцепи отображает все детали и звенья, между которыми протекает ток через проводники. Такие схемы являются базой для разработки электрических приборов, поэтому чтение и понимание электрических схем является обязательным для любого электрика.

Грамотное понимание схем для начинающих дает возможность понять принципы их составления и правильного соединения всех элементов в электрической цепи для достижения ожидаемого результата. Чтобы правильно читать даже сложные схемы, необходимо изучить основные и второстепенные изображения, условные знаки элементов. Условные знаки обозначают общую конфигурацию, специфику и назначение детали, что позволяет составить полноценную картину прибора при чтении схемы.

Начинать ознакомление со схемами можно с небольших приборов, таких как конденсаторы, динамики, резисторы. Более сложны для понимания схемы полупроводниковых электронных деталей в виде транзисторов, симисторов, микросхем. Так в биполярных транзисторах предусмотрены как минимум три вывода (базовый, коллектор и эмиттер), что требует большего количества условных обозначений. Благодаря большому количеству разных знаков и рисунков можно выявить индивидуальные характеристики элемента и его специфику. В обозначениях зашифрована информация, позволяющая выяснить структуру элементов и их особые характеристики.

Часто условные обозначения имеют вспомогательные уточнения – возле значков имеются латинские буквенные обозначения для детализации. С их значениями также рекомендуется ознакомиться перед началом работы со схемами. Также возле букв часто имеются цифры, отображающие нумерацию или технические параметры элементов.

Итак, чтобы научиться читать и понимать электрические схемы, нужно ознакомиться с условными обозначениями (рисунками, буквенными и цифровыми символами). Это позволит получать информацию из схемы касательно структуры, конструкции и назначения каждого элемента. То есть для понимания схем нужно изучить основы радиотехники и электроники.