Элементы электрических схем: расшифровка графических и буквенно-цифровых обозначений

Условные обозначения в электрических схемах: графические, буквенные

Чтение схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов. Большая их часть стандартизована и описана в нормативных документах. Большая их часть была издана еще в прошлом веке а новый стандарт был принят только один, в 2011 году (ГОСТ 2-702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем), так что иногда новая элементная база обозначается по принципу «как кто придумал». И в этом сложность чтения схем новых устройств. Но, в основном, условные обозначения в электрических схемах описаны и хорошо знакомы многим.

Неправильно, но наглядно и условные обозначения в электрических схемах не нужны

На схемах используют часто два типа обозначений: графические и буквенные, также часто проставляют номиналы. По этим данным многие сразу могут сказать как работает схема. Этот навык развивается годами практики, а для начала надо уяснить и запомнить условные обозначения в электрических схемах. Потом, зная работу каждого элемента, можно представить себе конечный результат работы устройства.

Содержание статьи

Виды схем в электрике

Для составления и чтения различных схем обычно требуются разные элементы. Типов схем есть много, но в электрике обычно используются:

  • Функциональные, на которых отображаются основные узлы устройства, без детализации. Внешне выглядит как набор прямоугольников с проложенными между ними связями. Дает общее представление о функционировании объекта.

    На функциональной схеме указаны блоки и связи между ними

  • Принципиальные. Этот тип схем подробный, с указанием каждого элемента, его контактов и связей. Есть принципиальные схемы устройств, есть — электросетей. Принципиальные схемы могут быть однолинейными и полными. На однолинейных изображены только силовые цепи, а управление и контроль прорисованы на отдельном листе. Если электросеть или устройство несложное, все можно разместить на одном листе. Это и будет полная принципиальная схема.

    Принципиальная схема детализирует устройство

  • Монтажная. На монтажных схемах присутствуют не только элементы, но и указано их точное расположение. В случае с электросетями (проводкой в доме или квартире) указаны конкретные места расположения светильников, выключателей, розеток и других элементов. Часто тут же проставлены расстояния и номиналы. На монтажных схемах устройств указано расположение деталей на печатной плате, порядок и способ их соединения.

    На монтажной отображается местоположение и прохождение кабелей/линий связи

Есть еще много других видов электрических схем, но в домашней практике они не используются. Исключение — трасса прохождения кабелей по участку, подвод электричества к дому. Этот тип документа точно понадобится и будет полезным, но это больше план, чем схема.

Базовые изображения и функциональные признаки

Коммутационные устройства (выключатели, контакторы и т.д.) построены на контактах различной механики. Есть замыкающий, размыкающий, переключающий контакты. Замыкающий контакт в нормальном состоянии разомкнут, при переводе его в рабочее состояние цепь замыкается. Размыкающий контакт в нормальном состоянии замкнут, а при определенных условиях он срабатывает, размыкая цепь.

Виды контактов

Переключающий контакт бывает двух и трех позиционным. В первом случае работает то одна цепь, то другая. Во втором есть нейтральное положение.

Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактора, разъединителя, выключателя и т.п. Все они также имеют условное обозначение и наносятся на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только подвижные контакты. Они приведены на фото ниже.

Функции подвижных контактов

Основные функции могут выполнять только неподвижные контакты.

Функции неподвижных контактов

Условные обозначения однолинейных схем

Как уже говорили, на однолинейных схемах указывается только силовая часть: УЗО, автоматы, дифавтоматы, розетки, рубильники, переключатели и т. д. и связи между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в схемах электрических щитов.

Основная особенность графических условных обозначений в электросхемах  в том, что сходные по принципу действия устройства отличаются какой-то мелочью. Например, автомат (автоматический выключатель) и рубильник отличаются лишь двумя мелкими деталями — наличием/отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, которые отображают функции данных контактов. Контактор от обозначения рубильника отличает только форма значка на неподвижном контакте. Совсем небольшая разница, а устройство и его функции другие. Ко всем этим мелочам надо присматриваться и запоминать.

Обозначения элементов на однолинейной схеме

Также небольшая разница между условными обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Она тоже только в функциях подвижных и неподвижных контактов.

Примерно так же обстоит дело и с катушками реле и контакторов. Выглядят они как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.

Условные обозначения катушек контакторов и реле разных типов (импульсная, фотореле, реле времени)

В данном случае запомнить проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных значков. С фотореле так совсем просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками. Импульсное реле — тоже довольно легко отличить по характерной форме знака.

Условные обозначения разъемного (вилка-штепсель) и разборного (клеммная колодка) соединения), измерительных приборов

Немного проще с лампами и соединениями. Они имеют разные «картинки». Разъемное соединение (типа розетка/вилка или гнездо/штепсель) выглядит как две скобочки, а разборное (типа клеммной колодки) — кружочки. Причем количество пар галочек или кружочков обозначает количество проводов.

Изображение шин и проводов

В любой схеме приличествуют связи и в большинстве своем они выполнены проводами. Некоторые связи представляют собой шины — более мощные проводниковые элементы, от которых могут отходить отводы. Провода обозначаются тонкой линией, а места ответвлений/соединений — точками. Если точек нет — это не соединение, а пересечение (без электрического соединения).

Обозначение линий связи, шин и их соединений/ответвлений/пересечений

Есть отдельные изображения для шин, но они используются в том случае, если надо графически их отделить от линий связи, проводов и кабелей.

Как обозначаются провода, кабели, количество жил и способы их прокладки

На монтажных схемах часто необходимо обозначить не только как проходит кабель или провод, но и его характеристики или способ укладки. Все это также отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.

Как изображают выключатели, переключатели, розетки

На некоторые виды этого оборудования утвержденных стандартами изображений нет. Так, без обозначения остались диммеры (светорегуляторы) и кнопочные выключатели.

Зато все другие типы выключателей имеют свои условные обозначения в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно, групп значков тоже две. Различие — положение черты на изображении клавиши. Чтобы на схеме понимать о каком именно типе выключателя идет речь, это надо помнить.

Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавшных выключателей. В документации они называются «сдвоенные» и «строенные» соответственно. Есть отличия и для корпусов с разной степенью защиты. В помещения с нормальными условиями эксплуатации ставят выключатели с IP20, может до IP23. Во влажных комнатах (ванная комната, бассейн) или на улице степень защиты должна быть не ниже IP44. Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их отличить просто.

Условные обозначения выключателей на чертежах и схемах

Есть отдельные изображения для переключателей. Это выключатели, которые позволяют управлять включением/выключением света из двух точек (есть и из трех, но без стандартных изображений).

В обозначениях розеток и розеточных групп наблюдается та же тенденция: есть одинарные, сдвоенные розетки, есть группы из нескольких штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середина тонируется темным цветом.

Условные обозначения в электрических схемах: розетки разного типа установки (открытого, скрытого)

Поняв логику обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем отличается условное изображение розетки открытой и скрытой установки, например), через некоторое время вы уверенно сможете ориентироваться в чертежах и схемах.

Светильники на схемах

В этом разделе описаны условные обозначения в электрических схемах различных ламп и светильников. Тут ситуация с обозначениями новой элементной базы лучше: есть даже знаки для светодиодных ламп и светильников, компактных люминесцентных ламп (экономок). Неплохо также что изображения ламп разного типа значительно отличаются — перепутать сложно. Например, светильники с лампами накаливания изображают в виде кружка, с длинными линейными люминесцентными — длинного узкого прямоугольника. Не очень велика разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиодного — только черточки на концах — но и тут можно запомнить.

Изображение ламп (накаливания, светодиодных, галогенных) и светильников (потолочных, встроенных, навесных) на схемах

В стандарте есть даже условные обозначения в электрических схемах для потолочного и подвесного светильника (патрона). Они тоже имеют довольно необычную форму — круги малого диаметра с черточками. В общем, в этом разделе ориентироваться легче чем в других.

Элементы принципиальных электрических схем

Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. Линии связи, клеммы, разъемы, лампочки изображаются также, но, кроме того, присутствует большое количество радиоэлементов: резисторов, емкостей, предохранителей, диодов, тиристоров, светодиодов. Большая часть условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы приведена на рисунках ниже.

Обозначение электрических элементов на схемах устройств

Изображение радиоэлементов на схемах

Более редкие придется искать отдельно. Но в большинство схем содержит эти элементы.

Буквенные условные обозначения в электрических схемах

Кроме графических изображений элементы на схемах подписываются. Это также помогает читать схемы. Рядом с буквенным обозначением элемента часто стоит его порядковый номер. Это сделано для того чтобы потом легко было найти в спецификации тип и параметры.

Буквенные обозначения элементов на схемах: основные и дополнительные

В таблице выше приведены международные обозначения. Есть и отечественный стандарт — ГОСТ 7624-55. Выдержки оттуда с таблице ниже.

Буквенно цифровые обозначения в схемах

Условные обозначения на электрических схемах (ГОСТ), как правтльно читать

Электрическая схема – это один из видов технических чертежей, на котором указываются различные электрические элементы в виде условных обозначений. Каждому элементу присвоено своё обозначение.

Все условные (условно-графические) обозначения на электрических схемах состоят из простых геометрических фигур и линий. Это окружности, квадраты, прямоугольники, треугольники, простые линии, пунктирные линии и т.д. Обозначение каждого электрического элемента состоит из графической части и буквенно-цифровой.

Благодаря огромному количеству разнообразных электрических элементов появляется возможность создавать очень подробные электрические схемы, понятные практически каждому специалисту в электрической области.

Каждый элемент на электрической схеме должен выполняться в соответствие с ГОСТ. Т.е. кроме правильного отображения графического изображения на электрической схеме должны быть выдержаны все стандартные размеры каждого элемента, толщина линий и т.д.

Существует несколько основных видов электрических схем. Это схема однолинейная, принципиальная, монтажная (схема подключений). Также схемы бывают общего вида – структурные, функциональные. У каждого вида своё назначение. Один и тот же элемент на разных схемах может обозначаться и одинаково, и по-разному.

Графические обозначения на однолинейной схеме

Основное назначение однолинейной схемы – графическое отображение системы электрического питания (электроснабжение объекта, разводка электричества в квартире и т.д.). Проще говоря, на однолинейной схеме изображается силовая часть электроустановки. По названию можно понять, что однолинейная схема выполняется в виде одной линии. Т.е. электрическое питание (и однофазное, и трёхфазное), подводимое к каждому потребителю, обозначается одинарной линией.

Чтобы указать количество фаз, на графической линии используются специальные засечки. Одна засечка обозначает, что электрическое питание однофазное, три засечки – что питание трёхфазное.

Кроме одинарной линии используются обозначения защитных и коммутационных аппаратов. К первым аппаратам относятся высоковольтные выключатели (масляные, воздушные, элегазовые, вакуумные), автоматические выключатели, устройства защитного отключения, дифференциальные автоматы, предохранители, выключатели нагрузки. Ко вторым относятся разъединители, контакторы, магнитные пускатели.

Высоковольтные выключатели на однолинейных схемах изображаются в виде небольших квадратов. Что касается автоматических выключателей, УЗО, дифференциальных автоматов, контакторов, пускателей и другой защитной и коммутационной аппаратуры, то они изображаются в виде контакта и некоторых поясняющих графических дополнений, в зависимости от аппарата.

Графические обозначения на монтажной схеме

Монтажная схема (схема соединения, подключения, расположения) используется для непосредственного производства электрических работ. Т.е. это рабочие чертежи, используя которые, выполняется монтаж и подключение электрооборудования. Также по монтажным схемам собирают отдельные электрические устройства (электрические шкафы, электрические щиты, пульты управления,  и т. д.).

На монтажных схемах изображают все проводные соединения как между отдельными аппаратами (автоматические выключатели, пускатели и др.), так и между разными видами электрооборудования (электрические шкафы, щитки и т.д.). Для правильного подключения проводных соединений на монтажной схеме изображаются электрические клеммники, выводы электрических аппаратов, марка и сечение электрических кабелей, нумерация и буквенное обозначение отдельных проводов.

Графические обозначения на принципиальной схеме

Схема электрическая принципиальная – наиболее полная схема со всеми электрическими элементами, связями, буквенными обозначениями, техническими характеристиками аппаратов и оборудования. По принципиальной схеме выполняют другие электрические схемы (монтажные, однолинейные, схемы расположения оборудования и др.). На принципиальной схеме отображаются как цепи управления, так и силовая часть.

Цепи управления (оперативные цепи) – это кнопки, предохранители, катушки пускателей или контакторов, контакты промежуточных и других реле, контакты пускателей и контакторов, реле контроля фаз (напряжения) а также связи между этими и другими элементами.

На силовой части изображаются автоматические выключатели, силовые контакты пускателей и контакторов, электродвигатели и т.д.

Кроме самого графического изображения каждый элемент схемы снабжается буквенно-цифровым обозначением. Например, автоматический выключатель в силовой цепи обозначается QF. Если автоматов несколько, каждому присваивается свой номер: QF1, QF2, QF3 и т.д. Катушка (обмотка) пускателя и контактора обозначается KM. Если их несколько, нумерация аналогичная нумерации автоматов: KM1, KM2, KM3 и т.д.

В каждой принципиальной схеме, если есть какое-либо реле, то обязательно используется минимум один блокировочный контакт этого реле. Если в схеме присутствует промежуточное реле KL1, два контакта которого используются в оперативных цепях, то каждый контакт получает свой номер. Номер всегда начинается с номера самого реле, а далее идёт порядковый номер контакта. В данном случае получается KL1.1 и KL1.2. Точно также выполняются обозначения блок-контактов других реле, пускателей, контакторов, автоматов и т. д.

В схемах электрических принципиальных кроме электрических элементов очень часто используются и электронные обозначения. Это резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды, транзисторы, тиристоры и другие элементы. Каждый электронный элемент на схеме также имеет своё буквенное и цифровое обозначение. Например, резистор – это R (R1, R2, R3…). Конденсатор – C (C1, C2, C3…) и так по каждому элементу.

Кроме графического и буквенно-цифрового обозначения на некоторых электрических элементах указываются технические характеристики. Например, для автоматического выключателя это номинальный ток в амперах, ток срабатывания отсечки тоже в амперах. Для электродвигателя указывается мощность в киловаттах.

Для правильного и корректного составления электрических схем любого вида необходимо знать обозначения используемых элементов, государственные стандарты, правила оформления документации.

2. Схемы электрических цепей и их элементы

На
любую машину, в состав которой входят электрические устройства, кроме
конструкторских чертежей имеется электродокументация, состоящая из различных
электрических схем. Электрические  функциональные
схемы раскрывают принцип действия устройства. Существуют электромонтажные
схемы, в которых раскрывается монтаж 
(соединение) электрических элементов цепи.

Электрические
принципиальные схемы раскрывают электрические связи всех отдельных элементов
электрической цепи между собой.

Все
схемы вычерчиваются по определенным стандартам- ГОСТам.

Кроме
основных электрических схем существуют схемы замещения, по которым наиболее
удобно составлять математические уравнения, описания электрических и
энергетических процессов. Такие схемы являются эквивалентными моделями
электрической цепи. Схемы максимально упрощены и по ним удобнее провести анализ
отображаемых ими сложных электрических цепей.

Все
элементы электрических цепей можно разделить на три группы: источники (активные
элементы), потребители и элементы для передачи электроэнергии от источников к
потребителю (пассивные элементы).

Источником
электрической энергии (генератором) называют устройство, преобразующее в
электроэнергию какой-либо другой вид энергии (электромашинный генератор —
механическую, гальванический элемент или аккумулятор — химическую, фотоэлектрическая
батарея — лучистую и т. п.). Источники делятся на источники напряжения
(Е,U=соnst, при изменении I) и источники тока (I=соnst,  при изменении U). Все источники имеют
внутреннее сопротивление Rвн, значение которого невелико по сравнению с сопротивлением
других элементов электрической цепи.

Приемником
электрической энергии (потребителем) называют устройство, преобразующее
электроэнергию в какой-либо другой вид энергии (электродвигатель — в
механическую, электронагреватель — в тепловую, источник света — в световую
(лучистую) и т.п.).

Элементами
передачи электроэнергии от источника питания к приемнику служат провода,
устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения и др.

Условные
обозначения  элементов электрической цепи
на схеме стандартизованы. Примеры:

Обозначение элементов электрических схем | Справка





































































































































































































Вид элемента

Код

Генератор:

G

постоянного тока

G

переменного тока

G

Синхронный компенсатор

GC

Трансформатор

Т

Автотрансформатор

Т

Выключатель в силовых цепях:

Q

автоматический

QF

нагрузки

QW

обходной

секционный

QB

шиносоединительный

QA

Электродвигатель

м

Сборные шины

Отделитель

QR

Короткозамыкатель

QN

Разъединитель

QS

Рубильник

QS

Разъединитель заземляющий

QSG

Линия электропередачи

W

Разрядник

F

Плавкий предохранитель

F

Реакторы

LR

Аккумуляторная батарея

G

Вид элемента

Код

Конденсаторная силовая батарея

СВ

Зарядный конденсаторный блок

CG

Трансформатор напряжения

TV

Трансформатор тока

ТА

Электромагнитный стабилизатор

TS

Промежуточный трансформатор:

TL

насыщающийся трансформатор тока

TLA

насыщающийся трансформатор напряжения

TLV

Измерительный прибор:

Р

амперметр

РА

вольтметр

PV

ваттметр

PW

частотометр

PF

омметр

PR

варметр

PVA

часы, измеритель времени

РТ

счетчик импульсов

PC

счетчик активной энергии

PI

счетчик реактивной энергии

РК

регистрирующий прибор

PS

Резисторы

R

терморезистор

RK

потенциометр

RP

шунт измерительный

RS

варистор

RU

реостат

RR

Преобразователи неэлектрических величин в электрические:

В

громкоговоритель

ВА

датчик давления

BP

датчик скорости

BR

датчик температуры

ВТ

датчик уровня

BL

сельсин датчик

ВС

датчик частоты вращения (тахогенератор)

BR

пьезоэлемент

BQ

фотоприемник

BL

тепловой датчик

BK

детектор ионизирующих элементов

BD

микрофон

BM

звукосниматель

BS

Синхроноскоп

PS

Комплект защит

AK

Устройство блокировки

AKB

Устройство автоматического повторного включения

AKC

Устройство сигнализации однофазных замыканий на землю

AK

Реле:

К

Вид элемента

Код

блокировки

КВ

блокировки от многократных включений

KBS

блокировки от нарушения цепей напряжения

KBV

времени

КТ

газовое

KSG

давления

KSP

импульсной сигнализации

KLH

команды «включить»

КСС

команды «отключить»

КСТ

контроля

KS

сравнения фазы

KS

контроля сигнализации

KSS

контроля цепи напряжения

KSV

мощности

KW

тока

КА

напряжения

KV

указательное

КН

частоты

KF

электротепловое

КК

промежуточное

KL

напряжение прямого действия с выдержкой времени

KVT

фиксации положения выключателя

KQ

положение выключателя «включено»

KQC

положения выключателя «отключено»

KQT

положение разъединителя повторительное

KQS

фиксации команды включения

KQQ

расхода

KSF

скорости

KSR

сопротивления, дистанционная защита

KZ

струи, напора

KSH

тока с насыщающимся трансформатором

КАТ

тока с торможением, балансное

KAW

уровня

KSL

Контактор, магнитный пускатель

КМ

Устройства механические с электромагнитным приводом:

Y

электромагнит

YA

включения

YAC

отключения

YAT

тормоз с электромагнитным приводом

YB

муфта с электромагнитным приводом

YC

электромагнитный патрон или плита

YH

электромагнитный ключ блокировки

YAB

электромагнитный замок блокировки:

разъединителя

Y

заземляющего ножа

YG

короткозамыкателя

YN

Вид элемента

Код

отделителя

YR

тележки выключателя КРУ

YSQ

Фильтр реле напряжения

KVZ

мощности

KWZ

тока

KAZ

Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации

S

и измерительных:

рубильник в цепях управления

S

выключатель и переключатель (ключ цепей управления)

SA

ключ, переключатель режима

SAC

выключатель кнопочный

SB

переключатель блокировки

SAB

выключатель автоматический

SF

переключатель синхронизации

SS

выключатель, срабатывающий от различных воздействий:

от уровня

SL

от давления

SP

от положения (путевой)

SQ

от частоты вращения

SR

от температуры

SK

переключатель измерений

SN

Вспомогательный контакт выключателя

SQ

Вспомогательный контакт разъединителя

SQS

Испытательный блок

SG

Устройства индикационные и сигнальные:

H

прибор звуковой сигнализации

HA

прибор световой сигнализации

HL

индикатор символьный

HG

табло сигнальное

HLA

Приборы электровакуумные и полупроводниковые:

V

диод

VD

стабилитрон

VD

выпрямительный мост

VC

тиристор

VS

транзистор

VT

прибор электровакуумный

VL

Лампа осветительная

EL

Лампа сигнальная:

HL

с белой линзой

HLW

с зеленой линзой

HLG

с красной линзой

HLR

Конденсатор

С

Индуктивность

L

Сопротивление (для эквивалентных схем) полное:

Z

активное

R

реактивное

X

Вид элемента

Код

емкостные

ХС

индуктивное

XL

Устройства разные

А

Устройство зарядные

А

связи

AU

Усилитель

А

Устройство комплектное (низковольтное)-

А

пуска осциллографа

АК

Преобразователи электрических величин в электричестве

И

модулятор

ИВ

демодулятор

UR

преобразователь частоты,   выпрямитель

UZ

Схемы интегральные — микросборки:

D

схема интегральная аналоговая

DA

схема интегральная цифровая, логический элемент

DD

устройство хранения информации

DS

устройство задержка

DT

Соединения контактные:

X

токосъемник- контакт скользящий

XA

штырь

XP

гнездо

XS

соединение разборное

XT

соединитесь высокочастотный

XW

Элементы разные:

Е

нагревательный элемент

ЕК

пиропатрон

ET

Фильтр тока обратной последовательности

ZA2

Фильтр напряжения обратной последовательности

ZV2

Как составить схему электропроводки в квартире или доме

Во время капитального ремонта или первичной отделки помещения часто возникает вопрос прокладки новой проводки. К сожалению, нередки случаи, когда проводка прокладывается «на глазок» без продуманного плана. Это может привести к ряду негативных последствий:

— Розетки и выключатели закрыты после финальной расстановки мебели.

— Лишние затраты на материалы при монтаже электроточек, которые не будут использованы.

— Недостаток розеток и выключателей в необходимых местах.

— Опасность попадания в кабель при сверлении отверстия в стене.

— Отсутствие возможности ремонта электросети при скрытом монтаже.

Правильно составленная схема электропроводки в доме или квартире поможет избежать всех перечисленных выше проблем и сделает использование электроприборов более комфортным.

Какие должны быть обозначения на электрических схемах

Прежде чем изобразить электрическую схему, нужно ознакомиться со схематическими обозначениями всех её элементов. Зная их, вы сможете не только составить собственный план проводки, но и читать электрические схемы, составленные электриками. Все условные обозначения элементов проводки прописаны в ГОСТ 21.210:2014 (для стран СНГ), а также ДСТУ Б А.2.4-19:2008 (Украина). Часто используемые обозначения представлены в таблице:

Общее обозначение выключателя

Общее обозначение двухполюсной штепсельной розетки

Однополюсный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23

Двухполюсная штепсельная розетка для скрытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23

Двухполюсный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23

Двухполюсная розетка открытой установки с защитным контактом со степенью защиты от IP20 до IP23

Однополюсный выключатель скрытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23

Двухполюсная штепсельная розетка для скрытой проводки с защитным контактом со степенью защиты от IP20 до IP23

Однополюсный сдвоенный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23

Сдвоенная двухполюсная штепсельная розетка для открытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23

Однополюсный сдвоенный выключатель скрытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23

Штепсельная розетка с защитным контактом со степенью защиты от IP44

Однополюсный сдвоенный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23

Блок выключателя и штепсельной розетки для открытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23

Светильник с лампой накаливания

Блок из трех выключателей и штепсельной розетки для скрытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23

Светильник с несколькими лампами (люстра)

Распределительная коробка

Общее обозначение линии проводки

Общее обозначение электрощита

Обозначение количества проводников в линии проводки

Шкаф распределительный

Изучив необходимые элементы электрических схем, можно приступать к созданию схемы проводки.

Этапы построения схемы проводки

Правильное построение схемы состоит из нескольких этапов, которые помогают наиболее точно произвести разметку проводки.

1. Общий план квартиры или дома.

Для того, чтобы изобразить схему проводки, нам потребуется план всех помещений, в которых предполагается сделать проводку электричества. Для этого можно сделать несколько копий с техпаспорта на квартиру. Также удобно использовать план помещений, перенесенный на лист в клеточку, где одну клеточку можно условно принять за полметра. Очень важно отметить на плане наличие дверей, с указанием в какую сторону они открываются.

Нам потребуется минимум две копии плана помещения – для плановой расстановки мебели и для составления электросхемы.

2. Плановая расстановка мебели.

 На данном этапе определяется, где какие бытовые приборы и элементы мебели будут размещаться и определяются места будущей установки розеток и выключателей. На листе с планом помещения прорисовываем основные элементы мебели. Желательно это выполнять цветными ручками или карандашами, где цветом выделять приборы, которые потребляют электроэнергию.

3. Определение мест и количества розеток.

 Когда проект расстановки мебели готов и определены точки потребления электричества, можно приступать к нанесению на электросхему розеток. Их нужно размещать в местах установки бытовой техники с учетом количества и мощности потребителей. Планируя размещение розеток, учтите, что они должны находиться в отдалении от нагревательных приборов.

4. Определение типа, размещения и количества осветительных приборов.

Тщательно продумайте систему освещения помещений и отметьте на электросхеме все точки освещения.

5. Определение места и типа выключателей.

 Когда выбрана система освещения, нужно определить место под выключатели. Для того чтобы выключатели были в доступных местах важно обозначить в какую сторону будут открываться двери. Комфортной считается установка переключателей на расстоянии 10-20 см от дверного проёма.

6. Разбивка потребителей электроэнергии по группам.

После того как составлен проект расстановки техники и мебели, а также составлена схема размещения электроточек, нужно провести разделение потребителей электроэнергии на группы. Благодаря этому снижается нагрузка на проводку, что способствует стабильности работы электросети. Рекомендуется отдельно выделить линии розеток, освещения, а также для потребителей мощностью свыше 2 кВт: электропечь, духовка, стиральная или посудомоечная машина, теплый пол, электрокотел и пр.

7. Выбор способа монтажа проводки.

 На данном этапе нужно внимательно осмотреть помещение и установить:

— Где находятся перекрытия и несущие стены?

— Есть ли специальные каналы для проводки в плитах, а также, в каком они состоянии?

— Будут ли устанавливаться подвесные или натяжные потолки?

— Есть ли возможность штробирования стен и потолка или готовые штробы?

— Какая будет отделка стен?

— Где будет находиться электрощиток?

Ответив на каждый из перечисленных пунктов можно определить оптимальный вариант прокладки проводки. Так, например, если планируется монтаж подвесных или натяжных конструкций на потолке, то можно значительно сократить расходы на кабель, а также его монтаж, если проложить его в коробе или гофротрубе по наименьшему расстоянию по потолку.

8. Прокладка магистралей и определение места для распределительных коробок.

Схему разводки электропроводки нужно начинать с самой удаленной от электрощитка точки. Если в помещении находится несколько электроточек, то целесообразно установить распределительную коробку на выходе. Прорисовываем все проводники, идущие от электроточек на схеме по каждой комнате.

9. Соединение распределительных коробок с электрощитом.

После того, как на чертеж нанесены все проводники по всем комнатам и обозначены распределительные коробки, нужно соединить их с электрощитом. На каждую выделенную группу потребителей нужно провести отдельную линию.

На каждом этапе построения электросхемы квартиры или дома можно указывать расстояние до тех или иных предметов, способ и глубину укладки провода, его сечение, тип и мощность осветительных приборов и пр. Детализация схемы поможет точно определить местонахождение скрытой проводки, а также облегчит расчеты материалов.

ГОСТ 21.210:2014

Оцените новость:

Монтажные электрические схемы —

§ 31. Принципиальные и монтажные электрические схемы

Простейшая демонстрационная электрическая цепь может содержать всего три элемента: источник, нагрузку и соединительные провода. Однако реальные работающие цепи намного сложнее. Помимо основных элементов они содержат различные выключатели, рубильники, пускатели, контакторы, предохранители, реле в автоматах, электроизмерительные приборы, розетки, вилки и др. При сборке электротехнических цепей электромонтажник руководствуется принципиальной электрической схемой.

Принципиальная электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи, на котором её элементы изображаются в виде условных знаков (табл. 10).

Таблица 10.
Условные обозначения элементов электрической цепи

На рисунке 54, а представлена простейшая принципиальная электрическая схема цепи, содержащая источник электрической энергии в виде батареи гальванических элементов, нагрузку в виде лампы накаливания и выключатель.

Рис. 54. Электрические схемы соединения элементов: а — принципиальная, б — монтажная

Принципиальная электрическая схема устройства является графическим документом. Условные обозначения и правила выполнения электрических схем определяются государственным стандартом, который обязаны соблюдать все инженеры и техники.

При вычерчивании электрических схем необходимо соблюдать размеры и пропорции условных графических обозначений (рис. 55).

Рис. 55. Размеры и пропорции условных электротехнических обозначений

Линии связей между элементами схемы проводят параллельно или взаимно перпендикулярно, соблюдая условие замкнутости цепи, наклонные линии не применяются.

Принципиальная схема показывает соединение только основных элементов цепи, без комплектующей арматуры (электророзетки, вилки, ламповые патроны). Поэтому электромонтажнику необходимо иметь ещё одну схему — монтажную.

Монтажная электрическая схема отображает точное расположение элементов относительно друг друга, комплектующую арматуру и места подключения проводов. Пример монтажной схемы приведён на рисунке 54, б. По этой схеме электромонтажник видит, что все элементы электрической цепи крепятся на монтажной плате. Источником служит батарея от карманного фонарика. Монтажные провода, идущие к батарее, припаиваются непосредственно к её электродам. Малогабаритная лампочка вворачивается в ламповый патрон, закреплённый на плате. Монтажные провода крепятся к клеммам лампового патрона с помощью пайки, как и провода к выключателю. Контакты выключателя закреплены также на монтажной плате.

Новые слова и понятия

Принципиальная и монтажная схемы, комплектующая арматура, элементы электрической цепи.

Схема электропроводки в квартире

Вступление

Здравствуй Уважаемый читатель! Схемы электропроводки в квартире являются основными документами для электрика. На основе схем электропроводки выполняются все работы по организации электропитания квартиры. Вся электрика в квартире должна выполняться в соответствии со схемами электропроводки, которые в свою очередь делаются в строго соответствии с нормативными документами.

Для электрики в квартире делается несколько различных схем электропроводки. Все они относятся к одному виду схем-электрические схемы, но различаются по типу. Каждый тип электрических схем имеет свою информационную нагрузку и, соответственно, различный внешний вид.

Типы электрических схем электропроводки в квартире

Все электрические схемы электропроводки отображают основные функциональные части проводки (розетки, светильники, автоматы защиты, УЗО и т.п.) и основные взаимосвязи между ними.

К основным типам электрических схем электропроводки в квартире относятся:

  • Структурная схема;
  • Функциональная схема;
  • Принципиальная схема;
  • Расчетная схема;
  • Монтажная схема (соединений).

На диаграмме ниже я отобразил типы электрических схем с небольшими примерами.

Разберем каждый тип электрических схем в отдельности.

Структурная схема электропроводки квартиры

Структурная схема электропроводки делается самой первой. На ней в виде прямоугольников иллюстрируются взаимосвязи между распределительным щитом, электрическим вводом в квартиру и всеми планируемыми электроприборами, которые в квартире будут установлены.

Графическое построение структурной схемы должно максимально полно отобразить все электрические взаимосвязи. Связи на структурной схеме желательно отобразить в виде стрелок. НА всех элементах схемы нужно проставить их номиналы: можность, напряжение, сила тока. Все это нужно для функциональной электрической схемы квартиры.

Функциональная(принципиальная) схема электропроводки квартиры

В этой схеме электрические связи между элементами электропроводки и сами элементы иллюстрируются в виде специальных обозначений. Смотрите рисунок ниже. Здесь же представляю пример функциональной схемы электропроводки квартиры с заземлением и двумя УЗО(устройства защитного отключения)

Электромонтажная (Полная принципиальная) схема электропроводки квартиры

Это наиболее полный тип схемы электропроводки. На этой схеме обозначаются все электрические элементы (розетки, светильники и т.п.) и бытовые устройства (плита, джакузи, теплый пол, кондиционеры). Точно отображаются линии прокладки всех кабелей электропроводки. Расположение распаячных коробок, шин соединения на входах и выходах электрических цепей. Пример принципиальной схемы электропроводки смотрите ниже.

Однолинейная расчетная схема электропроводки квартиры

Очень важная схема электропроводки квартиры. Делаются расчетные схемы для электрических квартирных щитков. На ней указываются все вводные автоматы защиты, автоматы защиты для отдельных групп электропроводки. Изображаются они специальными условными обозначениями. Также на расчетной схеме обозначаются все потребители и кабели электропроводок.

Все элементы схемы нанесены с расчетными номинальными характеристиками. Для автоматов защиты указываются ток срабатывания в Амперах. Для кабелей указывается количество жил, их сечение и марка. Например: кабель ВВГнг 3х2.5,обозначает кабель с тремя медными жилами в виниловой изоляции с сечением жил 2,5 квадратных миллиметра, причем изоляция нг-негорючая. Об электрических кабелях и их маркировках читайте отдельную статью на сайте.

На основе именно расчетной схемы покупаются материалы для выполнения работ по электрике. Также по расчетной схеме электропроводка квартиры разбивается на группы.

По расчетной схеме любой электрик может собрать электрический квартирный щит и поэтому в электропроекты квартир обычно не включают следующий тип электрической схемы. Это монтажная схема или схема соединений.

Монтажная схема (схема соединений) электропроводки в квартире

Монтажная схема иллюстрирует все электрические соединения в квартире.

Делается она в виде подробной таблицы с указанием, от какого устройства и куда идет кабель, к какой клемме он подсоединяется и какие характеристики имеет. Для электропроектов квартир монтажные схемы делаются редко, В основном схемы соединений делаются для промышленных предприятий с большими распределительными щитами, а также для главного распределительного щита (ГРЩ) жилых домов.

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.

МИСТЕР ЭЛЕКТРИК СЕРГИЕВ ПОСАД

Каталог статей

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

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

Назначение

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

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

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

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

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

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

Как создаются монтажные электрические схемы

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

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

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

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

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

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

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

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

01 — клеммник подключения силовых цепей;

02 — контакты электродвигателя;

04 — кнопка «Пуск»;

05 — кнопка «Стоп».

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

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

Как читать и собирать монтажные электрические схемы

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

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

Обозначения приборов и аппаратов

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

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

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

Обозначения проводов

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

Для простого оборудования этого приема бывает достаточно.

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

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

2. далее — номер клеммы.

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

5 — маркировка провода по монтажной и принципиальной схеме;

04 — номер монтажной единицы кнопки «Пуск»;

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

Она позволяет специалистам читать смонтированную схему с натуры так же удобно, как и с бумажного листа, что требуется делать быстро при поиске неисправностей или профилактических обслуживаниях.

Для информации: раньше маркировка концов проводов выполнялась:

надеванием фарфоровых наконечников с нанесением обозначений масляными красками;

подвешиванием алюминиевых жетонов с отчеканенной информацией;

закреплением картонных бирок с надписями тушью или карандашами;

другими доступными способами.

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

маркировку каждого провода;

начало его подключения;

марку, тип металла, площадь поперечного сечения;

Маркировка проводаОткуда выходитКуда приходитМарка, тип, площадь
А12SA-4QF-3ПВГ (2,5 мм кв)
В14SA-2SA-7ПВГ (1,5 мм кв)

Обозначения кабелей

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

Например, на открытом распределительном устройстве подстанции 110 кВ с силовыми секционированными шинами и выключателями, управляющими работой 25 воздушных ЛЭП создается монтажное присоединение для каждой ВЛ. Ему присваивается индивидуальный номер, который указывается в документации и на оборудовании.

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

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

измерительным цепям тока или напряжения;

схеме автоматики или управления;

другим вторичным устройствам.

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

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

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

Особенности обозначения отдельных элементов на монтажных схемах

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

Чаще всего это проявляется при:

навесном монтаже деталей прямо на контактные выводы реле и приборов;

установке коротких, хорошо различимых перемычек.

Навесной монтаж

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

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

Перемычки

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

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

Основные элементы электроники

В подавляющем большинстве случаев электронные устройства, которые выполняют те или иные функции, являются не монолитными, а составленными из целого ряда отдельных деталей, которые соединены между собой по определенной, разработанной конструкторами, принципиальной схеме. То, какие именно электронные компоненты в том или ином устройстве применяются, зависит от целого ряда факторов, среди которых ведущую роль играет его функциональное назначение, сложность конструкции и та среда, в которой оно будет использоваться.

Те, кто изучал основы электроники, отлично знают, что под радиоэлектронной аппаратурой понимаются такие устройства или же их совокупности, для изготовления которых применяются разнообразные электронные компоненты. При этом среди них центральное место занимают функциональные элементы электроники, которые есть в абсолютно любой конструкции такого рода.

Все электронные компоненты, которые применяются в каких-либо устройствах, чаще всего изготавливаются в заводских условиях на основе определенных стандартов и технических условий, а также обладают законченной формой и определенным видом.

Конструктивные элементы

Те элементы, которые присутствуют в конструкции различного рода специализированных электронных устройств и применяются для того, чтобы механически соединять их отдельные элементы, а также направлять и передавать движение (например, планки, скобы, оси, шестерни, валы, колеса, подшипники и т.п.) принято именовать конструктивными элементами (или же конструктивными деталями).

Вспомогательные элементы

Существуют также и так называемые вспомогательные элементы электроники. Их главной отличительной особенностью является то, что они сочетают выполнение электрических операций с механическими. Основы электроники гласят о том, что к таковым относятся реле, переключатели, штепсельные разъемы, электродвигатели. Строго говоря, вспомогательные элементы являются изделиями, относящимися к сфере точной механики.

Элементы электрических схем

Очень многие электронные компоненты относятся к третьей категории компонентов, которые являются составными частями различных электрических схем. Специалисты нередко именуют их элементами схемы, а относятся к ним разнообразные электронные и полупроводниковые приборы, трансформаторы, катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы. Следует заметить, что они могут иметь довольно сложную конструкцию, однако при этом разделение на отдельные части, которые имеют самостоятельное функциональное назначение, не допускается.

Компоненты общего применения

Основы электроники гласят также о том, что в этой сфере широко распространены и так называемые компоненты общего применения, к которым относят конденсаторы, резисторы, а также отдельные виды моточных изделий.

Типовые элементы электроники

Поскольку элементы общего применения в силу своей высокой востребованности производятся в массовом порядке, они тщательно стандартизованы и нормализованы. Разработанная для их конструирования и изготовления нормативная документация содержит в себе размеры, качественные и технико-экономические показатели, которым эти изделия в обязательном порядке должны соответствовать. Эти электронные компоненты конструкторы подбирают по характеристикам и параметрам, описывающим их свойства при различных условиях эксплуатации, в том числе и при неблагоприятных механических, климатических и температурных воздействиях.

Специальные элементы

Электронные компоненты, проектирование которых производится со строгим учетом особенностей тех электрических схем, в которых им придется функционировать, называются специальными. Они не подвергаются стандартизации и широкой нормализации.

Все элементы электроники характеризуются целым набором различных электрических параметров. Среди них основными специалисты считают следующие: те, которые характеризуют стабильность, надежность и потери; те, которые позволяют оценить способность переносить длительные воздействия электрических нагрузок; те, которые определяют пределы допускаемых отклонений и номинальные значения их величин.

Элемент схемы — обзор

6.2.1.1 Толстопленочные процессы

Между первоначальным чертежом заказчика и окончательной схемой существует много этапов.

Элементы схемы размечаются с использованием системы автоматизированного проектирования (САПР), из которой с помощью фотоплоттера изготавливаются фотопозитивы для каждой отдельной краски, предназначенной для печати на подложке. САПР также подготовит все необходимые чертежи и инструкции для производственного персонала. Типичная ширина токопроводящей линии составляет 0,25-0.75 мм (0,010–0,030 дюйма), а резисторы обычно имеют квадрат не менее 1,25 мм (0,050 дюйма).

Фотопозитив экспонируется и проявляется на экране, покрытом УФ-фильтром. чувствительная эмульсия. Сито из нержавеющей стали или синтетической ткани с размером ячеек от 2,4 до 16 ячеек / мм (60-400 ячеек / дюйм). Толстопленочная паста, нанесенная на трафарет, печатается на подложке с помощью подвижного гибкого ракеля.

Печатные машины могут быть загружены вручную или оснащены механическими системами подачи, которые принимают материалы из магазинов и переносят отпечатанные материалы на ленточные сушилки.Высушенные пасты обжигаются в многозонных ленточных печах с контролируемым температурно-временным профилем. Типичный профиль для проводников / резисторов составляет 60 минут, из них 10 минут при максимальной температуре 850 ° C.

Резисторы настраиваются с помощью энергии лазера, что обеспечивает такие преимущества, как скорость, точность и чистота. На подложках, напечатанных с использованием нескольких схем, разметка выполняется с помощью более мощного лазера, поэтому отдельные схемы можно вырезать.

Компоненты, соединенные паяными соединениями, размещаются на контактных площадках с нанесенным припоем.Для достижения необходимого объема работы это обычно делается с помощью машин для захвата и размещения с компьютерным управлением, которые берут каждый компонент с отдельной катушки и размещают их в правильном положении. Существует несколько методов оплавления паяльной пасты, например, с использованием нагретых лент, туннельных печей в атмосфере азота и инфракрасных ламп.

После процессов пайки с использованием флюсов блоки можно очистить, но многие системы пайки теперь являются «нечистыми», поскольку флюс не представляет опасности для работы схемы.

Планируется прекратить использование припоев, содержащих свинец, в электронике по экологическим причинам. Есть несколько систем, которые можно использовать в качестве альтернативы, используя олово, легированное множеством других металлов. Наибольшее изменение, влияющее на их использование в гибридах, заключается в том, что температура плавления обычно на 30-40 ° C выше, чем у эвтектики олово / свинец, и компоненты должны выдерживать нагрев до более высокой температуры во время сборки.

Полупроводниковые чипы обычно приклеиваются эпоксидной смолой.Его можно сделать проводящим с помощью серебряного или золотого порошка. Проводящая эпоксидная смола также используется для крепления конденсаторов к золотым проводникам, потому что припой очень быстро растворяет золото. Чистые чипы скреплены алюминиевыми или золотыми проволоками диаметром около 0,025 мм (0,001 дюйма). Алюминиевая проволока не используется с проводниками из чистого золота, потому что прочность связи быстро ухудшается.

Гибриды могут быть установлены на собственных выводах или внутри металлического или керамического корпуса, который имеет собственные выводы. Терминалы поставляются в барабанах, по 50 000 штук на непрерывной полосе.Машины вставки обрезают ненужные клеммы и вставляют подложки в полосу, после чего наматывают полосу. Затем полоса пропускается через машину для непрерывной пайки волной припоя, затем припаянная полоса может быть обработана на финишной машине, которая вырезает каждую единицу из полосы, проверяет ее и упаковывает.

Металлические упаковки закрываются пайкой или привариванием крышки или крышки к коллектору, на котором установлена ​​подложка. Внутри корпуса поддерживается атмосфера сухого азота, чтобы предохранить контур от коррозии.Сами пакеты защищены пленками из олова, припоя, никеля или золота.

Элементы схем и типы схем

Элемент схемы — это идеализированная математическая модель двухполюсного электрического устройства, полностью характеризующаяся соотношением напряжения и тока. Хотя идеальные элементы схемы не являются стандартными схемными компонентами, их важность заключается в том, что они могут быть соединены между собой (на бумаге или на компьютере) для приближения реальных схем, которые состоят из неидеальных элементов и различных электрических компонентов — что позволяет анализировать такие схемы.

Элементы цепи можно разделить на активные или пассивные.

Активные элементы схемы

Активные элементы схемы могут бесконечно выдавать ненулевую среднюю мощность. Существует четыре типа активных элементов схемы, и все они называются идеальными источниками. Их:

  • Независимый источник напряжения
  • Независимый источник тока
  • Зависимый источник напряжения
  • Зависимый источник тока

Элементы пассивной цепи

Пассивные элементы схемы не могут бесконечно обеспечивать ненулевую среднюю мощность.Некоторые пассивные элементы способны накапливать энергию и, следовательно, передавать ее обратно в цепь через некоторое время, но они не могут делать это бесконечно.

Существует три типа пассивных схемных элементов. Их:

  • Резистор
  • Индуктор
  • Конденсатор

Типы цепей

Соединение двух или более элементов схемы образует электрическую сеть. Если в сети есть хотя бы один замкнутый путь, это тоже электрическая цепь.Сеть, которая содержит хотя бы один активный элемент, то есть независимый или зависимый источник, является активной сетью. Сеть, не содержащая активных элементов, является пассивной сетью.

Независимые источники

Независимые источники — это идеальные элементы схемы, значение напряжения или тока которых не зависит от поведения цепей, к которым они принадлежат.

Независимый источник напряжения

Независимый источник напряжения характеризуется напряжением на клеммах, которое полностью не зависит от протекающего через него тока.Изображение независимого источника напряжения показано ниже:

Если значение источника напряжения постоянно, то есть не меняется со временем, то мы также можем представить его как идеальную батарею:

Хотя «настоящая» батарея не идеальна, есть много обстоятельств, при которых идеальная батарея является очень хорошим приближением.

В целом, однако, напряжение, создаваемое идеальным источником напряжения, будет функцией времени. В этом случае мы представляем напряжение символически как v (t).

Несколько типичных форм напряжения показаны ниже. Формы сигналов на (a) и (b) представляют собой типичные сигналы амплитудной модуляции (AM) и частотной модуляции (FM) соответственно. Оба типа сигналов используются в потребительской радиосвязи. Синусоида, показанная на (c), имеет множество применений; например, это форма обычного бытового напряжения. «Последовательность импульсов», такая как в (d), может использоваться для управления двигателями постоянного тока с переменной скоростью.

Поскольку напряжение, создаваемое источником, как правило, является функцией времени, наиболее общее представление идеального источника напряжения показано ниже:

Независимый источник тока

Независимый источник тока создает ток, который не зависит от напряжения на нем.Изображение независимого источника тока показано ниже:

Другими словами, идеальный источник тока — это устройство, которое при подключении к чему-либо всегда будет выталкивать ток (ток) с клеммы 1 и подтягивать ее к клемме 2

Поскольку ток, производимый источником, обычно является функцией времени, наиболее общее представление идеального источника тока показано ниже:

Как работают электронные компоненты

Электронные гаджеты стали неотъемлемой частью нашей жизни.Они сделали нашу жизнь комфортнее и удобнее. Электронные гаджеты находят широкое применение в современном мире, от авиации до медицины и здравоохранения. Фактически, революция в электронике и революция в компьютерах идут рука об руку.

Большинство гаджетов имеют крошечные электронные схемы, которые могут управлять машинами и обрабатывать информацию. Проще говоря, электронные схемы — это линия жизни различных электроприборов. В этом руководстве подробно рассказывается об общих электронных компонентах, используемых в электронных схемах, и о том, как они работают.

В этой статье я дам обзор электронных схем. Затем я предоставлю дополнительную информацию о 7 различных типах компонентов. Для каждого типа я буду обсуждать состав, принцип работы, а также функцию и значение компонента.

  1. Конденсатор
  2. Резистор
  3. Диод
  4. Транзистор
  5. Индуктор
  6. Реле
  7. Кристалл кварца


Обзор электронной схемы

Электронная схема — это структура, которая направляет и управляет электрическим током для выполнения различных функций, включая усиление сигнала, вычисление и передачу данных.Он состоит из нескольких различных компонентов, таких как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и диоды. Для соединения компонентов друг с другом используются токопроводящие провода или дорожки. Однако цепь считается завершенной, только если она начинается и заканчивается в одной и той же точке, образуя цикл.


Элементы электронной схемы

Сложность и количество компонентов в электронной схеме может изменяться в зависимости от ее применения. Однако простейшая схема состоит из трех элементов, включая токопроводящую дорожку, источник напряжения и нагрузку.

Элемент 1: токопроводящий путь

Электрический ток течет по токопроводящей дорожке. Хотя медные провода используются в простых цепях, они быстро заменяются токопроводящими дорожками. Проводящие дорожки — это не что иное, как медные листы, наклеенные на непроводящую основу. Они часто используются в небольших и сложных схемах, таких как печатные платы (PCB).

Элемент 2: Источник напряжения

Основная функция цепи — обеспечить безопасное прохождение электрического тока через нее.Итак, первый ключевой элемент — это источник напряжения. Это двухконтактное устройство, такое как аккумулятор, генераторы или энергосистемы, которые обеспечивают разность потенциалов (напряжение) между двумя точками в цепи, так что ток может течь через них.

Элемент 3: Нагрузка

Нагрузка — это элемент в цепи, который потребляет мощность для выполнения определенной функции. Лампочка — простейшая нагрузка. Однако сложные схемы имеют разные нагрузки, такие как резисторы, конденсаторы, транзисторы и транзисторы.


Факты об электронных схемах

Факт 1: Обрыв цепи

Как упоминалось ранее, цепь всегда должна образовывать петлю, чтобы через нее протекал ток. Однако, когда дело доходит до разомкнутой цепи, ток не может протекать, поскольку один или несколько компонентов отключены намеренно (с помощью переключателя) или случайно (сломанные части). Другими словами, любая цепь, не образующая петли, является разомкнутой.

Факт 2: Замкнутый контур

Замкнутый контур — это контур, который образует контур без каких-либо прерываний.Таким образом, это полная противоположность разомкнутой цепи. Однако полная цепь, которая не выполняет никаких функций, остается замкнутой цепью. Например, цепь, подключенная к разряженной батарее, может не работать, но это все равно замкнутая цепь.

Факт 3: Короткое замыкание

В случае короткого замыкания между двумя точками электрической цепи образуется соединение с низким сопротивлением. В результате ток имеет тенденцию течь через это вновь образованное соединение, а не по намеченному пути.Например, если есть прямое соединение между отрицательной и положительной клеммами батареи, ток будет проходить через нее, а не через цепь.

Однако короткое замыкание обычно приводит к серьезным несчастным случаям, поскольку ток может протекать с опасно высоким уровнем. Следовательно, короткое замыкание может повредить электронное оборудование, вызвать взрыв батарей и даже вызвать пожар в коммерческих и жилых зданиях.

Факт 4: Печатные платы (PCB)

Для большинства электронных устройств требуются сложные электронные схемы.Вот почему разработчикам приходится размещать крошечные электронные компоненты на печатной плате. Он состоит из пластиковой платы с соединительными медными дорожками с одной стороны и множества отверстий для крепления компонентов. Когда макет печатной платы наносится химическим способом на пластиковую плату, она называется печатной платой или печатной платой.

Рисунок 1: Печатная плата. [Источник изображения]

Факт 5: Интегральные схемы (ИС)

Хотя печатные платы могут предложить множество преимуществ, для большинства современных приборов, таких как компьютеры и мобильные телефоны, требуются сложные схемы, состоящие из тысяч и даже миллионов компонентов.Вот тут-то и пригодятся интегральные схемы. Это крошечные электронные схемы, которые могут поместиться внутри небольшого кремниевого чипа. Джек Килби изобрел первую интегральную схему в 1958 году в компании Texas Instruments. Единственная цель ИС — повысить эффективность электронных устройств при уменьшении их размера и стоимости производства. С годами интегральные схемы становились все более сложными, поскольку технологии продолжают развиваться. Вот почему персональные компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и другая бытовая электроника с каждым днем ​​становятся все дешевле и лучше.

Рисунок 2: Интегральные схемы. [Источник изображения]


Электронные компоненты

Благодаря современным технологиям процесс сборки электронных схем был полностью автоматизирован, особенно это касается изготовления микросхем и печатных плат. Количество и расположение компонентов в схеме может варьироваться в зависимости от ее сложности. Однако он построен с использованием небольшого количества стандартных компонентов.

Следующие компоненты используются для создания электронных схем.


Компонент 1: Конденсатор

Конденсаторы

широко используются для построения различных типов электронных схем.Конденсатор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который может электростатически накапливать энергию в электрическом поле. Проще говоря, он работает как небольшая аккумуляторная батарея, накапливающая электричество. Однако, в отличие от аккумулятора, он может заряжаться и разряжаться за доли секунды.

Рисунок 3: Конденсаторы [Источник изображения]

A. Состав

Конденсаторы

бывают всех форм и размеров, но обычно они состоят из одинаковых основных компонентов. Между ними уложены два электрических проводника или пластины, разделенные диэлектриком или изолятором.Пластины состоят из проводящего материала, такого как тонкие пленки из металла или алюминиевой фольги. С другой стороны, диэлектрик — это непроводящий материал, такой как стекло, керамика, пластиковая пленка, воздух, бумага или слюда. Вы можете вставить два электрических соединения, выступающих из пластин, чтобы зафиксировать конденсатор в цепи.

B. Как это работает?

Когда вы прикладываете напряжение к двум пластинам или подключаете их к источнику, на изоляторе возникает электрическое поле, в результате чего на одной пластине накапливается положительный заряд, а на другой накапливается отрицательный заряд.Конденсатор продолжает сохранять заряд, даже если вы отключите его от источника. В тот момент, когда вы подключаете его к нагрузке, накопленная энергия перетекает от конденсатора к нагрузке.

Емкость — это количество энергии, хранящейся в конденсаторе. Чем выше емкость, тем больше энергии он может хранить. Увеличить емкость можно, сдвинув пластины ближе друг к другу или увеличив их размер. В качестве альтернативы вы также можете улучшить изоляционные качества, чтобы увеличить емкость.

C. Функция и значение

Хотя конденсаторы выглядят как батареи, они могут выполнять различные типы функций в цепи, такие как блокировка постоянного тока с одновременным прохождением переменного тока или сглаживание выходного сигнала от источника питания. Они также используются в системах передачи электроэнергии для стабилизации напряжения и потока мощности. Одной из наиболее важных функций конденсатора в системах переменного тока является коррекция коэффициента мощности, без которой вы не сможете обеспечить достаточный пусковой момент для однофазных двигателей.

Применение конденсаторов фильтров

Если вы используете микроконтроллер в цепи для запуска определенной программы, вы не хотите, чтобы его напряжение упало, поскольку это приведет к сбросу контроллера. Вот почему дизайнеры используют конденсатор. Он может обеспечить микроконтроллер необходимой мощностью на долю секунды, чтобы избежать перезапуска. Другими словами, он отфильтровывает шумы в линии питания и стабилизирует источник питания.

Применение удерживающих конденсаторов

В отличие от батареи, конденсатор быстро разряжается.Вот почему он используется для кратковременного питания цепи. Батареи вашей камеры заряжают конденсатор, прикрепленный к вспышке. Когда вы делаете снимок со вспышкой, конденсатор высвобождает свой заряд за доли секунды, генерируя вспышку света.

Применение конденсаторов с таймером

В резонансной или зависящей от времени схеме конденсаторы используются вместе с резистором или катушкой индуктивности в качестве элемента синхронизации. Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, определяет работу схемы.


Компонент 2: резистор

Резистор — это пассивное двухконтактное электрическое устройство, которое препятствует прохождению тока. Это, наверное, самый простой элемент в электронной схеме. Это также один из наиболее распространенных компонентов, поскольку сопротивление является неотъемлемым элементом почти всех электронных схем. Обычно они имеют цветовую маркировку.

Рисунок 4: Резисторы [Источник изображения]

A. Состав

Резистор — это совсем не модное устройство, потому что сопротивление — это естественное свойство, которым обладают почти все проводники.Итак, конденсатор состоит из медной проволоки, обернутой вокруг изоляционного материала, такого как керамический стержень. Количество витков и толщина медной проволоки прямо пропорциональны сопротивлению. Чем больше количество витков и чем тоньше провод, тем выше сопротивление.

Также можно встретить резисторы, изготовленные по спирали из углеродной пленки. Отсюда и название резисторы с углеродной пленкой. Они разработаны для схем с низким энергопотреблением, потому что резисторы с углеродной пленкой не так точны, как их аналоги с проволочной обмоткой.Однако они дешевле проводных резисторов. К обоим концам прикреплены клеммы проводов. Поскольку резисторы не учитывают полярность в цепи, ток может течь в любом направлении. Таким образом, не нужно беспокоиться о том, чтобы прикрепить их вперед или назад.

B. Как это работает?

Резистор может выглядеть не очень. Можно подумать, что он ничего не делает, кроме как потребляет энергию. Однако он выполняет жизненно важную функцию: контролирует напряжение и ток в вашей цепи.Другими словами, резисторы дают вам контроль над конструкцией вашей схемы.

Когда электрический ток начинает течь по проводу, все электроны начинают двигаться в одном направлении. Это похоже на воду, текущую по трубе. По тонкой трубе будет течь меньше воды, потому что у нее меньше места для ее движения.

Точно так же, когда ток проходит через тонкий провод в резисторе, электронам становится все труднее двигаться через него. Короче говоря, количество электронов, проходящих через резистор, уменьшается с увеличением длины и толщины провода.

C. Функция и значение

У резисторов

есть множество применений, но три наиболее распространенных — это управление током, деление напряжения и цепи резистор-конденсатор.

Ограничение тока

Если вы не добавите резисторы в цепь, ток будет опасно высоким. Это может привести к перегреву других компонентов и их повреждению. Например, если вы подключите светодиод напрямую к батарее, он все равно будет работать.Однако через некоторое время светодиод нагреется, как огненный шар. В конечном итоге он сгорит, поскольку светодиоды менее устойчивы к нагреву.

Но, если ввести в схему резистор, он снизит протекание тока до оптимального уровня. Таким образом, вы можете дольше держать светодиод включенным, не перегревая его.

Делительное напряжение

Также используются резисторы

для понижения напряжения до нужного уровня. Иногда для определенной части схемы, такой как микроконтроллер, может потребоваться более низкое напряжение, чем для самой схемы.Здесь на помощь приходит резистор.

Допустим, ваша схема работает от аккумулятора 12 В. Однако для микроконтроллера требуется только питание 6 В. Итак, чтобы разделить напряжение пополам, все, что вам нужно сделать, это подключить последовательно два резистора с равным сопротивлением. Проволока между двумя резисторами снизит наполовину напряжение вашей цепи, к которой может быть подключен микроконтроллер. Используя соответствующие резисторы, вы можете снизить напряжение в цепи до любого уровня.

Резисторно-конденсаторные сети

Резисторы

также используются в сочетании с конденсаторами для создания интегральных схем, которые содержат массивы резистор-конденсатор в одной микросхеме.Их также называют RC-фильтрами или RC-сетями. Они часто используются для подавления электромагнитных помех (EMI) или радиочастотных помех (RFI) в различных инструментах, включая порты ввода / вывода компьютеров и ноутбуков, локальные сети (LAN) и глобальные сети (WAN), среди прочего. Они также используются в станках, распределительных устройствах, контроллерах двигателей, автоматизированном оборудовании, промышленных приборах, лифтах и ​​эскалаторах.


Компонент 3: Диод

Диод — это устройство с двумя выводами, которое позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Таким образом, это электронный эквивалент обратного клапана или улицы с односторонним движением. Он обычно используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Он изготовлен либо из полупроводникового материала (полупроводниковый диод), либо из вакуумной трубки (вакуумный ламповый диод). Однако сегодня большинство диодов изготовлено из полупроводникового материала, особенно из кремния.

Рисунок 5: Диод [Источник изображения]

A. Состав

Как упоминалось ранее, существует два типа диодов: вакуумные диоды и полупроводниковые диоды.Вакуумный диод состоит из двух электродов (катода и анода), помещенных внутри герметичной вакуумной стеклянной трубки. Полупроводниковый диод состоит из полупроводников p-типа и n-типа. Поэтому он известен как диод с p-n переходом. Обычно он изготавливается из кремния, но также можно использовать германий или селен.

B. Как это работает?
Вакуумный диод

Когда катод нагревается нитью накала, в вакууме образуется невидимое облако электронов, называемое пространственным зарядом.Хотя электроны испускаются катодом, отрицательный объемный заряд отталкивает их. Поскольку электроны не могут достичь анода, через цепь не протекает ток. Однако, когда анод становится положительным, объемный заряд исчезает. В результате ток начинает течь от катода к аноду. Таким образом, электрический ток внутри диода течет только от катода к аноду и никогда от анода к катоду.

Соединительный диод P-N

Диод с p-n переходом состоит из кремниевых полупроводников p-типа и n-типа.Полупроводник p-типа обычно легируется бором, оставляя в нем дырки (положительный заряд). С другой стороны, полупроводник n-типа легирован сурьмой, добавляя в него несколько дополнительных электронов (отрицательный заряд). Таким образом, электрический ток может протекать через оба полупроводника.

Когда вы складываете блоки p-типа и n-типа вместе, лишние электроны n-типа объединяются с дырками p-типа, создавая зону обеднения без каких-либо свободных электронов или дырок. Короче, ток через диод больше не может проходить.

Когда вы подключаете отрицательную клемму батареи к кремнию n-типа, а положительную клемму к p-типу (прямое смещение), ток начинает течь, поскольку электроны и дырки теперь могут перемещаться по переходу. Однако, если вы перевернете клеммы (обратное смещение), ток через диод не будет протекать, потому что дырки и электроны отталкиваются друг от друга, расширяя зону истощения. Таким образом, как и вакуумный диод, переходной диод может пропускать ток только в одном направлении.

с.Функция и значение

Хотя диоды являются одними из простейших компонентов электронной схемы, они находят уникальное применение в различных отраслях промышленности.

Преобразование переменного тока в постоянный

Наиболее распространенное и важное применение диодов — преобразование переменного тока в постоянный. Обычно полуволновой (один диод) или двухполупериодный (четыре диода) выпрямитель используется для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, особенно в бытовых источниках питания. Когда вы пропускаете источник питания переменного тока через диод, через него проходит только половина формы волны переменного тока.Поскольку этот импульс напряжения используется для зарядки конденсатора, он создает устойчивые и непрерывные постоянные токи без каких-либо пульсаций. Различные комбинации диодов и конденсаторов также используются для создания различных типов умножителей напряжения для умножения небольшого переменного напряжения на высокие выходы постоянного тока.

Шунтирующие диоды

Обходные диоды часто используются для защиты солнечных батарей. Когда ток от остальных элементов проходит через поврежденный или пыльный солнечный элемент, это вызывает перегрев. В результате общая выходная мощность снижается, создавая горячие точки.Диоды подключаются параллельно солнечным элементам, чтобы защитить их от перегрева. Эта простая конструкция ограничивает напряжение на неисправном солнечном элементе, позволяя току проходить через неповрежденные элементы во внешнюю цепь.

Защита от скачков напряжения

Когда источник питания внезапно прерывается, в большинстве индуктивных нагрузок возникает высокое напряжение. Этот неожиданный скачок напряжения может повредить нагрузку. Однако вы можете защитить дорогостоящее оборудование, подключив диод к индуктивным нагрузкам.В зависимости от типа защиты эти диоды известны под разными названиями, включая демпферный диод, обратный диод, подавляющий диод и диод свободного хода, среди других.

Демодуляция сигнала

Они также используются в процессе модуляции сигнала, поскольку диоды могут эффективно удалять отрицательный элемент сигнала переменного тока. Диод выпрямляет несущую волну, превращая ее в постоянный ток. Звуковой сигнал извлекается из несущей волны, этот процесс называется звуковой частотной модуляцией.Вы можете слышать звук после некоторой фильтрации и усиления. Следовательно, диоды обычно используются в радиоприемниках для извлечения сигнала из несущей волны.

Защита от обратного тока

Изменение полярности источника постоянного тока или неправильное подключение батареи может привести к протеканию значительного тока через цепь. Такое обратное подключение может повредить подключенную нагрузку. Вот почему защитный диод включен последовательно с положительной стороной клеммы аккумулятора. В случае правильной полярности диод становится смещенным в прямом направлении, и ток течет по цепи.Однако в случае неправильного подключения он становится смещенным в обратном направлении, блокируя ток. Таким образом, он может защитить ваше оборудование от возможных повреждений.


Компонент 4: Транзистор

Один из важнейших компонентов электронной схемы, транзисторы произвели революцию в области электроники. Эти крошечные полупроводниковые устройства с тремя выводами существуют уже более пяти десятилетий. Их часто используют как усилители и переключающие устройства. Вы можете думать о них как о реле без каких-либо движущихся частей, потому что они могут включать или выключать что-либо без какого-либо движения.

Рисунок 6: Транзисторы [Источник изображения]

A. Состав

Вначале германий использовался для создания транзисторов, которые были чрезвычайно чувствительны к температуре. Однако сегодня они изготавливаются из кремния, полупроводникового материала, обнаруженного в песке, потому что кремниевые транзисторы гораздо более устойчивы к температуре и дешевле в производстве. Есть два разных типа биполярных переходных транзисторов (BJT), NPN и PNP. Каждый транзистор имеет три контакта, которые называются базой (b), коллектором (c) и эмиттером (e).NPN и PNP относятся к слоям полупроводникового материала, из которых изготовлен транзистор.

B. Как это работает?

Когда вы помещаете кремниевую пластину p-типа между двумя стержнями n-типа, вы получаете NPN-транзистор. Эмиттер присоединен к одному n-типу, а коллектор — к другому. Основание прикреплено к р-образному типу. Избыточные дырки в кремнии p-типа действуют как барьеры, блокирующие прохождение тока. Однако, если вы приложите положительное напряжение к базе и коллектору и отрицательно зарядите эмиттер, электроны начнут течь от эмиттера к коллектору.

Расположение и количество блоков p-типа и n-типа остаются инвертированными в транзисторе PNP. В этом типе транзистора один n-тип находится между двумя блоками p-типа. Поскольку распределение напряжения отличается, транзистор PNP работает иначе. Транзистор NPN требует положительного напряжения на базу, в то время как PNP требует отрицательного напряжения. Короче говоря, ток должен течь от базы, чтобы включить PNP-транзистор.

C. Функция и значение

Транзисторы функционируют как переключатели и усилители в большинстве электронных схем.Дизайнеры часто используют транзистор в качестве переключателя, потому что, в отличие от простого переключателя, он может превратить небольшой ток в гораздо больший. Хотя вы можете использовать простой переключатель в обычной цепи, для продвинутой схемы может потребоваться различное количество токов на разных этапах.

Транзисторы в слуховых аппаратах

Одно из самых известных применений транзисторов — слуховой аппарат. Обычно небольшой микрофон в слуховом аппарате улавливает звуковые волны, преобразовывая их в колеблющиеся электрические импульсы или токи.Когда эти токи проходят через транзистор, они усиливаются. Затем усиленные импульсы проходят через динамик, снова преобразуя их в звуковые волны. Таким образом, вы можете слышать значительно более громкую версию окружающего шума.

Транзисторы в компьютерах и калькуляторах

Все мы знаем, что компьютеры хранят и обрабатывают информацию, используя двоичный язык «ноль» и «единица». Однако большинство людей не знают, что транзисторы играют решающую роль в создании чего-то, что называется логическими вентилями, которые являются основой компьютерных программ.Транзисторы часто соединяются с логическими вентилями, чтобы создать уникальный элемент устройства, называемый триггером. В этой системе транзистор остается включенным, даже если вы уберете ток базы. Теперь он переключается или выключается всякий раз, когда через него проходит новый ток. Таким образом, транзистор может хранить ноль, когда он выключен, или единицу, когда он включен, что является принципом работы компьютеров.

Транзисторы Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона состоит из двух соединенных вместе транзисторов с полярным соединением PNP или NPN.Он назван в честь своего изобретателя Сидни Дарлингтона. Единственное назначение транзистора Дарлингтона — обеспечить высокий коэффициент усиления по току при низком базовом токе. Вы можете найти эти транзисторы в приборах, которым требуется высокий коэффициент усиления по току на низкой частоте, таких как регуляторы мощности, драйверы дисплея, контроллеры двигателей, световые и сенсорные датчики, системы сигнализации и усилители звука.

IGBT и MOSFET транзисторы

Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) часто используются в качестве усилителей и переключателей в различных инструментах, включая электромобили, поезда, холодильники, кондиционеры и даже стереосистемы.С другой стороны, полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) обычно используются в интегральных схемах для управления уровнями мощности устройства или для хранения данных.


Компонент 5: Индуктор

Катушка индуктивности, также известная как реактор, представляет собой пассивный компонент цепи, имеющей два вывода. Это устройство хранит энергию в своем магнитном поле, возвращая ее в цепь при необходимости. Было обнаружено, что когда две катушки индуктивности помещаются рядом, не касаясь друг друга, магнитное поле, создаваемое первой катушкой индуктивности, воздействует на вторую катушку индуктивности.Это был решающий прорыв, который привел к изобретению первых трансформаторов.

Рисунок 7: Катушки индуктивности [Источник изображения]

A. Состав

Вероятно, это простейший компонент, состоящий только из мотка медной проволоки. Индуктивность прямо пропорциональна количеству витков в катушке. Однако иногда катушка наматывается на ферромагнитный материал, такой как железо, слоистое железо и порошковое железо, для увеличения индуктивности. Форма этого сердечника также может увеличить индуктивность.Тороидальные (в форме бублика) сердечники обеспечивают лучшую индуктивность по сравнению с соленоидными (стержневыми) сердечниками на такое же количество витков. К сожалению, индукторы в интегральной схеме сложно соединить, поэтому их обычно заменяют резисторами.

B. Как это работает?

Когда ток проходит по проводу, он создает магнитное поле. Однако уникальная форма индуктора приводит к созданию гораздо более сильного магнитного поля. Это мощное магнитное поле, в свою очередь, сопротивляется переменному току, но пропускает через него постоянный ток.Это магнитное поле также хранит энергию.

Возьмем простую схему, состоящую из батареи, переключателя и лампочки. Лампа загорится ярко, как только вы включите выключатель. Добавьте в эту цепь индуктивность. Как только вы включаете выключатель, лампочка переключается с яркой на тусклую. С другой стороны, когда переключатель выключен, он становится очень ярким, всего на долю секунды до полного выключения.

Когда вы включаете переключатель, индуктор начинает использовать электричество для создания магнитного поля, временно блокируя прохождение тока.Но только постоянный ток проходит через индуктор, как только магнитное поле заполнено. Вот почему лампочка переключается с яркой на тусклую. Все это время индуктор накапливает некоторую электрическую энергию в виде магнитного поля. Итак, когда вы выключаете выключатель, магнитное поле поддерживает постоянный ток в катушке. Таким образом, лампочка некоторое время горит ярко перед тем, как погаснуть.

C. Функция и значение

Хотя индукторы полезны, их трудно включить в электронные схемы из-за их размера.Поскольку они более громоздкие по сравнению с другими компонентами, они увеличивают вес и занимают много места. Следовательно, их обычно заменяют резисторами в интегральных схемах (ИС). Тем не менее, индукторы находят широкое применение в промышленности.

Фильтры в настроенных схемах

Одним из наиболее распространенных применений индукторов является выбор желаемой частоты в настроенных схемах. Они широко используются с конденсаторами и резисторами, подключенными параллельно или последовательно, для создания фильтров.Импеданс катушки индуктивности увеличивается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, автономная катушка индуктивности может действовать только как фильтр нижних частот. Однако, когда вы объединяете его с конденсатором, вы можете создать режекторный фильтр, потому что импеданс конденсатора уменьшается с увеличением частоты сигнала. Таким образом, вы можете использовать различные комбинации конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов для создания различных типов фильтров. Они присутствуют в большинстве электронных устройств, включая телевизоры, настольные компьютеры и радио.

Катушки индуктивности как дроссели

Если через дроссель протекает переменный ток, он создает противоположный ток. Таким образом, он может преобразовывать источник переменного тока в постоянный. Другими словами, он подавляет подачу переменного тока, но позволяет постоянному току проходить через него, отсюда и название «дроссель». Обычно они встречаются в цепях питания, которым необходимо преобразовать подачу переменного тока в подачу постоянного тока.

Ферритовые бусины

Ферритовый шарик или ферритовый дроссель используется для подавления высокочастотного шума в электронных схемах.Некоторые из распространенных применений ферритовых шариков включают компьютерные кабели, телевизионные кабели и кабели для зарядки мобильных устройств. Эти кабели иногда могут действовать как антенны, взаимодействуя с аудио- и видеовыходами вашего телевизора и компьютера. Таким образом, индукторы используются в ферритовых шариках, чтобы уменьшить такие радиочастотные помехи.

Индукторы в датчиках приближения

Большинство датчиков приближения работают по принципу индуктивности. Индуктивный датчик приближения состоит из четырех частей, включая индуктор или катушку, генератор, схему обнаружения и выходную схему.Осциллятор генерирует флуктуирующее магнитное поле. Когда объект приближается к этому магнитному полю, начинают накапливаться вихревые токи, уменьшая магнитное поле датчика.

Схема обнаружения определяет силу датчика, в то время как выходная схема вызывает соответствующий ответ. Индуктивные датчики приближения, также называемые бесконтактными датчиками, ценятся за их надежность. Они используются на светофорах для определения плотности движения, а также в качестве датчиков парковки легковых и грузовых автомобилей.

Асинхронные двигатели

Асинхронный двигатель, вероятно, является наиболее распространенным примером применения индукторов. Обычно в асинхронном двигателе индукторы устанавливаются в фиксированном положении. Другими словами, им не разрешается выравниваться с близлежащим магнитным полем. Источник питания переменного тока используется для создания вращающегося магнитного поля, которое затем вращает вал. Потребляемая мощность регулирует скорость вращения. Следовательно, асинхронные двигатели часто используются в приложениях с фиксированной скоростью. Асинхронные двигатели очень надежны и прочны, поскольку нет прямого контакта между двигателем и ротором.

Трансформаторы

Как упоминалось ранее, открытие индукторов привело к изобретению трансформаторов, одного из основных компонентов систем передачи энергии. Вы можете создать трансформатор, объединив индукторы общего магнитного поля. Обычно они используются для повышения или понижения напряжения в линиях электропередач до желаемого уровня.

Накопитель энергии

Катушка индуктивности, как и конденсатор, также может накапливать энергию. Однако, в отличие от конденсатора, он может накапливать энергию в течение ограниченного времени.Поскольку энергия хранится в магнитном поле, она схлопывается, как только отключается источник питания. Тем не менее, индукторы функционируют как надежные накопители энергии в импульсных источниках питания, таких как настольные компьютеры.


Компонент 6: реле

Реле — это электромагнитный переключатель, который может размыкать и замыкать цепи электромеханическим или электронным способом. Для работы реле необходим относительно небольшой ток. Обычно они используются для регулирования малых токов в цепи управления.Однако вы также можете использовать реле для управления большими электрическими токами. Реле — это электрический эквивалент рычага. Вы можете включить его небольшим током, чтобы включить (или усилить) другую цепь, использующую большой ток. Реле могут быть либо электромеханическими, либо твердотельными.

Рисунок 8: Реле [Источник изображения]

A. Состав

Электромеханическое реле (ЭМИ) состоит из корпуса, катушки, якоря, пружины и контактов. Рама поддерживает различные части реле. Якорь — это подвижная часть релейного переключателя.Катушка (в основном из медной проволоки), намотанная на металлический стержень, создает магнитное поле, которое перемещает якорь. Контакты — это токопроводящие части, которые размыкают и замыкают цепь.

Твердотельное реле (SSR) состоит из входной цепи, цепи управления и выходной цепи. Входная цепь эквивалентна катушке электромеханического реле. Схема управления действует как связующее устройство между входными и выходными цепями, в то время как выходная цепь выполняет ту же функцию, что и контакты в ЭМИ.Твердотельные реле становятся все более популярными, поскольку они дешевле, быстрее и надежнее электромеханических реле.

B. Как это работает?

Используете ли вы электромеханическое реле или твердотельное реле, это нормально замкнутое (NC) или нормально разомкнутое (NO) реле. В случае реле NC контакты остаются замкнутыми при отсутствии питания. Однако в нормально разомкнутом реле контакты остаются разомкнутыми при отсутствии питания.Короче говоря, всякий раз, когда через реле протекает ток, контакты либо размыкаются, либо замыкаются.

В ЭМИ источник питания возбуждает катушку реле, создавая магнитное поле. Магнитная катушка притягивает металлическую пластину, установленную на якоре. Когда ток прекращается, якорь возвращается в исходное положение под действием пружины. EMR также может иметь один или несколько контактов в одном пакете. Если в цепи используется только один контакт, она называется цепью с одиночным разрывом (SB). С другой стороны, цепь двойного размыкания (DB) идет с буксировочными контактами.Обычно реле с одинарным размыканием используются для управления маломощными устройствами, такими как индикаторные лампы, в то время как контакты с двойным размыканием используются для управления мощными устройствами, такими как соленоиды.

Когда дело доходит до работы SSR, вам необходимо подать напряжение выше, чем указанное напряжение срабатывания реле, чтобы активировать входную цепь. Вы должны подать напряжение ниже установленного минимального напряжения падения реле, чтобы деактивировать входную цепь. Схема управления передает сигнал от входной цепи к выходной цепи.Выходная цепь включает нагрузку или выполняет желаемое действие.

C. Функция и значение

Поскольку они могут управлять сильноточной цепью с помощью слаботочного сигнала, в большинстве процессов управления используются реле в качестве первичных устройств защиты и переключения. Они также могут обнаруживать неисправности и нарушения, возникающие в системах распределения электроэнергии. Типичные приложения включают телекоммуникации, автомобили, системы управления дорожным движением, бытовую технику и компьютеры, среди прочего.

Защитные реле

Защитные реле используются для отключения или отключения цепи при обнаружении каких-либо нарушений. Иногда они также могут подавать сигнал тревоги при обнаружении неисправности. Типы реле защиты зависят от их функции. Например, реле максимального тока предназначено для определения тока, превышающего заданное значение. При обнаружении такого тока реле срабатывает, отключая автоматический выключатель, чтобы защитить оборудование от возможного повреждения.

Дистанционное реле или реле импеданса, с другой стороны, может обнаруживать отклонения в соотношении тока и напряжения, а не контролировать их величину независимо.Он срабатывает, когда отношение V / I падает ниже заданного значения. Обычно защитные реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Реле автоматического повторного включения

Реле автоматического повторного включения предназначено для многократного повторного включения автоматического выключателя, который уже отключен с помощью защитного реле. Например, при внезапном падении напряжения в электрической цепи в вашем доме может наблюдаться несколько кратковременных перебоев в подаче электроэнергии.Эти сбои происходят из-за того, что реле повторного включения пытается автоматически включить защитное реле. В случае успеха питание будет восстановлено. В противном случае произойдет полное отключение электроэнергии.

Тепловые реле

Тепловое воздействие электрической энергии — принцип работы теплового реле. Короче говоря, он может обнаруживать повышение температуры окружающей среды и соответственно включать или выключать цепь. Он состоит из биметаллической полосы, которая нагревается при прохождении через нее сверхтока.Нагретая полоса изгибается и замыкает замыкающий контакт, отключая автоматический выключатель. Наиболее распространенное применение теплового реле — защита электродвигателя от перегрузки.


Компонент 7. Кристалл кварца

Кристаллы кварца находят несколько применений в электронной промышленности. Однако в основном они используются в качестве резонаторов в электронных схемах. Кварц — это встречающаяся в природе форма кремния. Однако теперь его производят синтетически, чтобы удовлетворить растущий спрос. Проявляет пьезоэлектрический эффект.Если вы приложите физическое давление к одной стороне, возникающие в результате вибрации создадут переменное напряжение на кристалле. Кварцевые резонаторы доступны во многих размерах в зависимости от требуемых применений.

Рисунок 9: Кристалл кварца [Источник изображения]

A. Состав

Как упоминалось ранее, кристаллы кварца либо производятся синтетическим путем, либо встречаются в природе. Их часто используют для создания кварцевых генераторов для создания электрического сигнала с точной частотой. Обычно форма кристаллов кварца гексагональная с пирамидками на концах.Однако для практических целей их разрезают на прямоугольные плиты. К наиболее распространенным типам форматов резки относятся X, Y и AT. Эта плита помещается между двумя металлическими пластинами, называемыми удерживающими пластинами. Внешняя форма кварцевого кристалла или кварцевого генератора может быть цилиндрической, прямоугольной или квадратной.

B. Как это работает?

Если подать на кристалл переменное напряжение, он вызовет механические колебания. Огранка и размер кристалла кварца определяют резонансную частоту этих колебаний или колебаний.Таким образом, он генерирует постоянный сигнал. Кварцевые генераторы дешевы и просты в изготовлении синтетическим способом. Они доступны в диапазоне от нескольких кГц до нескольких МГц. Поскольку кварцевые генераторы имеют более высокую добротность или добротность, они очень стабильны во времени и температуре.

C. Функция и значение

Исключительно высокая добротность позволяет использовать кристаллы кварца и резонансный элемент в генераторах, а также в фильтрах в электронных схемах.Вы можете найти этот высоконадежный компонент в радиочастотных приложениях, как схемы генератора тактовых импульсов в платах микропроцессоров, а также как элемент синхронизации в цифровых часах.

Кварцевые часы

Проблема традиционных часов с винтовой пружиной заключается в том, что вам нужно периодически заводить катушку. С другой стороны, маятниковые часы зависят от силы тяжести. Таким образом, они по-разному показывают время на разных уровнях моря и высотах из-за изменений силы тяжести.Однако на характеристики кварцевых часов не влияет ни один из этих факторов. Кварцевые часы питаются от батареек. Обычно крошечный кристалл кварца регулирует шестеренки, которые управляют секундной, минутной и часовой стрелками. Поскольку кварцевые часы потребляют очень мало энергии, батарея часто может работать дольше.

Фильтры

Вы также можете использовать кристаллы кварца в электронных схемах в качестве фильтров. Они часто используются для фильтрации нежелательных сигналов в радиоприемниках и микроконтроллерах. Большинство основных фильтров состоят из одного кристалла кварца.Однако усовершенствованные фильтры могут содержать более одного кристалла, чтобы соответствовать требованиям к рабочим характеристикам. Эти кварцевые фильтры намного превосходят фильтры, изготовленные с использованием ЖК-компонентов.


Заключение

От общения с близкими, живущими на разных континентах, до приготовления горячей чашки кофе — электронные гаджеты затрагивают практически все аспекты нашей жизни. Однако что заставляет эти электронные устройства выполнять, казалось бы, трудоемкие задачи всего за несколько минут? Крошечные электронные схемы — основа всего электронного оборудования.Чтение о различных компонентах электронной схемы поможет вам понять их функции и значение. Поделитесь своими предложениями и мнениями по этому поводу в разделе комментариев ниже.

// Эта статья изначально была опубликована на ICRFQ.

электрическая схема | Схемы и примеры

Электрическая цепь, путь для передачи электрического тока. Электрическая цепь включает в себя устройство, которое передает энергию заряженным частицам, составляющим ток, например аккумулятор или генератор; устройства, использующие ток, такие как лампы, электродвигатели или компьютеры; и соединительные провода или линии передачи.Два основных закона, математически описывающих работу электрических цепей, — это закон Ома и правила Кирхгофа.

Принципиальная электрическая схема с выключателем, батареей и лампой.

© Открыть индекс

Подробнее по этой теме

Магнитная керамика: Электрические цепи

Хотя керамические ферриты имеют меньшую намагниченность насыщения, чем магнитные металлы, их можно сделать гораздо более резистивными к электрическому току…

Электрические цепи классифицируются по нескольким признакам. Цепь постоянного тока несет ток, который течет только в одном направлении. В цепи переменного тока проходит ток, который пульсирует вперед и назад много раз каждую секунду, как и в большинстве домашних цепей. (Для более подробного обсуждения цепей постоянного и переменного тока см. Электричество: Постоянный электрический ток и электричество: Переменные электрические токи.) Последовательная цепь представляет собой путь, по которому весь ток протекает через каждый компонент.Параллельная цепь состоит из ветвей, так что ток разделяется, и только часть его протекает через любую ветвь. Напряжение или разность потенциалов на каждой ветви параллельной цепи одинаковы, но токи могут отличаться. В домашней электрической цепи, например, одно и то же напряжение подается на каждый светильник или прибор, но каждая из этих нагрузок потребляет разное количество тока в соответствии с требованиями к мощности. Несколько одинаковых батарей, соединенных параллельно, обеспечивают больший ток, чем одна батарея, но напряжение такое же, как и у одиночной батареи.См. Также интегральную схему; настроенная схема.

Сеть транзисторов, трансформаторов, конденсаторов, соединительных проводов и других электронных компонентов в одном устройстве, таком как радиоприемник, также представляет собой электрическую цепь. Такие сложные схемы могут состоять из одной или нескольких ветвей в комбинациях последовательного и последовательно-параллельного расположения.

амперметр

Две схемы, показывающие амперметр, подключенный к простой цепи в двух разных положениях.

Британская энциклопедия, Inc.Схема с вольтметром

Схема, показывающая вольтметр, подключенный к простой цепи.

Британская энциклопедия, Inc.

Пассивные элементы | Renesas

Введение в электронные схемы: 1 из 3

Электронные устройства, с которыми мы сталкиваемся повсюду вокруг нас, приводятся в действие и управляются потоком электрического тока через электронные схемы. Каждая цепь представляет собой набор электрических элементов, предназначенных для выполнения определенных функций. Цепи могут быть спроектированы для выполнения широкого спектра операций, от простых действий до сложных задач, в соответствии с работой (ями), которую должна выполнять система.

Давайте начнем с рассмотрения того, как работают ключевые пассивные элементы большинства электронных схем.

Пассивный элемент — это электрический компонент, который не генерирует мощность, а вместо этого рассеивает, накапливает и / или высвобождает ее. К пассивным элементам относятся сопротивления, конденсаторы и катушки (также называемые индукторами). Эти компоненты обозначены на принципиальных схемах как Rs, Cs и Ls соответственно. В большинстве схем они подключены к активным элементам, обычно полупроводниковым устройствам, таким как усилители и микросхемы цифровой логики.

Резисторы

Резистор — это основной тип физического компонента, который используется в электронных схемах. Имеет два (сменных) вывода. Материал, помещенный внутри между двумя выводами резистора, препятствует (ограничивает) прохождение тока. Величина этого сопротивления называется его сопротивлением, которое измеряется в омах (Ом). Резисторы используются для управления различными токами в областях цепи и для управления уровнями напряжения в различных точках в ней путем создания падений напряжения.Когда на резистор подается напряжение, через него течет ток. Закон Ома для резисторов: E = IR, где E — напряжение на резисторе, R — сопротивление резистора, а I — ток, протекающий через резистор. Этот ток пропорционален приложенному напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Таким образом, по мере увеличения сопротивления ток через элемент падает, так что при высоких сопротивлениях ток очень мал.

Закон

Ома позволяет вычислить любое из трех значений цепи (ток, напряжение или сопротивление) из двух других.

Конденсаторы

Конденсатор — это еще один основной тип физических компонентов, используемых в электронных схемах. Он имеет два вывода и используется для накопления и высвобождения электрического заряда. Способность конденсатора накапливать заряд называется его емкостью, измеряемой в фарадах (Ф).

Типичный конденсатор представляет собой две проводящие пластины, разделенные изолятором (диэлектриком). Этот тип элемента схемы не может пропускать постоянный ток (DC), потому что электроны не могут проходить через диэлектрик.Однако конденсатор пропускает переменный ток (AC), потому что переменное напряжение заставляет конденсатор многократно заряжаться и разряжаться, накапливая и высвобождая энергию. Действительно, одним из основных применений конденсаторов является пропускание переменного тока при блокировании постоянного тока, функция, называемая «связь по переменному току».

Когда в конденсатор протекает постоянный ток, положительный заряд быстро накапливается на положительной пластине, а соответствующий отрицательный заряд заполняет отрицательную пластину (см. Рисунок 1).Накопление продолжается до тех пор, пока конденсатор не будет полностью заряжен, то есть когда пластины накопят столько заряда (Q), сколько они могут удерживать. Эта величина определяется значением емкости (C) и напряжением, приложенным к компоненту: (Q = CV). В этот момент ток перестает течь (см. Рисунок 2).

Рисунок 1: Конденсатор заряжается / Рисунок 2: Конденсатор заряжен (и стабильно)

Однако, когда в цепи протекает переменный ток, результат совсем другой.

Поскольку переменный ток постоянно меняется, конденсатор постоянно заряжается и разряжается (см. Рисунок 3). Несмотря на то, что диэлектрик в конденсаторе не пропускает электроны, ток, который в данном случае называется током смещения, эффективно проходит через конденсатор. Сопротивление конденсатора переменному току называется его емкостным реактивным сопротивлением, которое, как и сопротивление, измеряется в омах (Ом).

Рисунок 3: Многократная зарядка и разрядка

Катушки

Катушка, также называемая индуктором, является еще одним основным типом физического компонента, который используется в электронных схемах.Он имеет два вывода и обычно представляет собой одну или несколько витков (петель) проводящего провода. Этот провод часто, но не обязательно, формируется вокруг сердечника из железа, стали или другого магнитного материала. Ток через катушку индуцирует магнитное поле, которое служит накопителем энергии. Индуктивность измеряется в генри (H).

Более конкретно, ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле, направление которого направлено вправо относительно потока тока, как описано «правилом правой руки» (см. Рисунок 4).Если проволока свернута, потоки совпадают. Согласно закону Ленца, изменения магнитного поля катушки создают противоэлектродвижущую силу (и индуцированный ток), которая противодействует этим изменениям. Таким образом, катушки могут использоваться в электронных схемах для ограничения потока переменного тока, позволяя при этом проходить постоянному току.

Рисунок 4: Ток и магнитное поле

Правило правой руки:

Ток (I), протекающий по проводнику, создает магнитное поле (B), которое вращается вправо вокруг проводника.

Рис. 5: Закон Ленца: Индуцированный ток в катушке протекает таким образом, чтобы противодействовать изменениям в количестве силовых линий магнитного поля, проходящих через катушку.

Цепи фильтров (ФВЧ и ФНЧ)

Схема фильтра — это электрическая функция, состоящая из соединенных элементов, которая используется для устранения нежелательных электрических сигналов, позволяя при этом проходить полезные сигналы определенных частот. Распространенным типом схемы фильтра, например, является последовательная RC-цепь, в которой сопротивление и емкость соединены последовательно.

В фильтрах

RC можно использовать либо фильтр высоких частот (HPF), либо фильтр низких частот (LPF). RC-фильтр, в котором падение напряжения на резисторе (Vr) принимается за выход, будет пропускать высокочастотные сигналы напряжения со входа, при этом отфильтровывая (ослабляя) низкие частоты на входе (см. Рисунок 6). RC-фильтр, в котором падение напряжения на конденсаторе (Vc) принимается в качестве выходного сигнала, позволяет проходить низкочастотным компонентам входного сигнала, но снижает или устраняет высокие частоты (см. рисунок 7).

Рисунок 6: Фильтр высоких частот (HPF) / Рисунок 7: Фильтр низких частот (LPF)

Список модулей

  1. Пассивные элементы
  2. Диоды, транзисторы и полевые транзисторы
  3. Операционные усилители, схема компаратора

Основные электронные компоненты, используемые в схемах

Об основных электронных компонентах я узнал, зайдя в библиотеку и прочитав книги.

Я только начинал.

И мне казалось, что многие книги объясняют все сложным образом.

В этой статье я дам вам простой обзор с объяснением основных электронных компонентов — что они такое и для чего они нужны.

БЕСПЛАТНЫЙ бонус: загрузите базовые электронные компоненты [PDF] — мини-книгу с примерами, которые научат вас, как работают основные компоненты электроники.

Самые распространенные основные электронные компоненты

Это самые распространенные компоненты:

  • Резисторы
  • Конденсаторы
  • Светодиоды
  • Транзисторы
  • Катушки индуктивности
  • Интегральные схемы

Резистор

Найдите символ резистора в обзоре условных обозначений.

Я сначала не понял резистор.

Похоже, он ничего не сделал! Он просто был там, потребляющая мощность. Но со временем я понял, что резистор на самом деле чрезвычайно полезен.

Вы увидите резисторы повсюду. И, как следует из названия, они противостоят току.

Но вы, наверное, задаетесь вопросом: для чего я его использую?

Вы используете резистор для управления напряжением и током в вашей цепи.

Как?

По закону Ома.

Допустим, у вас есть батарея на 9 В и вы хотите включить светоизлучающий диод (светодиод).

Если вы подключите батарею непосредственно к светодиоду, через светодиод будет протекать БОЛЬШОЙ ток!

Гораздо больше, чем может справиться светодиод. Таким образом, светодиод сильно нагревается и через короткое время перегорает.

Но — если вы включите резистор последовательно со светодиодом, вы можете контролировать, какой ток проходит через светодиод.

В данном случае мы называем его токоограничивающим резистором.

Конденсатор

Найдите символ конденсатора в обзоре условных обозначений.

Вы можете думать о конденсаторе как о батарее с очень низкой емкостью.

Вы можете заряжать и разряжать его, как аккумулятор.

Конденсатор часто используется для задержки в цепи.

Например, чтобы мигать светом.

Обычно используется для устранения шума или повышения стабильности напряжения питания в цепи.

Узнайте больше о конденсаторе в этой статье: Как работает конденсатор?

Существует много типов конденсаторов.Чаще всего мы делим их на поляризованные и неполяризованные конденсаторы.

Светоизлучающий диод (LED)

Найдите символ светодиода в обзоре условных обозначений схемы.

Светоизлучающий диод или сокращенно светодиод — это компонент, который может давать свет.

Мы используем светодиоды для визуальной обратной связи с нашей схемой.

Например, чтобы показать, что в цепи есть питание. Но вы также можете использовать их для создания классных схем светового шоу.

Вы видите эти компоненты повсюду:

В ноутбуке, на мобильном телефоне, на камере, в машине +++

И вы можете найти много разных типов светодиодов.

Очень распространенная схема для новичков — это схема с мигающим светом.

Транзистор

Найдите символ транзистора в обзоре условных обозначений схемы.

Это, вероятно, самый сложный из основных электронных компонентов для понимания.

Но не волнуйтесь, это не так уж и сложно.

Проще всего рассматривать транзистор как переключатель, управляемый электрическим сигналом.

Если поставить между базой и эмиттером примерно 0,7 вольта, то включаешь.

Обратите внимание, что это верно для транзисторов NPN. Есть и другие типы, но о них поговорим позже.

Но, вместо того, чтобы иметь только два состояния (ВКЛ или ВЫКЛ), он также может быть «немного включен», контролируя ток, который проходит через его базу.

Немного тока на базе дает ток, возможно, в 100 раз больше (в зависимости от транзистора) через коллектор и эмиттер. Мы можем использовать этот эффект для создания усилителей.

Я ранее снимал видео о том, как работают транзисторы.

Индуктор

Найдите символ индуктора в обзоре схематических символов.

Катушки индуктивности немного странные.

Это просто моток проволоки — и вы можете сделать ее самостоятельно, сделав несколько петель из проволоки.

Иногда они наматываются на какой-то металлический сердечник.

Их часто используют для изготовления радиогенераторов, более эффективных источников питания и фильтров.

На самом деле я его не так часто использовал, но в моей статье Что такое индуктор? вы можете увидеть, как это работает, с помощью красивой анимации.

Интегральная схема

Найдите символ интегральной схемы в обзоре условных обозначений.

Интегральная схема (ИС) состоит из множества основных электронных компонентов.

В этом нет ничего загадочного или волшебного.

Это просто электронная схема, которая была уменьшена, чтобы поместиться внутри микросхемы.

Это может быть усилитель, микропроцессор, преобразователь USB в последовательный… Это может быть что угодно!

Чтобы выяснить, что делает конкретная микросхема, вы можете прочитать ее техническое описание.

БЕСПЛАТНЫЙ бонус: загрузите базовые электронные компоненты [PDF] — мини-книгу с примерами, которые научат вас, как работают основные компоненты электроники.

Что делать дальше?

Теперь вы немного знаете об основных электронных компонентах.

Но не читайте об этом просто — примите меры и начните создавать электронику:

Ohmify — это онлайн-академия электроники. Научитесь воплощать свои идеи в жизнь с помощью электроники, даже если у вас не было предыдущего опыта.Он включает в себя форум сообщества, где вы можете задавать вопросы о том, что вы изучаете, или о том, застряли ли вы в своем проекте.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше об Ohmify.

Вы разбираетесь в основных электронных компонентах? Оставьте свой комментарий или вопросы в поле для комментариев ниже!

Компоненты схемы | Активные элементы схемы

Невозможно построить схему без элемента или компонента. Первым существенным элементом в формировании любой схемы является элемент схемы.Элементы схемы также называются элементами схемы или компонентами схемы. В предыдущем обсуждении мы обсуждали электрическую схему и ее типы. Сегодня мы обсудим элементы схемы или элементы схемы.

Что происходит в сегодняшнем обсуждении:

  • Что такое элементы схемы?
  • Активные элементы схемы.
  • Элементы пассивной цепи.
  • Некоторые пояснения с примерами.
  • Разница между активными элементами схемы и пассивными элементами схемы

Что такое элементы схемы?

Компоненты цепи, которые могут подавать энергию в цепь или получать или поглощать энергию из цепи, называются элементами цепи.Для воспроизведения компонентов используются различные электронные символы. Ниже показана базовая схема с двумя элементами схемы:

Схема

Типы:

В зависимости от подачи и поглощения энергии в цепи, все элементы схемы можно разделить на две основные части:

  1. Активные элементы схемы
  2. Элементы пассивной цепи

Активные элементы схемы:

Активные элементы цепи — это компоненты, которые могут подавать энергию в цепь.Кроме того, эти элементы управляют потоком электронов в цепи. В любой цепи должен быть хотя бы один активный элемент цепи.

Некоторые примеры активных элементов схемы:

  • Источник напряжения.
  • Текущий источник.
  • Генератор (генератор переменного тока и генератор постоянного тока).
  • Транзисторы (МОП-транзисторы, полевые транзисторы и полевые транзисторы).
  • Диоды (стабилитроны, фотодиоды, диоды Шоттки и светодиоды).
Источник напряжения

Мы знаем, что источник напряжения — это источник, нагрузка которого изменяется, даже если он обеспечивает определенное количество напряжения (например, аккумулятор).

Источник напряжения

Источник напряжения является ярким примером активных элементов схемы. Когда ток покидает ток с положительной клеммы источника напряжения, энергия подается в цепь. Поскольку источник напряжения (или батарея) непрерывно подает энергию в схему перед разрядом, источник напряжения или батарея по определению являются активными элементами схемы.

Источник тока

Мы знаем, что источник тока подает энергию в цепь или поглощает энергию из цепи.Следовательно, не все источники тока включены в активные элементы схемы, но они считаются активными элементами схемы, когда источник тока подает энергию в схему. Кроме того, поскольку источник тока управляет потоком зарядов, он включен в общие активные элементы схемы.

Транзисторы

Транзисторы

Транзисторы существенно увеличивают энергию сигнала. Также его усиление способно управлять потоком заряда в цепи.Таким образом, транзистор также включен в активные элементы схемы.

Элементы пассивной цепи:

Пассивные элементы схемы

— полная противоположность активным элементам схемы. Пассивные элементы цепи — это компоненты, которые могут поглощать энергию цепей, которые могут поглощать энергию (например, тепло, свет и т. Д.) Или накапливать энергию в виде электрических или магнитных полей. Эти элементы не требуют внешнего напряжения.

Некоторые известные примеры пассивных элементов схемы:

  • Переключатель
  • Л.D.R.
  • Регистр
  • Индуктор
  • Конденсаторы
  • Термистор
  • Трансформаторы
Регистры или резистор:

Регистр

Резистор или резистор являются пассивными элементами, потому что они не могут подавать в схему энергию любого типа. Однако они получают энергию только от цепи и рассеивают ее в виде тепла через поток электричества. Таким образом, мы можем назвать регистр или резистор пассивным элементом схемы.

Катушки индуктивности:

Индуктор

Индуктор или катушка индуктивности являются пассивными элементами цепи, потому что индуктор накапливает энергию в виде магнитного поля и впоследствии подает ее в цепь. Вот почему индуктор или индуктор включен в пассивный элемент цепи.

Конденсаторы:

Конденсаторы

Конденсатор считается пассивным элементом цепи, поскольку он может накапливать энергию в виде электрического поля.Поскольку конденсатор не подает и не увеличивает мощность, он считается пассивным элементом цепи. Многие думают, что конденсаторы экономят энергию, а затем подают ее в цепь. Но на самом деле он не поставляет энергию, он в основном экономит энергию на некоторое время для дальнейшего использования. Кроме того, эта емкость очень ограничена и непостоянна.

Трансформаторы

Трансформаторы

Трансформатор используется почти для повышения уровня напряжения. Как ни удивительно, правда в том, что мощность остается постоянной. Повышающее напряжение трансформатора, мощность, энергия и т. Д.Когда первичная и вторичная стороны одинаковы, трансформатор не может подавать или подавать энергию. Это главным образом потому, что трансформатор также включен в пассивные элементы цепи.

Разница между активными элементами схемы и пассивными элементами схемы

В таблице показаны некоторые из основных различий между активными элементами схемы и пассивными элементами схемы —

Активные элементы схемы Элементы пассивной цепи
Активные элементы могут подавать энергию в цепь. Пассивные элементы Получают или поглощают энергию из цепи.
Активные элементы могут управлять потоком электричества в цепи. Пассивные элементы не могут контролировать поток электричества.
Для работы активных элементов цепи требуется внешний источник или внешний источник. Не требуется внешний источник или дополнительная энергия.
Прирост способен обеспечить Прирост не может обеспечить.
Это в основном односторонняя функция Это в основном двумерная функция
Примеры активных элементов схемы, таких как источник напряжения, источник тока, генератор, транзистор, диод и т. Д. Примеры пассивных элементов цепи, таких как переключатели, LDR, резисторы, индукторы, конденсаторы, термисторы, трансформаторы и т. Д.
Ноутбуки широко используются в компьютерах. Используется в МР-3, стиральной машине и т. Д.

В дополнение к двум вышеупомянутым типам компоненты схемы делятся на двусторонние элементы, односторонние элементы, сосредоточенные элементы и распределенные элементы.

Ссылка,

Нравится:

Нравится Загрузка …

.