Чтение принципиальных схем

Правила чтения электрических схем и чертежей

Основными техническими документами для электромонтера и электромонтажника являются чертежи и электрические схемы. Чертеж включает размеры, форму, материал и состав электроустановки. По нему не всегда можно понять функциональную связь между элементами. В ней помогает разобраться электрическая схема, которую необходимо иметь при пользовании чертежами электроустановок.

Чтобы читать электрические схемы, необходимо хорошо знать и помнить: наиболее распространенные условные обозначения обмоток, контактов, трансформаторов, двигателей, выпрямителей, ламп и т. п., условные обозначения, применяющиеся в той области с которой преимущественно приходится сталкиваться в силу профессии, схемы наиболее распространенных узлов электроустановок, например двигателей, выпрямителей, освещения лампами накаливания и газоразрядными и т. п, свойства последовательного и параллельного соединений контактов, обмоток, сопротивлений, индуктивностей и емкостей.

Расчленение схем на простые цепи

Любая электроустановка удовлетворяет определенным условиям действия. Поэтому при чтении схем, во-первых, нужно выявить эти условия, во-вторых — определить, отвечают ли полученные условия задачам, которые должны электроустановкой решаться, в-третьих, следует проверить, не получились ли попутно «лишние» условия, и оценить их последствия.

Для решения этих вопросов пользуются несколькими приемами.

Первый из них состоит в том, что схема электроустановки мысленно расчленяется на простые цепи, которые сначала рассматривают отдельно, а затем в сочетаниях.

Простая цепь включает источник тока (батарея, вторичная обмотка трансформатора, заряженный конденсатор и т. п.), приемник тока (двигатель, резистор, лампа, обмотка реле, разряженный конденсатор и т. п.), прямой провод (от источника тока к приемнику), обратный провод (от приемника тока к источнику) и один контакт аппарата (выключателя, реле и т. п.). Понятно, что в цепях, не допускающих размыкания, например в цепях трансформаторов тока, контактов нет.

При чтении схемы нужно сначала мысленно расчленить ее на простые цепи, чтобы проверить возможности каждого элемента, а затем рассмотреть их совместное действие.

Реальность схемных решений

Наладчики хорошо знают, что не всегда могут быть осуществлены на деле схемные решения, хотя они не содержат явных ошибок. Иными словами, проектные электрические схемы не всегда реальны.

Поэтому одна из задач чтения электрических схем состоит в том, чтобы проверить, могут ли быть выполнены заданные условия.

Нереальность схемных решений обычно имеет в основном следующие причины:

не хватает энергии для срабатывания аппарата,

в схему проникает «лишняя» энергия, вызывающая непредвиденное срабатывание пли препятствующая своевременному отпусканию электрического аппарата,

не хватает времени для совершения заданных действий,

аппаратом задана уставка, которая не может быть достигнута,

совместно применены аппараты, резко отличающиеся по свойствам,

не учтены коммутационная способность, уровень изоляции аппаратов и проводки, не погашены коммутационные перенапряжения,

не учтены условия, в которых электроустановка будет эксплуатироваться,

при проектировании электроустановки за основу принимается ее рабочее состояние, но не решается вопрос о том, как ее привести в это состояние и в каком состоянии она окажется, например, в результате кратковременного перерыва питания.

Порядок чтения электрических схем и чертежей

Прежде всего, необходимо ознакомиться с наличными чертежами (или составить оглавление, если его нет) и систематизировать чертежи (если этого не сделано в проекте) по назначению.

Чертежи чередуют в таком порядке, чтобы чтение каждого последующего являлось естественным продолжением чтения предыдущего. Затем уясняют принятую систему обозначений и маркировки.

Если она не отражена па чертежах, то ее выясняют и записывают.

На выбранном чертеже читают все надписи, начиная со штампа, затем примечания, экспликации, пояснения, спецификации и т. д. При чтении экспликации обязательно находят на чертежах аппараты, в ней перечисленные. При чтении спецификации сопоставляют их с экспликациями.

Если на чертеже имеются ссылки на другие чертежи, то нужно найти эти чертежи и разобраться в содержании ссылок. Например, в одну схему входит контакт, принадлежащий аппарату, изображенному на другой схеме. Значит, нужно уяснить, что это за аппарат, для чего служит, в каких условиях работает и т. п.

При чтении чертежей, отражающих электропитание, электрическую защиту, управление, сигнализацию и т. п.:

1) определяют источники электропитания, род тока, величину напряжения и т. п. Если источников несколько или применено несколько напряжений, то уясняют, чем это вызвано,

2) расчленяют схему па простые цени и, рассматривая их сочетание, устанавливают условия действия. Рассматривать всегда начинают с того аппарата, который нас в данном случае интересует. Например, если не работает двигатель, то нужно найти па схеме его цепь и посмотреть, контакты каких аппаратов в нее входят. Затем находят цепи аппаратов, управляющих этими контактами, и т. д.,

3) строят диаграммы взаимодействия, выясняя с их помощью: последовательность работы во времени, согласованность времени действия аппаратов в пределах данного устройства, согласованность времени действия совместно действующих устройств (например, автоматики, защиты, телемеханики, управляемых приводов и т. п.), последствия перерыва электропитания. Для этого поочередно, предполагая отключенными выключатели и автоматы электропитания (предохранители перегоревшие), оценивают возможные последствия, возможность выхода устройства в рабочее положение из любого состояния, в котором оно могло оказаться, например после ревизии,

4) оценивают последствия вероятных неисправностей: незамыкание контактов поочередно по одному, нарушения изоляции относительно земли поочередно для каждого участка,

5) нарушения изоляции между проводами воздушных линий, выходящих за пределы помещений и т. п.,

5) проверяют схему па отсутствие ложных цепей,

6) оценивают надежность электропитания и режим работы оборудования,

7) проверяют выполнение мер, обеспечивающих безопасность при условии организации работ, обусловленных действующими правилами (ПУЭ, СНиП и т. п.).

Как читать принципиальные схемы?

Как научиться читать принципиальные схемы

Те, кто только начал изучение электроники сталкиваются с вопросом: «Как читать принципиальные схемы?» Умение читать принципиальные схемы необходимо при самостоятельной сборке электронного устройства и не только. Что же представляет собой принципиальная схема? Принципиальная схема – это графическое представление совокупности электронных компонентов, соединённых токоведущими проводниками. Разработка любого электронного устройства начинается с разработки его принципиальной схемы.

Именно на принципиальной схеме показано, как именно нужно соединять радиодетали, чтобы в итоге получить готовое электронное устройство, которое способно выполнять определённые функции. Чтобы понять, что же изображено на принципиальной схеме нужно, во-первых знать условное обозначение тех элементов, из которых состоит электронная схема. У любой радиодетали есть своё условное графическое обозначение – УГО. Как правило, оно отображает конструктивное устройство или назначение. Так, например, условное графическое обозначение динамика очень точно передаёт реальное устройство динамика. Вот так динамик обозначается на схеме.

Согласитесь, очень похоже. Вот так выглядит условное обозначение резистора.

Обычный прямоугольник, внутри которого может указываться его мощность (В данном случае резистор мощностью 2 Вт, о чём свидетельствует две вертикальные черты). А вот таким образом обозначается обычный конденсатор постоянной ёмкости.

Это достаточно простые элементы. А вот полупроводниковые электронные компоненты, вроде транзисторов, микросхем, симисторов имеют куда более изощрённое изображение. Так, например, у любого биполярного транзистора не менее трёх выводов: база, коллектор, эмиттер. На условном изображении биполярного транзистора эти выводы изображены особым образом. Чтобы отличать на схеме резистор от транзистора, во-первых надо знать условное изображение этого элемента и, желательно, его базовые свойства и характеристики. Поскольку каждая радиодеталь уникальна, то в условном изображении графически может быть зашифрована определённая информация. Так, например, известно, что биполярные транзисторы могут иметь разную структуру: p-n-p или n-p-n. Поэтому и УГО транзисторов разной структуры несколько отличаются. Взгляните.

Поэтому, перед тем, как начать разбираться в принципиальных схемах, желательно познакомиться с радиодеталями и их свойствами. Так будет легче разобраться, что же всё-таки изображено на схеме.

На нашем сайте уже было рассказано о многих радиодеталях и их свойствах, а также их условном обозначении на схеме. Если забыли – добро пожаловать в раздел «Старт».

Кроме условных изображений радиодеталей на принципиальной схеме указывается и другая уточняющая информация. Если внимательно посмотреть на схему, то можно заметить, что рядом с каждым условным изображением радиодетали стоят несколько латинских букв, например, VT, BA, C и др. Это сокращённое буквенное обозначение радиодетали. Сделано это для того, чтобы при описании работы или настройки схемы можно было ссылаться на тот или иной элемент. Не трудно заметь, что они ещё и пронумерованы, например, вот так: VT1, C2, R33 и т.д.

Понятно, что однотипных радиодеталей в схеме может быть сколь угодно много. Поэтому, чтобы упорядочить всё это и применяется нумерация. Нумерация однотипных деталей, например резисторов, ведётся на принципиальных схемах согласно правилу «И». Это конечно, лишь аналогия, но довольно наглядная. Взгляните на любую схему, и вы увидите, что однотипные радиодетали на ней пронумерованы начиная с левого верхнего угла, затем по порядку нумерация идёт вниз, а затем снова нумерация начинается сверху, а затем вниз и так далее. А теперь вспомните, как вы пишите букву «И». Думаю, с этим всё понятно.

Что же ещё рассказать о принципиальной схеме? А вот что. На схеме радом с каждой радиодеталью указывается её основные параметры или типономинал. Иногда эта информация выносится в таблицу, чтобы упростить для восприятия принципиальную схему. Например, рядом с изображением конденсатора, как правило, указывается его номинальная ёмкость в микрофарадах или пикофарадах. Также может указываться и номинальное рабочее напряжение, если это важно.

Рядом с УГО транзистора обычно указывается типономинал транзистора, например, КТ3107, КТ315, TIP120 и т.д. Вообще для любых полупроводниковых электронных компонентов вроде микросхем, диодов, стабилитронов, транзисторов указывается типономинал компонента, который предполагается для использования в схеме.

Для резисторов обычно указывается всего лишь его номинальное сопротивление в килоомах, омах или мегаомах. Номинальная мощность резистора шифруется наклонными чёрточками внутри прямоугольника. Также мощность резистора на схеме и на его изображении может и не указываться. Это означает, что мощность резистора может быть любой, даже самой малой, поскольку рабочие токи в схеме незначительны и их может выдержать даже самый маломощный резистор, выпускаемый промышленностью.

Вот перед вами простейшая схема двухкаскадного усилителя звуковой частоты. На схеме изображены несколько элементов: батарея питания (или просто батарейка) GB1; постоянные резисторы R1, R2, R3, R4; выключатель питания SA1, электролитические конденсаторы С1, С2; конденсатор постоянной ёмкости С3; высокоомный динамик BA1; биполярные транзисторы VT1, VT2 структуры n-p-n. Как видите, с помощью латинских букв я ссылаюсь на конкретный элемент в схеме.

Что мы можем узнать, взглянув на эту схему?

Любая электроника работает от электрического тока, следовательно, на схеме должен указываться источник тока, от которого питается схема. Источником тока может быть и батарейка и электросеть переменного тока или же блок питания.

Итак. Так как схема усилителя питается от батареи постоянного тока GB1, то, следовательно, батарейка обладает полярностью: плюсом «+» и минусом «-». На условном изображении батареи питания мы видим, что рядом с её выводами указана полярность.

Полярность. О ней стоит упомянуть отдельно. Так, например, электролитические конденсаторы C1 и C2 обладают полярностью. Если взять реальный электролитический конденсатор, то на его корпусе указывается какой из его выводов плюсовой, а какой минусовой. А теперь, самое главное. При самостоятельной сборке электронных устройств необходимо соблюдать полярность подключения электронных деталей в схеме. Несоблюдение этого простого правила приведёт к неработоспособности устройства и, возможно, другим нежелательным последствиям. Поэтому не ленитесь время от времени поглядывать на принципиальную схему, по которой собираете устройство.

На схеме видно, что для сборки усилителя понадобятся постоянные резисторы R1 — R4 мощностью не менее 0,125 Вт. Это видно из их условного обозначения.

Также можно заметить, что резисторы R2* и R4* отмечены звёздочкой *. Это означает, что номинальное сопротивление этих резисторов нужно подобрать с целью налаживания оптимальной работы транзистора. Обычно в таких случаях вместо резисторов, номинал которых нужно подобрать, временно ставится переменный резистор с сопротивлением несколько больше, чем номинал резистора, указанного на схеме. Для определения оптимальной работы транзистора в данном случае в разрыв цепи коллектора подключается миллиамперметр. Место на схеме, куда необходимо подключить амперметр указано на схеме вот так. Тут же указан ток, который соответствует оптимальной работе транзистора.

Напомним, что для замера тока, амперметр включается в разрыв цепи.

Далее включают схему усилителя выключателем SA1 и начинают переменным резистором менять сопротивление R2*. При этом отслеживают показания амперметра и добиваются того, чтобы миллиамперметр показывал ток 0,4 — 0,6 миллиампер (мА). На этом настройка режима транзистора VT1 считается завершённой. Вместо переменного резистора R2*, который мы устанавливали в схему на время наладки, ставится резистор с таким номинальным сопротивлением, которое равно сопротивлению переменного резистора, полученного в результате наладки.

Каков вывод из всего этого длинного повествования о налаживании работы схемы? А вывод таков, что если на схеме вы видите какую-либо радиодеталь со звёздочкой (например, R5*), то это значит, что в процессе сборки устройства по данной принципиальной схеме потребуется налаживать работу определённых участков схемы. О том, как налаживать работу устройства, как правило, упоминается в описании к самой принципиальной схеме.

Если взглянуть на схему усилителя, то также можно заметить, что на ней присутствует вот такое условное обозначение.

Этим обозначением показывают так называемый общий провод. В технической документации он называется корпусом. Как видим, общим проводом в показанной схеме усилителя является провод, который подключен к минусовому «-» выводу батареи питания GB1. Для других схем общим проводом может быть и тот провод, который подключен к плюсу источника питания. В схемах с двуполярным питанием, общий провод указывается обособленно и не подключен ни к плюсовому, ни к минусовому выводу источника питания.

Зачем «общий провод» или «корпус» указывается на схеме?

Относительно общего провода проводятся все измерения в схеме, за исключением тех, которые оговариваются отдельно, а также относительно его подключаются периферийные устройства. По общему проводу течёт общий ток, потребляемый всеми элементами схемы.

Общий провод схемы в реальности часто соединяют с металлическим корпусом электронного прибора или металлическим шасси, на котором крепятся печатные платы.

Стоит понимать, что общий провод это не то же самое, что и «земля». «Земля» — это заземление, то есть искусственное соединение с землёй посредством заземляющего устройства. Обозначается оно на схемах так.

В отдельных случаях общий провод устройства подключают к заземлению.

Как уже было сказано, все радиодетали на принципиальной схеме соединяются с помощью токоведущих проводников. Токоведущим проводником может быть медный провод или же дорожка из медной фольги на печатной плате. Токоведущий проводник на принципиальной схеме обозначается обычной линией. Вот так.

Места пайки (электрического соединения) этих проводников между собой, либо с выводами радиодеталей изображаются жирной точкой. Вот так.

Стоит понимать, что на принципиальной схеме точкой указывается только соединение трёх и более проводников или выводов. Если на схеме показывать соединение двух проводников, например, вывода радиодетали и проводника, то схема была бы перегружена ненужными изображениями и при этом потерялась бы её информативность и лаконичность. Поэтому, стоит понимать, что в реальной схеме могут присутствовать электрические соединения, которые не указаны на принципиальной схеме.

В следующей части речь пойдёт о соединениях и разъёмах, повторяющихся и механически связанных элементах, экранированных деталях и проводниках. Жмите «Далее«.

Как читать принципиальные схемы и радиодетали (УГО)

Особенности чтения схем

В принципиальных схемах проводники (или дорожки) обозначаются линиями.

Так обозначаются проводники, которые пересекаются, но они не имеют общего соединения и электрически друг с другом не связаны.

Общая точка

Часто у начинающих радиолюбителей возникает вопрос — что это за символ на схеме?

Это общая точка (GND, земля). Раньше ее называли общим проводом. Так обозначается единый провод питания. Обычно это минус питания. Раньше на схемах могли сделать общим проводом и плюс питания. В данном случае схема без общей точки выглядела бы вот так:
Общая точка с однополярным питанием визуально лучше и компактнее выглядит, чем если просто сделать единую линию между ними.

Еще общей точкой ее называют потому, что относительно нее можно измерять любые остальные точки на схемах. Например, ставите щуп мультиметра на общую точку, а вторым щупом можете проверить любую часть цепи на схеме.

Почему она может называться землей (GND)? Раньше в качестве общего провода могло использоваться шасси корпуса прибора. Из-за этого возникла путаница между заземлением и землей. Оно интерпретируется в контексте схемы. Та схема, что была разобрана выше — общая точка (земля) это просто минус питания. Другое дело это двуполярные источники тока и заземление.

Двуполярное питание и общая точка

В двуполярном питании общая точка — это средний контакт между плюсом и минусом.

Заземление

Примером заземления может послужить фильтр в компьютерных блоках питания.

С конденсаторного фильтра помехи идут на корпус блока питания. Это и есть заземление. А с блока питания они должны уходить в розетку, если у вас есть заземление, иначе сам корпус блока питания может быть под напряжением. Токи там не большие, они не опасны для жизни. Это делается с целью уменьшения импульсных помех в блоке питания и безопасности.

Иногда в блоках питания вместо корпуса помехи с конденсатора идут на общую точку. Это все зависит от конструкции и схемотехники. В этом случае помех будет больше, чем с заземлением.

А вообще, на схемах есть разные заземления. Например, в цифровой технике разделяют аналоговую землю и цифровую. чтобы не нарушать режимы работы схемы. Импульсные помехи могут повлиять на аналоговую часть схемы.

Номиналы радиодеталей

Вообще, в этом плане есть разногласия. Согласно ГОСТУ на текущий момент, номиналы деталей на принципиальных схемах не указывается. Это сделано ради того, чтобы не нагромождать схему информацией.

К принципиальной схеме прилагается список деталей, монтажная и структурные схемы, а также печатная плата.

Есть еще один общепринятый стандарт. На схемах указываются номиналы некоторых деталей и их рабочие напряжения.

Рассмотрим на схеме два конденсатора.

В данном случае C5 это неполярный конденсатор с емкостью 0,01 мкФ. Микрофарады могут обозначаться как мкФ, так и uF. А конденсатор С6 полярный и электролитический. На это указывает знак плюс возле УГО. Емкость С6 равна 470 мкФ. Номинальное рабочее напряжение указывается в вольтах. Здесь для С6 это 16 В.

Нанофарады обозначаются как nF.

Если на схеме нет приставки микрофарад (мкФ, uF), или нанофарад (нФ, nF) то емкость этого конденсатора измеряется в пикофарадах (пФ, pF). Такое условие не общепринятое, поэтому тщательно изучите схему, которую вы собираетесь читать или собирать. В фарадах (F) емкостей мало, поэтому используются мкФ, нФ и пФ.

Что такое даташит и для чего он нужен

Даташит (Datasheet) — это техническая спецификация, в которой указывается полная информация о радиодетали. Вся техническая информация, основная схема включения, параметры и типы корпусов указываются именно в этом документе.

Даташиты бывают на разных языках, в основном на английском. Есть и переведенные варианты.

Документация на микросхему NE555. Нарисован корпус и внешний вид детали.

Здесь подробно описывается микросхема, ее параметры и условия работы.

Такая документация есть на любую деталь. Это очень удобно и информативно, особенно при поиске аналогов. А помощью интернета поиск аналога деталей или схемы стал еще проще.

Еще даташит позволяет опознать неизвестную деталь или микросхему. Достаточно написать ее название в поисковике, добавить слово даташит, и в результатах поиска будет вся документация.

Как научиться читать принципиальные схемы

На самом деле есть только несколько способов. Это теория и практика. Если вы выучите обозначение радиодеталей, это еще не значит, что вы выучили схемотехнику. Это все равно, что выучить азбуку, но без грамматики и практики вы не выучите язык.

Теория — это схемотехника, книги, описание принципа работы схемы. Практика — это сборка устройств, ремонт и пайка.

Например простая схема усилителя на одном транзисторе.

Вход X1 плюс (левый или правый канал), X2 минус. Звуковой сигнал поступает на электролитический конденсатор C1. Он защищает транзистор VT1 от замыкания, поскольку транзистор VT1 постоянно открыт при помощи делителя напряжения на R1 и R2. Делитель напряжения устанавливает рабочую точку на базе транзистора VT1, и транзистор не искажает входной сигнал. Резистор R3 и конденсатор C2, которые подключены к эмиттеру транзистора VT1, выполняют функцию термостабилизации рабочей точки при повышении температуры транзистора. Электролитический конденсатор C3 накапливает и фильтрует питающее напряжение. Динамическая головка BF1 служит выходом звукового сигнала.

Можно ли это понять, только выучив обозначения радиодеталей без схемотехники и теории? Навряд-ли.

Еще сложнее дело обстоит с цифровой техникой.

Что это за микроконтроллер, какие он функции выполняет, какая прошивка и какие фьюзы в нем установлены? А вторая микросхема, какой это усилитель? Без даташитов и описания к схеме не получится понять ее работу.
Изучайте схемотехнику, теорию и практику. Просто выучив название деталей не получится разобраться в схемотехнике. Обозначение радиодеталей выучиться само по себе по мере практики и накопления знаний. Еще все зависит от выбранной отрасли. У связистов одна схемотехника, у ремонтников мобильной техники другая. А те, кто занимается звуком, не очень поймут электриков. Как и наоборот. Чтобы понять другую отрасль, ее схемотехнику и принципы работы нужно в нее погрузиться.

Принципиальные схемы это своего рода язык, у которого есть разные диалекты.

Поэтому, не следует строить иллюзии. Изучайте схемотехнику и собирайте схемы.

Принципиальные схемы помогают собирать устройства, и при изучении теории, понимать работу устройства. Без знаний и опыта, схема это просто схема.

Обозначения радиодеталей на принципиальных схемах

УГО — это условно графическое изображения радиодетали на схеме. Некоторые УГО различаются друг от друга.

Например, в США обозначение резисторов отличается от СНГ и Европы.

Из-за этого меняется восприятие схемы.

Однако внешне и по обозначениям они похожи. Или например, транзисторы. Где-то они чертятся с кругами, а где-то без. Могут различаться размеры и угол стрелок. В таблице представлены УГО отечественных радиодеталей.

Как читать электросхемы

Электрические схемы должны оформляться в соответствии с ГОСТ 2.702-75. В коде схемы ее вид обозначается буквой Э (электрическая). Тип схемы обозначается цифрами:

• 0 — объединенная
• 1 — структурная
• 2 — функциональная
• 3 — принципиальная
• 4 — монтажная
• 5 — подключений
• 6 — общая
• 7 — расположения

Получается, что в коде электрической принципиальной схемы должно находится обозначение — Э3.

Для того чтобы научиться читать принципиальные схемы необходимо понимать обозначения отдельных элементов, и научиться представлять как будет работать система в целом. Рассмотрим основные элементы и принципы построения принципиальных электрических схем.

Обозначение линий связи на электрических схемах

Отдельные элементы на электрических схемах соединяют сплошными линиями, которые могут символизировать различные кабели, каналы, шины, провода.

Пересечение не соединенных проводов изображается следующим образом:

В местах соединения линий связи ставят точку.

Нулевой провод обознается буквой N, а заземление — значком:

Контакты

Важным элементом электросхем являются переключающие контакты, или как их называют ключи. Наиболее распространены замыкающие, размыкающие и переключающие контакты, их обозначение показано на рисунке.

Для того, чтобы понять как будет работать система при переключении контакта необходимо мысленно переместить элемент контакта, от одной линии связи к другой.

Элементы управления

Реле применяется во многих электрических приводах.

При прохождении тока через обмотку реле, происходит переключение контакта, связь между реле управления и контактом может изображаться пунктирной линией.

Также связанные реле и контакт могут иметь одинаковое буквенное обозначение.

Реле времени по переднему и по заднему фронту обозначаются:

Геркон — переключающий контакт, срабатывающий при воздействии магнитного поля имеет следующую электрическую схему:

Исполнительные механизмы

Электродвигатели и электромагниты наиболее распространенные исполнительные механизмы в электрических системах:

Источники энергии

Обозначение генератора — устройства, преобразующего механическую энергию в электрическую показано на рисунке.

Другие источники питания показаны на следующей картинке.

Сигнальные устройства

На электрических схемах достаточно часто обозначаются сигнальные устройства — лампы, светодиоды. Изображают эти устройства следующих образом:

Измерительные приборы

Наиболее часто на электрических схемах встречаются обозначения амперметра, вольтметра, или обобщенное обозначение измерительного прибора.

Общие элементы

Немногие схемы обходятся без таких элементов как резистор, конденсатор, диод. Обозначение этих устройств показано на следующей иллюстрации.

Обозначение тиристоров и операционных усилителей показано на рисунке.

Обозначение транзисторов на схеме

Электрическая схема транзисторов — элементов электрической системы способных управлять током в выходной цепи при воздействий входного сигнала, показана на рисунке.

Логические элементы

На электрических схемах можно встретить два способа обозначения логических элементов «И», «ИЛИ», «ДА», «НЕ».

Порядок чтения электросхемы

1. Провести общее ознакомление с электрической схемой, прочитать все примечания, технические требования.
2. Сопоставить обозначения элементов на электросхеме с перечнем элементов.
3. Найти на схеме источники питания, определить род тока.
4. Найти на электрической схеме электродвигатели, определить их систему питания.
5. Определить аппараты защиты электросистемы плавкие предохранители, автоматический выключатели и т.п., выявить область их работы.
6. Выделить на электросхемесхеме элементы управления, определить какие цепи задействуются, или отключатся, коммутируются при переключении каждого узла управления.
7. Провести анализ работы каждой электрической цепи электросхемы, выявить на ней основные и вспомогательные аппараты, определить условия их работы, при необходимости ознакомиться с технической документацией на электрические приборы.
8. На основе анализа работы отдельных электрических цепей, сделать выводы о работе электрической системы в целом.

Мы рассмотрели основные обозначения элементов электропривода, зная которые вы сможете научиться читать некоторые электрические схемы. Безусловно, что для понимания работы сложных электросистем по схемам вам предстоит изучить и другие обозначения. Вы можете рассказать о том, какие обозначения вы хотели бы увидеть в комментариях к статье.

Для начинающих как читать электрические схемы: учимся правильно разбираться

1. Понятие электрической схемы
2. Разновидности электросхем
3. Основные обозначения
4. Источников питания
5. Проводов и их соединений
6. Общего провода
7. Радиодеталей
8. Резисторы
9. Конденсаторы
10. Диоды
11. Как научиться читать
12. Как читать простые схемы
13. Правила чтения
14. Как правильно составлять схему

Умение того, как читать электрические схемы, необходимо каждому радиолюбителю независимо от квалификации. Это поможет избежать ошибок при конструировании.

Понятие электрической схемы

Электрическая схема — это совокупность графических элементов, описывающая порядок их соединения и взаимодействия.

Разновидности электросхем

На практике применяется несколько видов электрических схем:

• простые;
• монтажные;
• однолинейные;
• многолинейные.

Первый тип самый распространенный. Основные компоненты и порядок их присоединения друг ко другу указываются на простых схемах (ПС). Кроме того, по ним проверяется правильность сборки. На монтажных (МС) диаграммах показано расположение деталей на плате или внутри корпуса. Полилинейные схемы используют для изображения трехфазных цепей.

Основные обозначения

Для удобства понимания детали источники питания провода и их соединения имеют графические обозначения. Буквенные символы распространенных радиодеталей приведены в таблице:

Источников питания

Для обозначения простого источника питания применяется символ, состоящий из 2 разделенных промежутком линий. Тонкая длинная характеризует положительный полюс, а короткая толстая — отрицательный. Кроме того, рядом с линиями ставится обозначение полюсов. Если нужно изобразить батарею, состоящую из нескольких гальванических элементов, то 2 символа для источника питания соединяются короткой пунктирной линией.

Проводов и их соединений

Проводники обозначаются тонкими горизонтальными или вертикальными линиями. Допускается отклонение на прямой или тупой угол. Если провода пересекаются, то место соединения выделяется точкой.

Для более легкого прочтения такие обозначения могут окрашиваться. Кабели символизируются линиями большей толщины.

Общего провода

Чтобы упростить начертание и чтение ПС, употребляется обозначение общего провода. Оно представляет собой перевернутую букву «Т». Ее вертикальная перекладина соединена со всеми проводами, которые подсоединены в точку с отрицательным потенциалом.

Радиодеталей

Для каждой радиодетали предусмотрено свое обозначение, утвержденное ГОСТом или другими стандартами. Благодаря этому достигается единообразие оформления.

Резисторы

Мощность сопротивлений обозначается в соответствии с таблицей:

Символ резистора — сплошной прямоугольник.

Конденсаторы

Эти элементы обозначаются как 2 параллельные короткие линии, к которым подводятся проводники. Если емкость регулируется, то указанный символ перечеркивается по диагонали стрелкой. Подстроечные конденсаторы отличаются тем, что их обозначение пересекается молоточком, а также указываются номиналы.

Диоды

Символ этой детали — равносторонний треугольник, пересеченный подведенным к нему проводником. Одна из его вершин, к которой добавлена короткая риска, обозначает анод. Соответственно, сторона треугольника, пересеченная проводом, — это катод. В зависимости от разновидности полупроводника, символ дополняется вспомогательными метками.

Например, светодиод отличается 2 параллельными стрелками, идущими под углом 135°.

Как научиться читать

Чтобы научиться читать электрические схемы, следует вначале изучить основные законы электротехники и правила соединения деталей. Их знание поможет добиваться нужных результатов при сборке действующих устройств и их работоспособности. Когда законы будут изучены, разбираются со стандартами по условному обозначению деталей и способами их подключения. Затем обращают внимание на тип элементов и их номиналы.

Как читать простые схемы

Процесс чтения для «чайников» рассматривается на примере простого проекта, состоящего из источника питания, звонка, нефиксируемой кнопки и проводников. Схема представляет собой замкнутую цепь с компонентами, соединенными последовательно. Это означает, что сила протекающего по ней тока будет одинакова в любой точке.

При подаче напряжения по нажатию кнопки звонок начинает звонить. Это связано с тем, что ток идет от положительного полюса батареи к отрицательному через все компоненты. Если провода не оказывают сопротивление постоянному току, то напряжение на клеммах звонка и выводах источника питания будет одинаковым по второму закону Кирхгофа.

Правила чтения

Соблюдение рекомендаций по чтению ПС поможет разбираться с принципом работы устройств. Существует несколько правил изучения схем:

1. Вначале надо ознакомиться с общим расположением деталей на ПС, примечаниями и пояснениями.
2. Правильно определить систему питания. Для этого следует искать общие провода, выявлять наличие оксидных конденсаторов, полярность их подключения, а также структуру транзисторов. В цепях переменного тока надо обязательно установить фазировку.
3. Потенциал в выбранной точке замеряется относительно отрицательного полюса, если в примечании не указано иное.

Кроме того, имеются дополнительные правила чтения, характерные для высоковольтных и магистральных цепей, схем автоматики и вычислительной техники.

Как правильно составлять схему

Электросхему для начинающих следует рисовать на клетчатом листе, чтобы ровно вычерчивать все линии и символы. Чаще всего общий провод соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока. Линейные элементы рисуются слева направо. Не рекомендуется изображать более 3 параллельных проводников подряд, это затруднит чтение схемы.

Для составления ПС, МС и чертежей можно воспользоваться приложениями для компьютера. Одно из них — Microsoft Visio — входит в состав офисного пакета. В наборе функций этой программы доступно более 100 символов для деталей, проводников и механизмов. Поддерживается автоматическая привязка концов рисуемых элементов, что обеспечивает целостность диаграммы при редактировании.

Еще одно приложение для правильного составления схем — это отечественный sPlan. Программа распространяется бесплатно и имеет русифицированные интерфейс и справку. С помощью sPlan создают электросхемы, соответствующие ГОСТу. Кроме того, имеется встроенный графический редактор, позволяющий создать монтажную диаграмму.

Как читать электрические схемы

Каждая электрическая схема состоит из множества элементов, которые, в свою очередь, также включают в свою конструкцию различные детали. Наиболее ярким примером служат бытовые приборы. Даже обычный утюг состоит из нагревательного элемента, температурного регулятора, контрольной лампочки, предохранителя, провода и штепсельной вилки. Другие электроприборы имеют еще более сложную конструкцию, дополненную различными реле, автоматическими выключателями, электродвигателями, трансформаторами и многими другими деталями. Между ними создается электрическое соединение, обеспечивающее полное взаимодействие всех элементов и выполнение каждым устройством своего предназначения.

В связи с этим очень часто возникает вопрос, как научится читать электрические схемы, где все составляющие отображаются в виде условных графических обозначений. Данная проблема имеет большое значение для тех, кто регулярно сталкивается с электромонтажом. Правильное чтение схем дает возможность понять, каким образом элементы взаимодействуют между собой и как протекают все рабочие процессы.

1. Виды электрических схем
2. Обозначения в электрических схемах
3. Как правильно читать электрические схемы
4. Видео

Виды электрических схем

Для того чтобы правильно пользоваться электрическими схемами, нужно заранее ознакомиться с основными понятиями и определениями, затрагивающими эту область.

Любая схема выполняется в виде графического изображения или чертежа, на котором вместе с оборудованием отображаются все связующие звенья электрической цепи. Существуют различные виды электрических схем, различающиеся по своему целевому назначению. В их перечень входят первичные и вторичные цепи, системы сигнализации, защиты, управления и прочие. Кроме того, существуют и широко используются принципиальные и монтажные электрические схемы, однолинейные, полнолинейные и развернутые. Каждая из них имеет свои специфические особенности.

К первичным относятся цепи, по которым подаются основные технологические напряжения непосредственно от источников к потребителям или приемникам электроэнергии. Первичные цепи вырабатывают, преобразовывают, передают и распределяют электрическую энергию. Они состоят из главной схемы и цепей, обеспечивающих собственные нужды. Цепи главной схемы вырабатывают, преобразуют и распределяют основной поток электроэнергии. Цепи для собственных нужд обеспечивают работу основного электрического оборудования. Через них напряжение поступает на электродвигатели установок, в систему освещения и на другие участки.

Вторичными считаются те цепи, в которых подаваемое напряжение не превышает 1 киловатта. Они обеспечивают выполнение функций автоматики, управления, защиты, диспетчерской службы. Через вторичные цепи осуществляется контроль, измерения и учет электроэнергии. Знание этих свойств поможет научиться читать электрические схемы.

Полнолинейные схемы используются в трехфазных цепях. Они отображают электрооборудование, подключенное ко всем трем фазам. На однолинейных схемах показывается оборудование, размещенное лишь на одной средней фазе. Данное отличие обязательно указывается на схеме.

На принципиальных схемах не указываются второстепенные элементы, которые не выполняют основных функций. За счет этого изображение становится проще, позволяя лучше понять принцип действия всего оборудования. Монтажные схемы, наоборот, выполняются более подробно, поскольку они применяются для практической установки всех элементов электрической сети. К ним относятся однолинейные схемы, отображаемые непосредственно на строительном плане объекта, а также схемы кабельных трасс вместе с трансформаторными подстанциями и распределительными пунктами, нанесенными на упрощенный генеральный план.

В процессе монтажа и наладки широкое распространение получили развернутые схемы с вторичными цепями. На них выделяются дополнительные функциональные подгруппы цепей, связанных с включением и выключением, индивидуальной защитой какого-либо участка и другие.

Обозначения в электрических схемах

В каждой электрической цепи имеются устройства, элементы и детали, которые все вместе образуют путь для электрического тока. Они отличаются наличием электромагнитных процессов, связанных с электродвижущей силой, током и напряжением, и описанных в физических законах.

В электрических цепях все составные части можно условно разделить на несколько групп:

1. В первую группу входят устройства, вырабатывающие электроэнергию или источники питания.
2. Вторая группа элементов преобразует электричество в другие виды энергии. Они выполняют функцию приемников или потребителей.
3. Составляющие третьей группы обеспечивают передачу электричества от одних элементов к другим, то есть, от источника питания – к электроприемникам. Сюда же входят трансформаторы, стабилизаторы и другие устройства, обеспечивающие необходимое качество и уровень напряжения.

Каждому устройству, элементу или детали соответствует условное обозначение, применяющееся в графических изображениях электрических цепей, называемых электрическими схемами. Кроме основных обозначений, в них отображаются линии электропередачи, соединяющие все эти элементы. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Места их соединений представляют собой узлы, обозначаемые на электрических схемах в виде точек. Существуют замкнутые пути движения тока, охватывающие сразу несколько ветвей и называемые контурами электрических цепей. Самая простая схема электрической цепи является одноконтурной, а сложные цепи состоят из нескольких контуров.

Большинство цепей состоят из различных электротехнических устройств, отличающихся различными режимами работы, в зависимости от значения тока и напряжения. В режиме холостого хода ток в цепи вообще отсутствует. Иногда такие ситуации возникают при разрыве соединений. В номинальном режиме все элементы работают с тем током, напряжением и мощностью, которые указаны в паспорте устройства.

Все составные части и условные обозначения элементов электрической цепи отображаются графически. На рисунках видно, что каждому элементу или прибору соответствует свой условный значок. Например, электрические машины могут изображаться упрощенным или развернутым способом. В зависимости от этого строятся и условные графические схемы. Для показа выводов обмоток используются однолинейные и многолинейные изображения. Количество линий зависит от количества выводов, которые будут разными у различных типов машин. В некоторых случаях для удобства чтения схем могут использоваться смешанные изображения, когда обмотка статора показывается в развернутом виде, а обмотка ротора – в упрощенном. Таким же образом выполняются и другие условные обозначения электрических схем.

Изображения трансформаторов также осуществляются упрощенным и развернутым, однолинейным и многолинейным способами. От этого зависит способ отображения самих устройств, их выводов, соединений обмоток и других составных элементов. Например, в трансформаторах тока для изображения первичной обмотки применяется утолщенная линия, выделенная точками. Для вторичной обмотки может использоваться окружность при упрощенном способе или две полуокружности при развернутом способе изображения.

Графические изображения других элементов:

• Контакты. Применяются в коммутационных устройствах и контактных соединениях, преимущественно в выключателях, контакторах и реле. Они разделяются на замыкающие, размыкающие и переключающие, каждому из которых соответствует свой графический рисунок. В случае необходимости допускается изображение контактов в зеркально-перевернутом виде. Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой.
• Выключатели. Могут быть однополюсными и многополюсными. Основание подвижного контакта отмечается точкой. У автоматических выключателей на изображении указывается тип расцепителя. Выключатели различаются по типу воздействия, они могут быть кнопочными или путевыми, с размыкающими и замыкающими контактами.
• Плавкие предохранители, резисторы, конденсаторы. Каждому из них соответствуют определенные значки. Плавкие предохранители изображаются в виде прямоугольника с отводами. У постоянных резисторов значок может быть с отводами или без отводов. Подвижный контакт переменного резистора обозначается в виде стрелки. На рисунках конденсаторов отображается постоянная и переменная емкость. Существуют отдельные изображения для полярных и неполярных электролитических конденсаторов.
• Полупроводниковые приборы. Простейшими из них являются диоды с р-п-переходом и односторонней проводимостью. Поэтому они изображаются в виде треугольника и пересекающей его линии электрической связи. Треугольник является анодом, а черточка – катодом. Для других видов полупроводников существуют собственные обозначения, определяемые стандартом. Знание этих графических рисунков существенно облегчает чтение электрических схем для чайников.
• Источники света. Имеются практически на всех электрических схемах. В зависимости от назначения, они отображаются как осветительные и сигнальные лампы с помощью соответствующих значков. При изображении сигнальных ламп возможна заштриховка определенного сектора, соответствующего невысокой мощности и небольшому световому потоку. В системах сигнализации вместе с лампочками применяются акустические устройства – электросирены, электрозвонки, электрогудки и другие аналогичные приборы.

Как правильно читать электрические схемы

Принципиальная схема представляет собой графическое изображение всех элементов, частей и компонентов, между которыми выполнено электронное соединение с помощью токоведущих проводников. Она является основой разработок любых электронных устройств и электрических цепей. Поэтому каждый начинающий электрик должен в первую очередь овладеть способностями чтения разнообразных принципиальных схем.

Именно правильное чтение электрических схем для новичков, позволяет хорошо усвоить, каким образом необходимо выполнять соединение всех деталей, чтобы получился ожидаемый конечный результат. То есть устройство или цепь должны в полном объеме выполнять назначенные им функции. Для правильного чтения принципиальной схемы необходимо, прежде всего, ознакомиться с условными обозначениями всех ее составных частей. Каждая деталь отмечена собственным условно-графическим обозначением – УГО. Обычно такие условные знаки отображают общую конструкцию, характерные особенности и назначение того или иного элемента. Наиболее ярким примером служат конденсаторы, резисторы, динамики и другие простейшие детали.

Гораздо сложнее работать с полупроводниковыми электронными компонентами, представленными транзисторами, симисторами, микросхемами и т.д. Сложная конструкция таких элементов предполагает и более сложное отображение их на электрических схемах.

Например, в каждом биполярном транзисторе имеется минимум три вывода – база, коллектор и эмиттер. Поэтому для их условного изображения требуются особые графические условные знаки. Это помогает различить между собой детали с индивидуальными базовыми свойствами и характеристиками. Каждое условное обозначение несет в себе определенную зашифрованную информацию. Например, у биполярных транзисторов может быть совершенно разная структура – п-р-п или р-п-р, поэтому изображения на схемах также будут заметно отличаться. Рекомендуется перед тем как читать принципиальные электрические схемы, внимательно ознакомиться со всеми элементами.

Условные изображения очень часто дополняются уточняющей информацией. При внимательном рассмотрении, можно увидеть возле каждого значка латинские буквенные символы. Таким образом обозначается та или иная деталь. Это важно знать, особенно, когда мы только учимся читать электрические схемы. Возле буквенных обозначений расположены еще и цифры. Они указывают на соответствующую нумерацию или технические характеристики элементов.

Техника чтения электрических схем

Чтение принципиальной схемы начинают с определения назначения устройства, состава его схемы (силовая часть, блока управления, защиты и т.д.) и ознакомления с перечнем элементов, для чего находят на схеме каждый из них, читают все примечания и пояснения.

Затем определяют систему электропитания как устройства в целом, так и составных частей: электродвигателей, обмоток магнитных пускателей, реле, электромагнитов, комплексных приборов, регуляторов отдельных элементов и т.п. Для этого находят на схеме все источники питания (род тока, номинальное напряжение, фазировку в цепях переменного тока и полярность в цепях постоянного тока и т.п.). Выявляют по схеме общие коммутационные аппараты, а также аппараты защиты: автоматы защиты, предохранители, реле максимального тока и минимального напряжения и т.п. Определяют по надписям на схеме, таблицам или примечаниям уставки аппаратов и, наконец, оценивают зону защиты каждого из них.

Изучают всевозможные цепи каждого электроприемника (электродвигателя, обмотки магнитного пускателя, реле, прибора и т.п).

Таким образом, выявляют условия возникновения, возможные ошибки и причины отказа.

Вот с этих исходных положений нужно читать и анализировать принципиальные электрические схемы.

В целом же этот анализ требует глубоких знаний (электротехники, электроники, автоматики и других специальных электротехнических дисциплин), владения методикой разработки, составления и чтения схем.

В качестве примера рассмотрим состав и принцип возникновения ниже приведенной принципиальной схемы управления электроприводом (рис.4), т.е. прочитаем ее.(см. рис.1.5.)

Рис 1.5. Принципиальная электрическая схема управления электроприводом

Электрическая схема состоит из силовой части и схемы управления. Силовая часть представляет собой электропривод механизма (установки), состоящей из трехфазного асинхронного электродвигателя М, статорные обмотки которого подключены через главные (силовые) контакты КМЗ магнитного пускателя КМ и главные контакты автоматического выключателя QF к трехфазной сети A,B,C,N (380/220В). Защита двигателя осуществляется тепловым реле КК1 и КК2.

Схема управления питается трехфазным напряжением A,B,C,N . Защита схемы управления осуществляется плавким предохранителем FU. Для облегчения чтения переменные цепи схемы управления слева нумеруются цифрами (1-6) и комментируются функциональной таблицей справа.

Принцип действия (алгоритм работы):

При кратковременном нажатии на кнопку SB 1 «Пуск» (при условии, что тепловое реле КК1,КК2 находятся в исходном состоянии, т.е. контакты замкнуты и блок контакт периферийного устройства также замкнут) по цепи защиты1 в обмотке магнитного пускателя КМ потечет ток – он срабатывает и кнопка SB 1 блокируется контактами КМ4, т.е. цепь питания пускателя остается выключенной после отпускания кнопки SB 1. При этом замкнутся также блок контакты КМ 1 – загорится сигнальная лампа EL-I «двигатель включен» и разомкнется блок контакт КМ 2 – выключится лампа EL 2 «двигатель включен».

Рис 6 Принципиальная электрическая схема управления транспортерами для уборки навоза

В схеме предусмотрена световая и звуковая сигнализации – лампой HL 2 и звонком НА по цепи 5 6, соответственно, с помощью автоматического датчика положения SQ 3 (концевого выключателя смонтированного на исполнительном механизме). При этом, если каретка механизма устройства находится в рабочей зоне «промежуточное положение» контакт SА 3 в 5 цепи замкнут и горит лампа HL 2, а если каретка достигла крайнего верхнего положения, концевой выключатель SQ 3, сработает, разомкнется его контакт в цепи 5 – лампа HL 2 погаснет и замкнется его контакт в цепи 6 – сработает звонок звуковой сигнализации НА «каретка вверху».

Выключать двигатель М электропривода можно коротковременно нажав кнопку SВ 2 «Стоп», при этом разорвется цепь питания обмотки магнитного пускателя КМ и все его контакты займут противоположное состояние. Загорится сигнальная лампа EL 2 «двигатель включен». Отключение от общей сети питания осуществляется автоматическим выключателем QF.