Элементы электрической схемы

Способы изображения элементов на электрических схемах

В электрических схемах графические условные обозначения элементов (приборов, электрических аппаратов) могут быть изображены как совмещенным, так и разнесенным способом.

Совмещенный способ изображения элементов на схемах

Все части каждого прибора, электрического аппарата располагают в непосредственной близости и заключают обычно в прямоугольный, квадратный или круглый контур, выполненный сплошной тонкой линией (рис. 1, а). Совмещенный способ изображения в основном встречается в схемах электропитания приборов систем автоматики и других простых случаях.

Совмещенные изображения всегда применяют в монтажных схемах, например так, как показано на рис. 1, в, где изображено однообмоточное реле с двумя переключающими и одним импульсным контактами. Выводы реле пронумерованы заводом-изготовителем, их номера 1 — 10 заключены в кружки. Переключающие контакты присоединены к выводам 1, 3, 5 и 2, 4, 6, импульсный контакт — к выводам 9 и 10.

Рис. 1. Схема, выполненная совмещенным (а) и разнесенным (б) способами. Пример изображения реле (в) совмещенным способом

Разнесенный способ изображения элементов на схемах

Его применяют в основном в принципиальных электрических схемах, так как при этом способе совершенно отчетливо видны электрические цепи, что значительно облегчает чтение схем. В этом легко убедиться, рассмотрев рис. 1,б, на котором разнесенным способом показана та же схема, что и на рис. 11, а.

При разнесенном способе условные графические обозначения составных частей приборов, аппаратов располагают в разных местах, но таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно. Принадлежность изображаемых контактов, обмоток и других частей к одному и тому же аппарату устанавливается по позиционным обозначениям, проставленным вблизи изображений всех частей одного и того же аппарата. Так, на рис. 1,б у контактов магнитного пускателя (силовых и вспомогательных), а также вблизи изображения обмотки написано КМ. Другой пример: по одинаковым позиционным обозначениям КК1 (КК2) легко установить принадлежность контактов и обмоток тепловых реле.

Воспользуемся рис. 1,б для иллюстрации одного весьма удобного приема, облегчающего ориентировку в схемах, выполненных разнесенным способом. Этот прием применяют ряд проектных организаций. Он заключается в следующем:

1. В схеме нумеруют цепи. В рассматриваемом примере места возможных цепей (строк) имеют номера 1 — 10.

2. Под изображением каждой обмотки помещают табличку. В столбце Г таблички указывают номера цепей, в которые введены главные контакты, в столбце 3 — номера цепей, в которые введены замыкающие контакты, а в столбце Р — размыкающие. Число клеток в табличке равно числу контактов аппарата, так что по ней можно определить, в каких цепях их искать.

3. На схеме вблизи позиционных обозначений указывают у изображения контакта номер цепи, в которую включена соответствующая обмотка. В рассматриваемом примере приведены три таблички, которые помещены под изображением обмоток КК1, КК2 и КМ. В табличке под КК1 (КК2) столбцов Г и З нет, так как ни главных, ни замыкающих контактов тепловые реле не имеют, а в столбце Р написано 7. И действительно, контакты КК1 и КК2 введены в цепь 7.

В табличке под обмоткой КМ в столбце Г имеются цифры 2, 3 и 4. Это говорит о том, что магнитный пускатель своими главными контактами разрывает силовые цепи 2, 3 и 4. В столбце 3 два адреса: 8 и 9, в столбце Р — адрес 10 и одна свободная летка. Это означает, что пускатель имеет два замыкающих и два размыкающих контакта, один размыкающий контакт свободен.

Нередко на принципиальных схемах показывают устройства (приборы, регуляторы и т.п.), имеющие собственные принципиальные схемы. В этом случае на принципиальной электрической схеме эти устройства изображают упрощенно (показывают только входные и выходные цепи и цепи подачи питающего напряжения), а детальное представление о принципе работы установки дает совокупность ее принципиальной схемы и принципиальных электрических схем устройств.

В принципиальных электрических схемах условные графические обозначения составных частей электрических аппаратов, входящих в одну цепь, изображают последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи — одну под другой, при этом образуются параллельные строки (строчный способ выполнения схемы). Допускается располагать строки и вертикально.

Линии связи между аппаратами показывают полностью, но в некоторых случаях, чтобы не затемнять схему, они могут быть оборваны. Обрывы линий при этом заканчивают стрелками. Главные (силовые) цепи схем выполняют в многолинейном изображении. В однолинейном изображении эти цепи показывают в том случае, когда их приводят для пояснения. Принципиальные электрические схемы управления, регулирования, сигнализации и питания всегда выполняют в многолинейном изображении.

Исходное положение аппаратов. Контакты автоматов, выключателей, кнопок, реле и других коммутирующих устройств на схемах изображают при отсутствии тока во всех цепях схемы, т. е. в предположении, что в обмотках реле, контакторов, магнитных пускателей и т. п. нет тока или он настолько мал, что якорь не может притянуться (типичный пример — ток в обмотке максимального токового реле при нормальной нагрузке) и на кнопки, рубильники, .якоря реле и т. п. не действуют внешние принудительные силы. Поэтому все замыкающие контакты на схемах показаны разомкнутыми, а все размыкающие — замкнутыми.

Если из этого правила в необходимых случаях сделано исключение, т.е. если отдельные аппараты изображены в выбранном рабочем режиме, то на схеме приводят соответствующее пояснение. Аппараты, не имеющие отключенного положения, изображают в положении, принятом за исходное. Контакты коммутирующих устройств, имеющих два исходных положения (например, двухпозиционного реле с преобладанием), изображают в одном произвольно выбранном положении, которое пояснено на схеме. Схемы многопозиционных переключателей, например переключателей цепей управления, дополняют диаграммами переключений.

Электрические цепи для чайников: определения, элементы, обозначения

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.

Электрические цепи

Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

Электрическая цепь – это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Электрическая цепь

Кстати, о том, что такое трансформатор, читайте в отдельном материале нашего блога.

По какому фундаментальному признаку можно разделить все цепи электрического тока? По тому же, что и ток! Есть цепи постоянного тока, а есть – переменного. В цепи постоянного тока он не меняет своего направления, полярность источника постоянна. Переменный же ток периодически изменяется во времени как по направлению, так и по величине.

Сейчас переменный ток используется повсеместно. О том, что для этого сделал Никола Тесла, читайте в нашей статье.

Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.

Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.

Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.

Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь. Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.

Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

• Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
• Узел – соединение ветвей цепи;
• Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

• Силовые электрические цепи;
• Электрические цепи управления;
• Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов

Какую бы цепь Вам ни понадобилось рассчитать, наши специалисты всегда помогут справится с заданиями. Мы найдем все токи по правилу Кирхгофа и решим любой пример на переходные процессы в электрических цепях. Получайте удовольствие от учебы вместе с нами!

Условные обозначения в различных электрических схемах

Чтение электрических схем необходимый навык для представления работы электрических сетей, узлов, а также различного оборудования. Ни один специалист не приступит к монтажу оборудования, до ознакомления с нормативными сопровождающими документами.

Принципиальные электрические схемы позволяют разработчику донести полный доклад об изделии в сжатом виде до пользователя, используя условно графические обозначения (УГО). Чтобы избежать путаницы и брака при сборке по чертежам, буквенно-графические обозначения занесены в единую систему конструкторской документации (ЕСКД). Все принципиальные схемы разрабатываются, и применяются в полном соответствии с ГОСТами (21.614, 2.722-68, 2.763-68, 2.729-68, 2.755-87). В ГОСТе описываются элементы, приводится расшифровка значений.

Чтение чертежей

Принципиальная электрическая схема показывает все элементы, детали и сети, входящие в состав чертежа, электрические и механические связи. Раскрывает полную функциональность системы. Всем элементам любой электрической схемы соответствуют обозначения, позиционированные в ГОСТе.

К чертежу прилагается перечень документов, в котором прописываются все элементы, их параметры. Компоненты указываются в алфавитном порядке, с учетом цифровой сортировки. Перечень документов (спецификация) указывается на самом чертеже, либо выносится отдельными листами.

Порядок изучения чертежей

Как читать электрические схемы правильно и понимать представленную на чертеже информацию? Достаточно уметь ориентироваться в условно-графических обозначениях ГОСТа, это основа каждого разработанного проекта.

Сначала определяют тип чертежа. Согласно по ГОСТ 2.702-75, каждому графическому документу соответствует индивидуальный код. Все электрические чертежи имеют буквенное обозначение «Э» и соответствующее цифровое значение от 0 до 7. Электрической принципиальной схеме соответствует код «Э3».

Чтение принципиальной схемы:

• Визуально ознакомится с представленным чертежом, обратить внимание на указанные примечания и технические требования.
• Найти на схематическом изображении все компоненты, указанные в перечне документа;
• Определить источник питания системы и род тока (однофазный, трехфазный);
• Найти основные узлы, и определить их источник электропитания;
• Ознакомится с элементами и устройствами защиты;
• Изучить способ управления, обозначенный на документе, его задачи и алгоритм действий. Понять последовательность действий устройства при запуске, остановке, коротком замыкании;
• Анализировать работу каждого участка цепи, определить основные составляющие, вспомогательные элементы, изучить техническую документацию перечисленных деталей;
• На основе изученных данных документа, сделать вывод о процессах, протекающих в каждом звене цепи, представленной на чертеже.

Зная последовательность действий, буквенно-графические обозначения, можно прочитать любую электрическую схему.

Графические обозначения

Принципиальная схема имеет две разновидности — однолинейная и полная. На однолинейной чертят только силовой провод со всеми элементами, если основная сеть не отличается индивидуальными дополнениями от стандартно принятой. Нанесенные на линию провода две или три косые черты, обозначают однофазную или трехфазную сеть, соответственно. На полной чертят всю сеть и проставляют общепринятые условные обозначения в электрических схемах.

Однолинейная электрическая принципиальная схема, однофазная сеть

Виды и значение линий

1. Тонкая и толстая сплошные линии — на чертежах изображает линии электрической, групповой связи, линии на элементах УГО.
2. Штриховая линия — указывает на экранирование провода или устройств; обозначает механическую связь (мотор — редуктор).
3. Тонкая штрихпунктирная линия — предназначается для выделения групп из нескольких компонентов, составляющих частей устройства, либо систему управления.
4. Штрихпунктирная с двумя точками — линия разъединительная. Показывает развертку важных элементов. Указывает на удаленный от устройства объект, связанный с системой механической или электрической связью.

Сетевые соединительные линии показывают полностью, но согласно стандартам, их допускается обрывать, если они являются помехой для нормального понимания схемы. Обрыв обозначают стрелками, рядом указывают основные параметры и характеристики электрических цепей.

Жирная точка на линиях указывает на соединение, спайку проводов.

Электромеханические составляющие

Схематическое изображение электромеханических звеньев и контактов

А — УГО катушки электромеханического элемента (магнитный пускатель, реле)

В — тепловое реле

С — катушка прибора с механической блокировкой

D — контакты замыкающие (1), размыкающие (2), переключающие (3)

F — обозначение выключателя (рубильника)на электрической схеме УГО некоторых измерительных приборов. Полный список этих элементов приведен в ГОСТе 2.729 68 и 2.730 73.

Элементы электрических цепей, приборы

УГО реле времени, кнопки, выключатели, концевые выключатели, часто используют при разработке схем электропривода.

Схематическое изображение плавкого предохранителя. При чтении электрической схемы следует внимательно учитывать все линии и параметры чертежа, чтобы не спутать назначение элемента. Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. На схемах силовая линия изображается проходящей через предохранитель, резистор чертится без внутренних элементов.

Изображение автоматического выключателя на полной схеме

Контактный коммутационный аппарат. Служит автоматической защитой электрической сети от аварий, короткого замыкания. Приводится в действие механическим, либо электрическим способом.

Автоматический выключатель на однолинейной схеме

Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя обмотками. Бывает одно и трехфазный, повышающий и понижающий. Также подразделяется на сухой и масляный, в зависимости от способа охлаждения. Мощность варьируется от 0.1 МВА до 630 МВА (в России).

Обозначение трансформаторов тока на полной (а) и однолинейной (в) схеме

Графическое обозначение электрических машин (ЭМ)

Электрические моторы, зависит от вида, способны не только потреблять энергию. При разработке промышленных систем, используют моторы, которые при отсутствии нагрузки генерируют энергию в сеть, тем самым сокращая затраты.

А — Трехфазные электродвигатели:

1 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором

2 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором, двухскоростной

3 — Асинхронный с фазным ротором

4 — Синхронные электродвигатели; генераторы.

В — Коллекторные электродвигатели постоянного тока:

1 — с возбуждением обмотки от постоянного магнита

2 — Электрическая машина с катушкой возбуждения

В связке с электромоторами, на схемах показаны магнитные пускатели, устройства мягкого пуска, частотный преобразователь. Эти устройства служат для запуска электрических моторов, бесперебойной работы системы. Последние два элемента уберегают сеть от «просадки» напряжения в сети.

УГО магнитного пускателя на схеме

Переключатели выполняют функцию коммутационного оборудования. Отключают и включают в работу определенные участки сети, по мере необходимости.

Графические обозначения в электрических схемах механических переключателей

Условные графические обозначения розеток и выключателей в электрических схемах. Включают в разработанные чертежи электрификации домов, квартир, производств.

Звонок на электрической схеме по стандартам УГО с обозначенным размером

Размеры УГО в электрических схемах

На схемах наносят параметры элементов, включенных в чертеж. Прописывается полная информация об элементе, емкость, если это конденсатор, номинальное напряжение, сопротивление для резистора. Делается это для удобства, чтобы при монтаже не допустить ошибку, не тратить время на вычисление и подборку составляющих устройства.

Иногда номинальные данные не указывают, в этом случае параметры элемента не имеют значения, можно выбрать и установить звено с минимальным значением.

Принятые размеры УГО прописаны в ГОСТах стандарта ЕСКД.

Размеры в ЕСКД

Размеры графических и буквенных изображений на чертеже, толщина линий не должны отличаться, но допустимо их пропорционально изменять в чертеже. Если в условных обозначениях на различных электрических схемах ГОСТ, присутствуют элементы, не имеющие информации о размерах, то эти составляющие выполняют в размерах, соответствующих стандартному изображению УГО всей схемы.

УГО элементов, входящих в состав основного изделия (устройства) допускается чертить меньшим размером в сравнении с другими элементами.

Буквенные обозначения

Наряду с УГО для более точного определения названия и назначения элементов, на схемы наносят буквенное обозначение. Это обозначение используют для ссылок в текстовых документах и для нанесения на объект. С помощью буквенного обозначения определяют название элемента, если этого не понятно из чертежа, технические параметры, количество.

Дополнительно с буквенным обозначением указывается одна или несколько цифр, обычно они поясняют параметры. Дополнительный буквенный код, указывающий номинал, модель, дополнительные данные прописывается в сопутствующих документах, либо выносится в таблицу на чертеже.

Чтобы научиться читать электрические схемы не обязательно знать наизусть все буквенные обозначения, графические изображения различных элементов, достаточно ориентироваться в соответствующих ГОСТах ЕСКД. Стандарт включает в себя 64 документа ГОСТ, которые раскрывают основные положения, правила, требования и обозначения.

Основные обозначения, применяемые на схемах согласно стандарту ЕСКД, приведены в Таблице 1 и 2.

Первая буква кода (обязательная)

Основные двухбуквенные обозначения приведены в Таблице 2

Видео по теме

§ 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.

Как условно обозначаются элементы на электрических схемах?

Любая электрическая цепь может быть наглядна представлена в виде принципиальной или монтажной схемы, а иначе говоря, на чертежах. Каждое изображение того или иного элемента должно соответствовать единой системе конструкторской документации (ЕСКД). Для правильного прочтения чертежей необходимо понимать эти условные графические обозначения в электрических схемах.

Нормативная документация

Система УГО была специально разработана, чтобы исключить путаницу и разночтение при работе с документами. Помимо УГО широко применяются буквенно-цифровые обозначения, например, при маркировке радио-, электроэлементов.

Требования к размерам, отображениям, схемам и планам электрооборудования содержатся в следующих нормативных документах ГОСТ:

• 21.404-85;
• 21.614-88;
• 2.755-87;
• 2.756-76;
• 2.747-68;
• 2.709-89;
• 2.710-81.

Элементная база постоянно подвергается изменению, поэтому в конструкторскую документацию вносятся соответствующие коррективы. Специалисты в области электрики и электроники регулярно отслеживают все нововведения в ГОСТах, остальным же это делать не обязательно. В бытовых условиях достаточно знать, как расшифровывается обозначение основных элементов.

Виды электрических схем

Первым делом стоит учесть, что схема — это графическое отображение элементов конструкции, узлов и их связей на бумаге, либо в электронной форме при помощи общепринятых условных обозначений. Всего различается около десятка видов схем, но чаще всего встречаются следующие:

• Функциональная;
• Принципиальная;
• Монтажная.

Их можно встретить в документации к сложным электронным приборам, в руководствах по ремонту техники для мастеров-любителей или в планах по проведению проводки. Ввиду их распространенности с следует рассмотреть отдельно каждый вид.

Функциональная схема

Она не отображает детально конструкцию, а содержит изображение основных блоков устройства с подписями и функциональных узлов. Ориентируясь на данный чертеж, можно только узнать о том, как работает вся система прибора, как связаны между собой различные элементы. Функциональную схему целесообразно применять для описания, например, сложного электронного устройства, но не всегда для устройств электроснабжения.

Принципиальная схема

Содержит в себе определенный набор обозначений элементов, в соответствии с составом прибора. Для верной расшифровки чертежа необходимо знать основные условно графические отображения электроэлементов. В таком виде схем указываются связи между устройствами и сами их составляющие элементы. Для отображения силовых линий целесообразно чертить линейную схему, а для указания видов электрических цепей и проборов контроля, управления – полная принципиальная.

Следует отметить, что на однолинейных чертежах изображена только силовая часть конструкции, а на полных принципиальных приводятся все элементы цепи.

Монтажная схема

Используется при установке элементов на печатные платы, при сборке приборов и электрических цепей. С её помощью мастер определяет какой компонент куда следует разместить, на каком расстоянии друг от друга и в какой последовательности, согласно буквенно-цифровой аббревиатуре рядом с элементом, расшифровка которой приводится либо отдельным документом, либо располагается таблицей в правом нижнем углу над основной надписью. Помимо этого, допускается расстановка номиналов.

Подробную информацию по каждому виду схем можно найти в ГОСТе 2.702-2011.

Основные условно графические обозначения

Переходим к рассмотрению самих обозначений элементов, выполненных по межгосударственным стандартам. Запомнив самые основные и наиболее часто встречающиеся, понимание многих схем станет куда легче.

Базовые изображения

Ни один электронный прибор не обходится без наличия в его устройстве резисторов, катушек, конденсаторов, транзисторов, диодов, контактов и переключателей. Причем некоторые модели элементов, такие как катушки и конденсаторы, имеют весьма малые размеры, в зависимости от своего номинала, поэтому новичкам не стоит удивляться их повсеместному применению, а узнать и запомнить, как они изображаются на чертежах.

Так, например, согласно ГОСТам:

• резистор обозначается прямоугольником, размерами 4Х10мм;
• Конденсатор – двумя параллельными отрезками, расстояние между которыми 1,5мм;
• Катушки – дуговыми линиями, от 2 до 4, в зависимости от назначения;
• Диоды – треугольниками, к вершине которых проведена параллельная основанию линия. Образованная графикой «стрелка» указывает в каком направлении диод открыт, а каком закрыт;
• Транзисторы – окружность, диаметром 12мм, от которой исходят три линии или, по-другому, контакта. Стрелка внутри указывает на то, что данный вывод транзистора – эмиттер и к какому типу элемент относится (n-p-n или p-n-p);
• Приборы, такие как амперметр, ваттметр или вольтметр обозначаются так же окружностью, но с диаметром 10мм и общепринятой буквенной аббревиатурой PA, PW и PV соответственно;
• Контакты – разомкнутой линией, на одном конце которой проведен отрезок длиной 6мм под углом в 30°.

Линии проводок и токопроводов

Проводники на всех схемах изображаются, в основном, прямыми линиями, соединяющими элементы в нужной последовательности. Допускается нанесение данных над линией, для уточнения параметров подаваемого напряжения и тока на устройство в целом или на отдельную его часть. В таких случаях разрешается указывать:

• Вид тока (постоянный, переменный, импульсный);
• Значение напряжения;
• Материал;
• Способы прокладки проводки.
• Отметки и пр.

Также на самой линии проводников допустимо указывать насечками общее количество проводов, например, в кабеле. Точки, в местах пересечения двух или более проводников указывают на их соединение между собой, если отсутствуют, то провода никак не взаимодействуют друг с другом и просто пересекаются.

Заземление на схемах

Стандарты ЕСКД и ГОСТ 2.721-74 так же оговаривают и символику знака заземления на схемах. Система допускает использование трех различных вариантов и соединения выводов к корпусу прибора:

• Самое распространенное обозначение выглядит как линия, с проведенными к ней тремя перпендикулярами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга и имеющими разные размеры в зависимости от отдаленности проводника (чем дальше, тем меньше). На старых чертежах встречается только такой знак «земли».
• Во втором варианте приведено бесшумное заземление. Сам знак полностью повторяет первый, за одним исключением: вокруг него проведена не полная окружность. Это означает, что прибору в целом или элементу требуется отдельное заземление, изолированного от общей «земельной» магистрали. Такое изображение встречается редко, но вполне может встретиться в чертежах.
• Защитное заземление похоже на гибрид предыдущих двух знаков, только окружность показана не частично, как на бесшумном, а полностью охватывает изображение. Наиболее распространен на силовых электрических чертежах. В соответствии и требованиями безопасности, значение изображение такого, что оно отражает соединения токоведущих частей электросхемы, находящихся без напряжения, с заземлением.
• Четвертый вариант отображает не совсем «землю», а соединение токоведущих частей устройства с его корпусом. Однако, даже при условии заземления корпуса, данный вид соединения нельзя назвать «землей», но может часто встречаться.

Как обозначаются различные токи

Кроме всего прочего, отдельную важность на чертежах представляет правильное указание токов, для которых введены следующие знаки (указываются рядом с источником питания, либо внутри него):

• Постоянный – прямая короткая линия
• Переменный – волнистая линия
• Импульсный – пунктир

Рядом с условным обозначением может приписываться значение тока.

Розетки, выключатели и переключатели

Среди всех принятых обозначений графическое изображение выключателей подразделяется на ряд групп по:

• степени защиты;
• способу монтажа (открытый, скрытый);
• количеству клавиш.

Важно! Для диммеров и кнопочных устройств управления светом УГО не существует.

Стали распространены переключатели на два или три направления. Они экономят электроэнергию, а также можно управлять двумя или тремя точками соответственно.

Розетки, также разделены по степени защиты и количеству полюсов. В соответствии с этим приняты дополнительно буквенно-цифровые подписи, обозначающие число и назначение устройств.

Обозначение источников света

Графическое изображение осветительных приборов необходимо при составлении планов и монтажных схем энергоснабжения частных домов, квартир, а также специальных сложных осветительных установок и различных видов лампочек. Поэтому и для них введены свои условные обозначения, что значительно ускоряет время составления документации.

Знание этих знаков будет полезно в быту тем, кто собирается самостоятельно изучить или составить планы энергоснабжения своего жилья.

Источники питания и предохранители

Среди источников широкое распространение получили гальванические элементы и аккумуляторы (буква G на схемах). Внешне напоминает обозначение конденсатора, с одним отличием – отрезки используются разной длины (короткая – «минус», длинная – «плюс»). В случаях, когда подаваемого тока или напряжения от одного источника не хватает, то их объединяют в батарею. При этом меняется:

• буквенный код с G на GB;
• обозначаются только крайние элементы, а остальные заменяются на пунктир;
• Контур батареи обводится окружностью или овалом, в зависимости от её размера.

Также в устройствах применяются плавкие предохранители (FU), обозначения которых похожи на резисторы, но имеют внутреннюю линию, обозначающие сгорающую металлическую нить внутри. Кроме этого, используются разрядники обычные (F2) или вакуумные (F3) в устройствах с высоковольтным питанием.

Знание условных обозначений пригодится каждому, кто планирует отремонтировать электроприбор или начать монтажные работы для обустройства своего жилья, т.к благодаря единой системе нет нужды придумывать свои графические изображения. Достаточно запомнить общепринятые.

Как научиться читать электрические схемы?

Что такое однолинейная схема электроснабжения и какие требования для её проектирования

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Как расшифровать маркировку конденсатора и узнать его ёмкость?

Какого цвета и как обозначаются провода ноля, фазы и земли в электрике?

Маркировка проводов и кабелей и расшифровка марки

Элементы, схемы электрических цепей и их классификация

Сложность описания электрических цепей с большим многооб­разием реальных элементов (линий электропередачи, генераторов, трансформаторов и т.д.) привела к необходимости выделения не­которых идеализированных элементов, с помощью комбинаций которых можно описывать все реальные элементы.

К идеализиро­ванным элементам электрической цепи (рис. 1.2) относятся: ис­точник ЭДС, источник тока, резистор, конденсатор и индуктив­ная катушка.

Для источника ЭДС (см. рис. 1.2, а) характерным является ра­венство напряжений между его выводами величине электродви­жущей силы: и_Ьа = и = е;

R, С и L этих элементов — соответственно сопротивле­нием резистора, емкостью конденсатора и индуктивностью ка­тушки.

Рис. 1.2. Основные элементы электрических цепей: а — источник ЭДС;

б — источник тока; в — резистор; г — конденсатор;

д — индуктивная катушка

Выражение и = R∙I или i = называется законом Ома для участка цепи, I = закон Ома для полной цепи, (учитывается внутреннее сопротивление источника), а произведение мгновенных значений напряжения и и тока i называется мгновен­ной мощностью р = i ∙ u , R∙i 2 – это для резистора .Мощность в данном случае определяет количество тепло­ты, выделяемой резистором в единицу времени. Таким образом, резистор (резистивный элемент) — это элемент, предназначен­ный для использования его электрического сопротивления. Еди­ницей сопротивления является ом (1 Ом= 1 В/1 А), единицей мгно­венной мощности — ватт (1 Вт = 1 В • 1 А).

Устройство резистора

Условное обозначение резисторов на схеме (нерегулируемый и регулируемый);

Противодействие проводника направленному движению зарядов (электрическому току) называется сопротивлением проводника.

Устройство обладающее сопротивлением и используемое для ограничения силы тока в эл. цепи или приемнике эл. энергии называется резистором. Регулируемый резистор, включенный в электрическую цепь тока, называется реостатом.

Наряду с сопротивлением R резистор иногда характеризуют обратной величиной G = 1/R называемой проводимостью. Единицей прово­димости является сименс (1 См = 1 А/1 В). На схемах указывается одна из этих величин — сопротивление R или проводимость G. Введе­ние проводимости иногда упрощает преобра­зования уравнений цепи, содержащей не­сколько резисторов.

Сопротивлением R можно охарактеризовать любой проводник длиной l и площадью сечения S (рис. 1.3). Если ток распределен по сечению проводника равномерно,

то ,— , где — удельное электрическое сопротивление, характеризующее свойства мате­риала проводника.

Единицей удельного электрического сопротивления является Ом, умноженный на метр (Ом • м). В схеме замещения электричес­кой цепи резистивные элементы отражают не только резисторы, но и сопротивления проводов линий электропередачи, сопротив­ления проводников, из которых выполнены обмотки трансфор­маторов и электрических машин, и т.п.

Удельное электрическое сопротивление некоторых проводников при температуре 20 °С, мкОм • м, составляет:

Константан, манганин . 0,4. 0,5

Конструктивно резисторы различных по номиналу и помощности а так же их назначения и могут сильно отличаться. Общим является использование в их конструкциях материалов с большим сопротивлением — константана, манганина и др.

Наряду с рассмотренными силовыми элементами в состав цепи могут входить также измерительные приборы, такие как амперметры (обозначаются буквой А в кру­жочке) для измерения токов и вольтметры (обозначаются бук­вой V в кружочке) для измерения напряжения. На рис. 1.11, а показана схема, содержащая один амперметр (для измерения тока i₁) и один вольтметр (для измерения напряжения u₂= u₃). При правильном включении этих приборов не происходит из­менения режима (т.е. не изменяются или почти не изменяются токи и напряжения элементов цепи). Это достигается за счет того, что внутреннее сопротивление амперметра R_А очень мало, а внутреннее сопротивление вольтметра очень велико. Если же R_А > R₃ , то можно принять R_А=0, R_В = ∞,

Законы Кирхгофа

Наряду с компонентными уравнениями цепи для полного опи­сания ее электромагнитных процессов применяют два закона Кирх­гофа.

Для любого узла справедлив первый закон Кирхгофа: алгебра­ическая сумма токов ветвей, соединенных с данным узлом, равна нулю. При этом ток, исходящий из узла, берется со знаком «плюс», а подходящий к узлу — со знаком «минус». Для узла I, изображен­ного на рис. 1.11, б, имеем

Для любого контура (замкнутого пути, проходящего через не­сколько элементов) справедлив второй закон Кирхгофа: алгебраи­ческая сумма напряжений на всех элементах контура равна нулю. Для практического использования этого закона необходимо за­дать определенные направления обхода контура, тогда напряже­ния элементов, совпадающие с направлением обхода, берутся со знаком «плюс», не совпадающие — со знаком «минус». Для одно­контурной схемы, изображенной на рис. 1.6, б, при обходе конту­ра по часовой стрелке имеем -U+ U₁ + U_Н = 0.

В общем случае, если число ветвей цепи равно В, а число узлов — У, то число независимых уравнений, которые можно составить по первому закону Кирхгофа, равно У — 1 , а по второ­му:

В — (У-1) = В -У+1. Таким образом, всего по законам Кир­хгофа можно составить В уравнений. Дополнив эти В уравнения В-компонентными уравнениями, получим 2В уравнений, необ­ходимых для определения В токов и В напряжений рассматривае­мой схемы. Эти 2В уравнений называют полной системой уравне­ний схемы электрической цепи. Они позволяют решить задачу расчета (анализа) цепи — по заданной схеме и значениям пара­метров рассчитать неизвестные токи и напряжения ветвей.

Для решения подобных сложных задач анализа разработаны спе­циальные методы, которые будут рассмотрены далее.

Условные обозначения в электрических схемах: расшифровка графики и буквенно-цифровых знаков

Чтение чертежей по электрике требует определенных знаний, которые можно почерпнуть из нормативных документов. Своеобразным «языком» чтения являются условные обозначения в электрических схемах – система знаков и символов, преимущественно графических и буквенных. Кроме них иногда цифрами проставляются номиналы.

Сгласитесь, понимание стандартных обозначений просто необходимо для любого домашнего мастера. Эти знания помогут прочесть электросхему, самостоятельно составить план разводки в квартире или в частном доме. Предлагаем разобраться во всех тонкостях написания проектной документации.

В статье описаны основные виды электрических схем, а также приведена подробная расшифровка базовых изображений, символов, значков и буквенно-цифровых маркеров, используемых при составлении чертежей по устройству электросети.

Какие виды электросхем могут пригодиться?

Рассмотрим проектную информацию с точки зрения электромонтажника-любителя, желающего своими руками поменять проводку в доме или составить чертеж подключения дачи к электрокоммуникациям.

Сначала нужно понять, какие знания будут полезными, а какие не понадобятся. Первый шаг – это знакомство с видами электрических схем.

Вся информация о видах схем изложена в новой редакции ГОСТ 2.702-2011, которая носит название «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем».

Это дубликат более раннего документа – ГОСТ 2.701-2008, в котором как раз подробно говорится о классификации схем. Всего выделяют 10 видов, но на практике может потребоваться только одна – электрическая.

Кроме видовой классификации, существует и типовая, которая подразделяет все чертежные документы на структурные, общие и пр., всего 8 пунктов.

Домашнему мастеру будут интересны 3 типа схем: функциональная, принципиальная, монтажная.

Тип #1 – функциональная схема

Функциональная схема не содержит детализации, в ней указываются основные блоки и узлы. Она дает общее представление о работе системы. Для устройства электроснабжения частного дома не всегда есть смысл составлять такие чертежи, так как они обычно типовые.

А вот при описании сложного электронного устройства или для оснащения электрикой цеха, студии или пункта управления они могут пригодиться.

Тип #2 – принципиальная схема

Принципиальная схема, в отличие от функциональной – это набор условных обозначений, без знания которых сложно разобраться в устройстве сети в целом. На чертеже указываются все устройства и связи между ними. Если схема сложная, содержащая, например, резервирующие цепи, то эксплуатационники пользуются оперативным схемами, дающими представление о “сегодняшнем положении коммутационных аппаратов”.

Если же нужно отразить только силовые линии, достаточно начертить линейную схему, а для изображения всех видов цепей с приборами контроля и управления понадобится полная.

Тип #3 – монтажная схема

Монтажная схема – документ, которым удобно пользоваться при установке сетей. По ней можно узнать, какие устройства следует подключать, где именно и как далеко друг от друга они находятся.

Указано расположение таких элементов, как выключатели и розетки, светильники, автоматы защиты. Прямо в схеме можно расставить номиналы и длину цепей.

Требования по всем видам схематической документации изложены в ГОСТ 2.702-2011, именно им и следует в дальнейшем руководствоваться при составлении собственных проектов.

Здесь же можно найти в полном объеме ссылки на другие полезные документы, в которых размещены таблицы графических и буквенных обозначений различных элементов, использующихся на электрических схемах, а также правила их использования.

Графические изображения в электросхемах

Чертеж электросети представляет собой набор графических элементов, которые в совокупности образуют неразрывную систему. На практике это комплект устройств, соединенных проводами.

Большая часть обозначений – графические. Буквы и цифры применяются для символьного обозначения отдельных элементов, их номиналов и расстояний между объектами.

Основные базовые изображения

Электрические цепи ведут к устройствам и установкам, которые оборудованы контактами, способными разорвать или соединить эти цепи.

Самый простой пример – обыкновенный выключатель. Все контакты делятся на замыкающие, размыкающие и переключающие – именно они и отображаются в схемах.

Перечисленные графические изображения являются обязательными при составлении принципиальных схем и обычно понятны даже начинающему электрику.

Символика однолинейных схем

Для сборки электрощитов также используют чертежи. Обычно они представляют собой однолинейную схему с обозначением УЗО, автоматических выключателей, контакторов и другого защитного оборудования.

Некоторые графические символы похожи между собой, поэтому при составлении схемы требуется особое внимание. Например, контактор и рубильник обозначаются одинаково, разница – в небольшом элементе на неподвижном контакте.

Специальными символами обозначаются катушки реле – во всех изображениях за основу взят прямоугольник.

Для запоминания значков часто используют ассоциации или буквенно-графические подсказки. Например, мотор-привод изображается кружком, внутри которого находится буква «М».

При составлении схемы следует учитывать, что для обозначения некоторых символов также важно количество.

Например, если нужно указать 4-контактный клеммник, то следует начертить четыре перечеркнутых кружочка в ряд, а не один. Парные галочки при изображении розеток – это количество проводов.

Как изображаются шины и провода?

Для обозначений шин, кабелей и проводов используется линейная графика – практически все символы состоят из прямых линий.

Соединения проводников указываются точками. Если в месте соединения двух линий никакой пометки нет, то это простое пересечение.

Провода бывают разные по виду, назначению, нагрузке, способу прокладки. Все это также можно отобразить схематически.

Дополнительные характеристики облегчают подбор материалов и монтаж электросети. В дальнейшем благодаря указанным на схеме характеристикам можно судить о потенциальных возможностях уже установленной электросистемы.

Розетки и выключатели на схемах

Обозначение выключателей разбито на несколько групп – по степени защиты, способу установки (скрытой или открытой). Отдельно вынесены переключатели на два направления. 2- и 3-клавишные выключатели обозначаются по-разному.

Для некоторых устройств управления источниками света обозначений нет – например, для кнопочных устройств и диммеров.

Сейчас для экономии электроэнергии в больших помещениях часто устанавливают проходные переключатели, которыми управляют с 2 или 3 точек. Для них также можно найти соответствующие значки.

Розетки, как и выключатели, поделены на группы по степени защиты. Внутри групп устройства делятся по количеству полюсов, наличию защиты. Для обозначения блоков используются буквенно-цифровые подписи, указывающие на количество и назначение установок в одном блоке.

При запоминании обозначений различных электрических элементов на схемах следует каждое условно изображенное устройство соотносить с реальным изделием.

Например, популярные виды розеток выглядят следующим образом:

На деле же электромонтажные устройства выглядят так: