Электрика для начинающих как понять и подключать по схемам приложение с практикой
Как научиться читать и составлять электрические схемы
Основным назначением принципиальных электрических схем является отражение с достаточной полнотой и наглядностью взаимной связи отдельных приборов, средств автоматизации и вспомогательной аппаратуры, входящих в состав функциональных узлов систем автоматизации, с учетом последовательности их работы и принципа действия. Принципиальные электрические схемы служат для изучения принципа действия системы автоматизации, они необходимы при производстве пуско-наладочных работ и в эксплуатации электрооборудования.
Принципиальные электрические схемы являются основанием для разработки других документов проекта: монтажных схем и таблиц щитов и пультов, схем соединения внешних проводок, схем подключения и др.
При разработке систем автоматизации технологических процессов обычно выполняют принципиальные электрические схемы самостоятельных элементов, установок или участков автоматизируемой системы, например схему управления задвижкой, схему автоматического и дистанционного управления насосом, схему сигнализации уровня в резервуаре и т. п.
Принципиальные электрические схемы составляют на основании схем автоматизации, исходя из заданных алгоритмов функционирования отдельных узлов контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления и общих технических требований, предъявляемых к автоматизируемому объекту.
На принципиальных электрических схемах в условном виде изображают приборы, аппараты, линии связи между отдельными элементами, блоками и модулями этих устройств.
В общем случае принципиальные схемы содержат:
1) условные изображения принципа действия того или иного функционального узла системы автоматизации;
2) поясняющие надписи;
3) части отдельных элементов (приборов, электрических аппаратов) данной схемы, используемые в других схемах, а также элементы устройств из других схем;
4) диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств;
5) перечень используемых в данной схеме приборов, аппаратуры;
6) перечень чертежей, относящихся к данной схеме, общие пояснения и примечания. Для чтения принципиальных схем необходимо знать алгоритм функционирования схемы, понимать принцип действия приборов, аппаратов, на базе которых построена принципиальная схема.
Принципиальные схемы систем контроля и управления по назначению могут подразделяться на схемы управления, технологического контроля и сигнализации, автоматического регулирования и питания. Принципиальные схемы по видам могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими и комбинированными. В настоящее время наиболее широкое применение находят электрические и пневматические схемы.
Как прочитать электрическую принципиальную схему
Принципиальная электрическая схема - первый рабочий документ, на основании которого:
1) выполняют чертежи для изготовления изделий (общие виды и монтажные схемы и таблицы щитов, пультов, стативов и т. п.) и соединений их с приборами, исполнительными механизмами и между собой;
2) проверяют правильность выполненных соединений;
3) задают уставки аппаратам защиты, средствам контроля и регулирования процесса;
4) настраивают путевые и конечные выключатели;
5) анализируют схему как в процессе проектирования, так и при наладке и эксплуатации при отклонении от заданного режима работы установки, преждевременном выходе из строя какого-либо элемента и т. п.
Кроме того, если чтение монтажных схем сводится к тому, чтобы определить, что, где и как нужно установить, проложить и соединить, то чтение принципиальной схемы гораздо сложнее. Во многих случаях оно требует глубоких знаний, владения методикой чтения и умения анализировать полученные сведения. И, наконец, ошибка, допущенная в принципиальной схеме, неизбежно будет повторяться во всех последующих документах. В итоге вновь придется возвращаться к чтению принципиальной схемы, чтобы выявить, какая в ней допущена ошибка или что в конкретном случае не соответствует правильной принципиальной схеме (например, многоконтактное программное реле присоединено правильно, но установленная при настройке длительность или очередность переключения контактов не соответствует заданию).
Перечисленные задачи довольно сложны, и рассмотрение многих из них выходит за рамки данной статьи. Тем не менее полезно пояснить, в чем состоит их существо и перечислить основные технические приемы решения.
1. Чтение принципиальной схемы всегда начинают с общего ознакомления с нею и перечнем элементов, находят на схеме каждый из них, читают все примечания и пояснения.
2. Определяют систему электропитания электродвигателей, обмоток магнитных пускателей, реле, электромагнитов, комплектных приборов, регуляторов и т. п. Для этого находят на схеме все источники питания, выявляют по каждому из них род тока, номинальное напряжение, фазировку в цепях переменного тока и полярность в цепях постоянного тока и сопоставляют полученные данные с номинальными данными используемой аппаратуры.
Выявляют по схеме общие коммутационные аппараты, а также аппараты защиты: автоматы, 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.
Ознакомление с системой электропитания может понадобиться для: выявления причин нарушения питания; определения очередности, в которой следует на схему подавать питание (это не всегда безразлично); проверки правильности фазировки и полярности (неправильная фазировка может, например, в схемах резервирования привести к короткому замыканию, изменению направления вращения электродвигателей, пробою конденсаторов, нарушению разделения цепей с помощью диодов, отказу поляризованных реле и т. п.); оценки последствий перегорания каждого предохранителя.
Например, для пуска электродвигателя нужно включить магнитный пускатель. Следовательно, следующим электроприемником должна быть обмотка магнитного пускателя. Если в ее цепь входит контакт промежуточного реле, надо рассматривать цепь его обмотки и т. п. Но может быть и другая задача: какой-то элемент схемы отказал, например не горит определенная сигнальная лампа. Тогда первым электроприемником будет именно она.
Очень важно подчеркнуть, что если не придерживаться при чтении схемы определенной целенаправленности, то можно затратить много времени, ничего не решив.
Итак, изучая выбранный электроприемник, надо проследить все возможные его цепи от полюса к полюсу (от фазы к фазе, от фазы к нулю в зависимости от системы питания). При этом надо, во-первых, выявить все контакты, диоды, резисторы и т. п., входящие в цепь.
Ознакомление с каждой цепью электрической схемы имеет целью:
а) определить условия действия, которым удовлетворяет схема;
б) выявить ошибки; например, в цепи могут быть соединенные последовательно контакты, которые никогда одновременно не должны быть замкнуты;
в) определить возможные причины отказа. В неисправную цепь, например, входят контакты трех аппаратов. Рассматривая каждый из них, легко обнаружить неисправный. Такие задачи возникают при наладке и устранении неполадок в процессе эксплуатации;
г) установить элементы, в которых могут быть нарушены временные зависимости либо в результате неправильной регулировки, либо из-за неправильной оценки проектировщиком реальных условий эксплуатации.
Типичными недостатками являются слишком короткие импульсы (управляемый механизм не успевает завершить начатый цикл), слишком длинные импульсы (управляемый механизм, за вершив цикл, начинает его повторять), нарушение необходимой очередности переключения (например, вентили и насос включаются не в той очередности, как надо, или между операциями не соблюдаются достаточные интервалы);
д) выявить аппараты, которым могут быть заданы неправильные уставки ; типичный пример — неправильная уставка токового реле в схеме управления задвижкой;
е) выявить аппараты, коммутационная способность которых недостаточна для коммутируемых цепей, или номинальное напряжение ниже необходимого, или рабочие токи цепей больше номинальных токов аппарата и т . п.
Типичные примеры: контакты электроконтактного термометра непосредственно введены в цепь магнитного пускателя, что совершенно недопустимо; в цепи напряжения 220 В применен диод на обратное напряжение 250 В, что не достаточно, так как он может оказаться под напряжением 310 В (К2-220 В); номинальный ток диода 0,3 А, но он включен в цепь, через которую проходит ток 0,4 А, что вызовет недопустимый перегрев; сигнальная коммутаторная лампа 24 В, 0,1 А включена на напряжение 220 В через добавочный резистор типа ПЭ-10 сопротивлением 220 Ом. Лампа будет светить нормально, но резистор сгорит, так как выделяемая в нем мощность примерно вдвое выше номинальной;
ж) выявить аппараты, подверженные действию коммутационных перенапряжений, и оценить меры защиты от них (например, гасящие контуры);
з) выявить приборы, на работу которых могут оказывать недопустимое влияние смежные цепи, и оценить средства защиты от влияний;
и) выявить возможные ложные цепи как в нормальных режимах, так и во время переходных процессов, например перезаряд конденсаторов, поступление в чувствительный электроприемник энергии, освободившейся при отключении индуктивности, и т. п.
Ложные цепи иногда образуются не только при непредвиденном соединении, но и при незамыкании, контакта, перегорании одного предохранителя, в то время как остальные остались исправными. Например, промежуточное реле датчика технологического контроля включено через одну цепь питания, а его размыкающий контакт — через другую. При перегорании предохранителя промежуточное реле отпустит, что будет воспринято схемой как нарушение режима. В данном случае нельзя разделить цепи питания либо нужно иначе составлять схему и т. п.
Ложные цепи могут образоваться при несоблюдении очередности подачи питающих напряжений, что говорит о низком качестве проектирования. В правильно составленных схемах очередность подачи питающих напряжений, а также восстановление их после нарушений не должны приводить к каким-либо оперативным переключениям;
к) оценить последствия нарушения изоляции поочередно в каждой точке схемы. Например, если кнопки присоединены к нулевому рабочему проводнику, а обмотка пускателя - к фазному (необходимо включать наоборот), то при подключении кнопочного выключателя «Стоп» к проводнику заземления пускатель невозможно будет отключить. Если замкнется на землю провод после кнопочного выключателя «Пуск», произойдет самовключение пускателя;
л) оценить назначение каждого контакта, диода, резистора, конденсатора, для чего исходят из предположения, что рассматриваемый элемент или контакт отсутствует, и оценивают, к каким это приведет последствиям.
4. Устанавливают поведение схемы при частичном отключении питания, а также при его восстановлении. Этот важнейший вопрос, к сожалению, часто недооценивают, поэтому одной из основных задач чтения схемы является проверка: сможет ли устройство прийти из любого промежуточного состояния в рабочее и не произойдут ли при этом непредвиденные оперативные переключения. Именно поэтому стандарт предписывает изображать схемы в предположении, что питание отключено, а аппараты и их части (например, якоря реле) не подвержены принудительным воздействиям. С этого исходного положения и нужно анализировать схемы. Большую помощь при анализе схем оказывают временные диаграммы взаимодействия, отражающие динамику работы схемы, а не только какое-то установившееся ее состояние.Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
При изучении электротехники новичку придется столкнуться с множеством малопонятных терминов, основных законов и положений. «Электрика для начинающих» помогает ознакомиться с принципами функционирования электрических сетей, научиться правильно работать с проводкой и приборами.
Что изучает электрика
Наука начала стремительно развиваться в XIX в. В то время были открыты первые законы, позволившие понять, что такое электричество. Теоретические основы проверялись на практике. Стали появляться первые электрические приборы, улучшаться средства передачи электроэнергии от источников к потребителям.
Наука электрика основывалась на открытиях в области математики, физики, химии. Она изучала природу, свойства тока, электромагнитных полей.С чего начать обучение
Пособия по электрике «для чайников» присутствуют на информационных порталах. Дефицита таких материалов не наблюдается, поэтому каждый желающий может начать изучать дисциплину с нуля. Однако если человек планирует получить профессию электрика, ему придется поступать на соответствующий факультет высшего или средне-специального учебного заведения.
Вуз, техникум, колледж
Многие учебные учреждения предлагают получить профессиональное образование электрика. Стоит рассмотреть особенности обучения в каждом из них:
- Полный курс в ВУЗе длится 4-5 лет. Здесь дается минимальная практическая база. Однако ВУЗы готовят специалистов с хорошими теоретическими знаниями. Учебные заведения принимают выпускников 11-х классов или ССУЗов.
- Техникумы дают равное количество теоретических и практических навыков. Обучение направлено на получение рабочей специальности. Поэтому теория изучается менее детально, чем в ВУЗе. Техникумы принимают выпускников 9-х или 11-х классов школы. Обучение длится 4 или 3 года соответственно.
- Училище или колледж. Такие заведения подготавливают рабочих, поэтому теоретическая часть сведена к минимуму. Профессию электрика в училище можно получить за 1-3 года.
.jpg)
Курсы
Такие программы помогают освоить базовые навыки за 2-8 недель. Уроки проходят как в стандартном, так и в онлайн-режиме. Недостатком курсов считается малый объем получаемых знаний. Начинающий электрик изучает азы электротехники, осваивает некоторые навыки. Практические занятия обучающийся проводит самостоятельно.
Все курсы ведутся на платной основе, проходить их можно, не оставляя другой работы.
Самообучение
Если описанные способы обучения не подходят, человек может осваивать электротехнику самостоятельно с помощью специальной литературы. Выполнять сложные задачи в таком случае электрик не сможет, однако смонтировать проводку в квартире ему будет под силу. Чтобы стать опытным специалистом с помощью самоучителей, необходимо проходить практику помощником электрика. Ученик должен внимательно следить за действиями наставника, выполнять несложные задания.
.jpg)
Схемы электрических соединений
Существует 2 основных вида цепей, в которых компоненты соединяются параллельно или последовательно. Начинающему электрику стоит изучить принципы их построения и работы.
Параллельное и последовательное
В первом случае электричество разветвляется на все цепи, соединенные друг с другом. Общий ток равен сумме значений в каждой ветке. На соединенные параллельно цепи поступает одинаковое напряжение.
При последовательном построении схемы ток из одной ветки переходит в другую. Через все цепи проходит заряд одинаковой силы.
Теоретические основы электрики
Законы и формулы используются не только при расчетах. Их учитывают при выполнении практических задач. Зная теоретические основы, электрик может быстро выявить и устранить причину неисправности.
Понятия и свойства электрического тока
Электричество представляет собой движение частиц, переносящих заряд. При беспорядочном перемещении свободных электронов подобного не происходит. В перемещении заряда участвуют только упорядоченно движущиеся частицы. Ток всегда протекает направленно. О его присутствии свидетельствуют такие признаки:
- повышение температуры проводника;
- силовое воздействие на намагниченные тела;
- изменение химических свойств проводника.
Ток бывает переменным и постоянным. Во втором случае его параметры являются неизменными. Переменный ток периодически меняет полярность от отрицательной к положительной. Это значит, что направление потока частиц становится противоположным. Скорость изменений представляет собой частоту.
Сила тока
При появлении электричества в цепи заряд переносится через сечение проводника. Величина, прошедшая за единицу времени, называется силой тока и выражается в амперах.
Напряжение
.jpg)
Сопротивление
Эта величина является характеристикой проводника, связанной с током. Сопротивление, выражаемое в омах, обозначает противодействие материала течению заряженных частиц. Параметр увеличивается по мере уменьшения сечения и роста длины проводника. Под влиянием сопротивления материал нагревается. Величина в 1 Ом возникает при силе тока в 1 А и напряжении 1 В.
Мощность тока
Энергия и мощность
Начинающий электромонтер должен научиться разбираться в таких понятиях. Энергия бывает электрической, тепловой, механической или ядерной. Ее невозможно создать или уничтожить. Один вид энергии способен преобразовываться в другой. Например, в бытовых приборах электроэнергия превращается в тепло или звук. Любое устройство потребляет некоторое количество энергии за заданный отрезок времени.
Каждый прибор характеризуется своей величиной, представляющей собой мощность.
Пусковой ток
Нужно различать параметры потребляемого прибором тока при его работе и включении. В последнем случае наблюдается скачок, многократно превышающий эксплуатационные показатели. Поступающий в момент включения ток называется пусковым. Самым большим параметром обладают электродвигатели. Пусковой ток подается до момента набора валом нужной скорости вращения. Подобное характерно для большинства бытовых приборов. Блоки питания снабжаются устройствами, накапливающими энергию для запуска.
Пусковой ток не характерен для маломощных нагревательных элементов. Вычислить параметр, зная мощность прибора, не получится. Устройствам свойственны разные соотношения. Кроме того, современные приборы снабжаются ограничителями пускового тока.
Закон Ома
- При данных силе тока и сопротивлении можно рассчитать мощность, выделяемую цепью. Для этого квадрат первого параметра умножают на второй.
- При данных напряжении и сопротивлении можно рассчитать мощность. При этом квадрат первой величины делят на значение второй.
Трехфазные и однофазные сети
При измерении напряжения между 2 одинаковыми проводниками у потребителя получается 360 В. Этот параметр между нулем и фазой составляет 220 В. Для питания большинства сетей используется 3-фазное напряжение. Однако в целях экономии к маломощным потребителям подводят 1 фазу и ноль. Подключение выполняют с учетом необходимости равномерного распределения нагрузки. Так образуется 1-фазное бытовое напряжение.
Электропроводящие и изоляционные материалы
Под воздействием тока вещества проявляют разные свойства. Сопротивления начинаются от тысячных долей Ома, заканчиваются миллионами единиц. Материалы с малыми значениями называются проводниками. Диэлектриками или изоляторами называются вещества с высоким сопротивлением. Из проводников изготавливают кабели, клеммы, разъемы, передающие электроэнергию. Из изоляционных материалов производят изделия, препятствующие протеканию тока. Для них характерен эффект пробоя, при подаче предельного напряжения диэлектрик становится проводником.
Часть материалов в природе не относится к группе проводников или изоляторов. Они не используются для доставки электроэнергии или защиты от пробоя.
При отсутствии данных об электропроводности стоит считать материал полупроводником.
Системы автоматической защиты
Электросеть несет 2 вида угроз:
- Мощность бытовой проводки достаточна для возгорания материалов, используемых при отделке помещений. Замыкание в сети приводит к неконтролируемому повышению силы тока и воспламенению. Свести вероятность возникновения такой ситуации к нулю невозможно, однако ее снижают путем введения в цепь автоматического выключателя. При повышении параметров тока пластина устройства деформируется, высвобождается пружина, которая размыкает контакты. Автомат не реагирует на импульсы пускового тока.
- Нулевой провод связан с землей, фазовый находится под напряжением по отношению к ней. Между таким проводником и заземленными предметами возникает ток. Поражение человека электричеством, образующимся между 2 сетевыми кабелями, практически не опасно. Однако при некоторых условиях прохождения тока электротравма становится смертельной. Автоматические системы защиты следят, чтобы ток входил в один провод и уходил по другому. При появлении напряжения между фазой и заземленным предметом, например, телом человека, УЗО обесточивает сеть.
Выполнение электромонтажных работ
Создание электрических сетей состоит из нескольких этапов:
- проектирования;
- подготовки материалов и инструментов;
- прокладки проводки.
Необходимые инструменты
Для работы потребуются:
- фазоискатель;
- плоскогубцы;
- кусачки;
- ножи;
- изоляционная лента;
- отвертки;
- мультиметр для проверки сетей.
Удаление виниловой изоляции с проводов (зачистка)
При разрезании изоляции лезвие вводят на половину толщины материала. После этого жилы разводят в стороны плоскогубцами. Внешняя изоляция рвется по линии надреза.
Изоляция
Места соединения или повреждения оплетки тщательно изолируют. При электромонтаже для этого используют специальную ленту. Для начала жилы изолируют раздельно, затем вместе. Нанесенный на изоленту клей должен обеспечивать прочную фиксацию. Материал надежно приклеивают к виниловой оплетке на ширину, препятствующую отслаиванию или сползанию.
Прокладка проводки
Современный провод укладывают без дополнительной изоляции. При проведении работ учитывают, что:
- места соединений оставляют в свободном доступе;
- провод не должен подвергаться механическим воздействиям;
- нужно исключать влияние агрессивных факторов на места соединений;
- нельзя задевать проводку инструментом при выполнении каких-либо работ.
При прокладке кабелей под землей используют бронированный канал. Гидроизоляция не является обязательной, поскольку провод нечувствителен к воздействию влаги.
Скрытые сети обустраивают так, чтобы вероятность их повреждения отсутствовала. Необходимо сделать и сохранить схему проводки.
Выбор электрического провода
Кабели бывают одно- или многожильными. В первом случае имеется единственная токопроводящая жила. В многожильном кабеле шина состоит из сплетенных проводников. Провода различают и по количеству токопроводящих элементов. Для создания 3-фазной проводки применяют 4-жильный кабель. Состоящие из 3 проводников изделия используются при создании бытовых электросетей. Жилы изготавливают из серебра, алюминия или меди.
Первый вариант применяется в промышленных условиях, что объясняется высокой электропроводностью. В быту используют медь или алюминий.
Провод для заземления
Такой кабель соединяется с землей и применяется для защиты от поражения током при пробое на корпус прибора. Использование некоторых устройств без заземления недопустимо. К ним относятся насосы, нагреватели, стиральные машины. Если заземление отсутствует, его необходимо подвести. Обязательной является установка УЗО, защищающего от удара током при замыкании фазы на корпус.
Электротехника и электрическая механика
Эти науки являются взаимосвязанными. Электрическая механика изучает базовые схемы оборудования, потребляющего электроэнергию. Курс теории и практики помогает научиться ремонту бытовых приборов. Основные положения электрической механики позволяют понять, как работают двигатель и генератор, в чем заключаются различия между стабилизатором и трансформатором.
Техника безопасности
При работе с электрическими сетями или приборами соблюдают такие правила:
- Перед началом эксплуатации или ремонта оборудования изучают инструкцию. В разделе безопасности прописаны недопустимые действия, приводящие к замыканию и поражению током.
- Устройства необходимо обесточивать. После этого оценивают состояние изоляции проводов. При выявлении повреждений оголенные места закрывают изолентой.
- При невозможности обесточивания электрической сети работают в диэлектрических перчатках, обуви на резиновой подошве и специальных очках.
- Доступ к распределительным щитам и электроустановкам начинающим специалистам запрещен.
- Нельзя касаться лишенных изоляции проводов руками. Для поиска фазы используют мультиметры, индикаторные отвертки и другие инструменты.
Неисправности электротехники
Считается, что необходимо уметь выявлять 2 основных типа поломок: отсутствие надежного нужного контакта и наличие ненужного. В электромонтаже не бывает случаев, когда 2 элемента сети бывают связаны тем или иным сопротивлением. Они бывают только соединенными или разъединенными.
Рекомендации начинающим
Электрик-новичок должен следовать таким советам:
- При выборе сечения кабеля учитывают простой закон: мощность равна напряжению, умноженному на силу тока. По этой формуле рассчитывают главные токовые параметры. С помощью таблиц выбирают сечение проводников и характеристики других элементов электрической сети.
- Провода прокладывают строго горизонтально или под прямым углом. Расстояние от потолка до кабеля должно составлять не менее 20 см. При наличии в помещении труб от них отступают не менее 40 см.
- Распределительные щиты устанавливают на высоте 1,2 м. Между отдельными модулями оставляют расстояние, обеспечивающее циркуляцию воздуха.
- Электрические цепи защищают автоматическими выключателями, срабатывающими при утечке тока.
Чтобы стать опытным электриком, нужно постоянно выполнять практические задания и совершенствовать навыки.
Вступив на очень увлекательный и тернистый путь изучения электроники, все радиолюбители сталкиваются с такой проблемой как чтение электрических схем. Этому процессу посвящено множество научных статей и еще больше книг, но зачастую в них информация подается путано и непонятно. Начиная с этой статьи, я хочу вместе с вами пройти обучение правильному чтению схем от самых простейших и заканчивая сложными и объемными.
Условное обозначение элементов
Но прежде чем изучать даже самую простую схему нужно познакомиться с основными элементами и их условными обозначениями.
Как обозначаются источники питания
Любая схема, насколько бы она ни была сложна или наоборот проста не будет работать без электропитания. Принципиально различают два вида источника питания:
1. Постоянный ток;
2. Переменный ток.
На данном этапе мы будем рассматривать с вами исключительно источники постоянного тока, к которым относятся: батарейки, аккумуляторы, разнообразные блоки питания и т. д.
Несмотря на все разнообразие существующих элементов на схемах они имеют практически идентичное обозначение (есть некоторые различия).
Батарейка (единичный гальванический элемент)
Итак, батарейка. Причем не имеет значения какого она будет типа (АА, ААА и т.д.) обозначается двумя черточками разной длины. Причем линия большей длины обозначает «+», а меньшей «-».
Батарейка имеет стандартное буквенное обозначение “ G ”
Но многие радиолюбители вместо «G» используют обозначение «Е». Это указывает на то, что данный элемент является источником ЭДС (электродвижущей силы).
Если используется гальваническая группа элементов, то источник питания обозначается так:
И уже батарея будет иметь следующее буквенное обозначение: « GB ».
Обозначение проводов и их соединения на схеме
Электрические провода выполняют самую главную функцию: соединяют все элементы в единую сеть и по факту заставляют работать всю нашу схему.
У проводов есть множество характеристик: сечение, материал, изоляция, и т. д.
Но в схемах чаще всего используются монтажные гибкие провода.
На печатных платах роль проводов выполняют токопроводящие дорожки. При этом на чертежах, что дорожки, что провода обозначаются одинаково – прямыми линиями .
Давайте рассмотрим простейший пример. Для того, чтобы зажечь самую простую лампу накаливания на 12 Вольт,
необходимо при помощи соединительных проводов, напряжение от аккумулятора подать на лампочку. И тогда по замкнутой цепи от плюса к минусу потечет ток и, проходя через лампу, спровоцирует нагрев спирали, и лампа загорится.
В сложных и многоэлементных цепях проводники довольно часто пересекаются. При этом если в месте пересечения не образуется электрическая связь, то на схеме точка не ставится.
А если в месте пересечения образуется электрическая связь, то тогда на чертеже ставится точка и это соединение теперь является электрическим узлом .
В таком узле вполне могут пересекаться сразу несколько проводников.
Как обозначается общий провод
В достаточно сложных схемах, чтобы улучшить читаемость и не перегружать чертеж, очень часто проводники, соединяемые с общим «минусом» не обозначают. А в место них используют специальные знаки.
Так же в иностранных схемах с таким знаком встречается надпись GND или GRAUND , что переводится как "земля".
Но учтите следующий момент, что не во всех схемах общий провод «минус». Если вы будете читать старые советские схемы, то там часто общим проводом является «плюс».
Давайте рассмотрим следующую схему
Когда речь заходит о том, что потенциал в точке «1» равен, например, 10 Вольтам, это значит, что напряжение нужно измерять между данной точкой и «землей»(минусом элемента питания). Метод указывания всего одной точки удобен с практической стороны.
Как обозначаются радиодетали на схемах
Радиодетали - это фундамент любого устройства и к ним относятся: резисторы, транзисторы, светодиоды, конденсаторы, диодные мосты и т. д.
Для того, чтобы читать схемы, вы просто обязаны знать условное графическое обозначение базовых радиодеталей:
Давайте теперь попробуем прочесть следующую простую схему питания светодиода:
В этой схеме для нас есть два новых элемента: это резистор и светодиод. Главным параметром резистора является его сопротивление, которое указывается прямо на схеме рядом с условным обозначением сопротивления. Так же зачастую указывается и мощность рассеивания.
Параметры светодиода на схеме не указываются, а записываются в спецификации к схеме.
Итак, наша схема замкнута, а это значит по ней протекает электрический ток. Причем все элементы соединены последовательно. Это свидетельствует тому, что сила тока везде будет одинакова.
Принято считать, что ток «I» протекает от положительной обкладки источника питания, через резистор «R» , светодиод «VD» к отрицательной обкладке.
Принцип работы схемы предельно прост: протекающий ток заставляет светиться светодиод, а для того, чтобы он (светодиод) не сгорел, сопротивление выполняет функцию ограничителя тока.
При этом если мы с вами измерим напряжение на резисторе и светодиоде, то согласно второму закону Кирхгофа оно будет различно.
И если сложить полученные напряжения, то их сумма будет равна напряжению источника питания.
Как читать простейшие электрические схемы с минимумом деталей мы вроде с Вами разобрались. Учиться читать более сложные схемы (на примерах) будем в следующих статьях, поэтому чтобы не пропустить подписываемся.
И если данная статья вам понравилась, то ставим палец вверх! Спасибо за внимание!
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.
По умолчанию сопротивление без приставки пишется только числом. У R2 сопротивление равно 220 Ом. А у R3 после числа есть буква. Сопротивление этого резистора читается как 2,2 кОм (2 200 Ом).
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
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.
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.
Читайте также: