Как прочитать схему электрооборудования

Учимся читать принципиальные электрические схемы

О том, как читать принципиальные схемы я уже рассказывал в первой части. Теперь хотелось бы раскрыть данную тему более полно, чтобы даже у новичка в электронике не возникало вопросов. Итак, поехали. Начнём с электрических соединений.

Не секрет, что в схеме какая-либо радиодеталь, например микросхема может соединяться огромным количеством проводников с другими элементами схемы. Для того чтобы высвободить место на принципиальной схеме и убрать "повторяющиеся соединительные линии" их объединяют в своеобразный "виртуальный" жгут — обозначают групповую линию связи. На схемах групповая линия связи обозначается следующим образом.

Вот взгляните на пример.

Как видим, такая групповая линия имеет большую толщину, чем другие проводники в схеме.

Чтобы не запутаться, куда какие проводники идут, их нумеруют.

На рисунке я отметил соединительный провод под номером 8. Он соединяет 30 вывод микросхемы DD2 и 8 контакт разъёма XP5. Кроме этого, обратите внимание, куда идёт 4 провод. У разъёма XP5 он соединяется не со 2 контактом разъёма, а с 1, поэтому и указан с правой стороны соединительного проводника. Ко 2-му же контакту разъёма XP5 подключается 5 проводник, который идёт от 33 вывода микросхемы DD2. Отмечу, что соединительные проводники под разными номерами электрически между собой не связаны, и на реальной печатной плате могут быть разнесены по разным частям платы.

Электронная начинка многих приборов состоит из блоков. А, следовательно, для их соединения применяются разъёмные соединения. Вот так на схемах обозначаются разъёмные соединения.

XP1 — это вилка (он же "Папа"), XS1 — это розетка (она же "Мама"). Всё вместе это "Папа-Мама" или разъём X1 (X2).

Также в электронных устройствах могут быть механически связанные элементы. Поясню, о чём идёт речь.

Например, есть переменные резисторы, в которые встроен выключатель. Об одном из таких я рассказывал в статье про переменные резисторы. Вот так они обозначаются на принципиальной схеме. Где SA1 — выключатель, а R1 — переменный резистор. Пунктирная линия указывает на механическую связь этих элементов.

Ранее такие переменные резисторы очень часто применялись в портативных радиоприёмниках. При повороте ручки регулятора громкости (нашего переменного резистора) сначала замыкались контакты встроенного выключателя. Таким образом, мы включали приёмник и сразу той же ручкой регулировали громкость. Отмечу, что электрического контакта переменный резистор и выключатель не имеют. Они лишь связаны механически.

Такая же ситуация обстоит и с электромагнитными реле. Сама обмотка реле и его контакты не имеют электрического соединения, но механически они связаны. Подаём ток на обмотку реле — контакты замыкаются или размыкаются.

Так как управляющая часть (обмотка реле) и исполнительная (контакты реле) могут быть разнесены на принципиальной схеме, то их связь обозначают пунктирной линией. Иногда пунктирную линию вообще не рисуют, а у контактов просто указывают принадлежность к реле (K1.1) и номер контактной группы (К1.1) и (К1.2).

Ещё довольно наглядный пример — это регулятор громкости стереоусилителя. Для регулировки громкости требуется два переменных резистора. Но регулировать громкость в каждом канале по отдельности нецелесообразно. Поэтому применяются сдвоенные переменные резисторы, где два переменных резистора имеют один регулирующий вал. Вот пример из реальной схемы.

На рисунке я выделил красным две параллельные линии — именно они указывают на механическую связь этих резисторов, а именно на то, что у них один общий регулирующий вал. Возможно, вы уже заметили, что эти резисторы имеют особое позиционное обозначение R4.1 и R4.2. Где R4 — это резистор и его порядковый номер в схеме, а 1 и 2 указывают на секции этого сдвоенного резистора.

Также механическая связь двух и более переменных резисторов может указываться пунктирной линией, а не двумя сплошными.

Отмечу, что электрически эти переменные резисторы не имеют контакта между собой. Их выводы могут быть соединены только в схеме.

Не секрет, что многие узлы радиоаппаратуры чувствительны к воздействию внешних или "соседствующих" электромагнитных полей. Особенно это актуально в приёмопередающей аппаратуре. Чтобы защитить такие узлы от воздействия нежелательных электромагнитных воздействий их помещают в экран, экранируют. Как правило, экран соединяют с общим проводом схемы. На схемах это отображается вот таким образом.

Здесь экранируется контур 1T1, а сам экран изображается штрих-пунктирной линией, который соединён с общим проводом. Экранирующим материалом может быть алюминий, металлический корпус, фольга, медная пластина и т.д.

Читайте также:  Как выбрать саженцы винограда

А вот таким образом обозначают экранированные линии связи. На рисунке в правом нижнем углу показана группа из трёх экранированных проводников.

Похожим образом обозначается и коаксиальный кабель. Вот взгляните на его обозначение.

В реальности экранированый провод (коаксиальный) представляет собой проводник в изоляции, который снаружи покрыт или обмотан экраном из проводящего материала. Это может быть медная оплётка или покрытие из фольги. Экран, как правило, соединяют с общим проводом и тем самым отводят электромагнитные помехи и наводки.

Бывают нередкие случаи, когда в электронном устройстве применяются абсолютно одинаковые элементы и загромождать ими принципиальную схему нецелесообразно. Вот, взгляните на такой пример.

Здесь мы видим, что в схеме присутствуют одинаковые по номиналу и мощности резисторы R8 — R15. Всего 8 штук. Каждый из них соединяет соответствующий вывод микросхемы и четырёхразрядный семисегментный индикатор. Чтобы не указывать эти повторяющиеся резисторы на схеме их просто заменили жирными точками.

Ещё один пример. Схема кроссовера (фильтра) для акустической колонки. Обратите внимание на то, как вместо трёх одинаковых конденсаторов C1 — C3 на схеме указан лишь один конденсатор, а рядом отмечено количество этих конденсаторов. Как видно из схемы, данные конденсаторы необходимо соединить параллельно, чтобы получить общую ёмкость 3 мкФ.

Аналогично и с конденсаторами C6 — C15 (10 мкФ) и C16 — C18 (11,7 мкФ). Их необходимо соединить параллельно и установить на место обозначенных конденсаторов.

Следует отметить, что правила обозначения радиодеталей и элементов на схемах в зарубежной документации несколько иные. Но, человеку, получившему хотя бы базовые знания по данной теме разобраться в них будет гораздо проще.

Многие люди, только начиная свое знакомство с электрикой, задаются вопросом, как читать электрические схемы, какие существуют правила чтения, какие есть условные обозначения и как работает электрическая схема? Об этом и другом далее.

Как научиться читать электрическую схему

Любая радиоаппаратура включает в себя отдельные радиодетали, которые спаяны между собой при помощи определенного способа. Все эти элементы отражаются на электрической схеме условными графическими значениями. Чтобы научиться читать документ, необходимо понимать условное обозначение всех проводниковых элементов электроцепи. Каждая деталь имеет свое графическое обозначение и включает в себя условную конструкцию с характерными особенностями.

Проще всего работать с таким элементом как электронный конденсатор с резисторами, динамиками и другим электрооборудованием с автоматизацией. Как правило, их легко узнать без всякой таблицы с условными обозначениями. Учиться на них проще. Сложнее осуществлять работу с полупроводниками, а именно транзисторами, симисторами и микросхемами. К примеру, каждый биполярный транзистор имеет в себе три вывода, а именно, базу, коллектор и эмиттер. По этой причине необходимы условные изображения и уточняющая информация в виде латинских букв. Изучение их может занять много дней, как и обучение их опознания.

Обратите внимание! Кроме букв на каждой схеме есть цифры. Они говорят о нумерации и технических характеристиках. Стоит указать, что самостоятельно научиться читать документ невозможно, и поэтому нужны уроки и обучающие пособия.

Основные правила

В ответ на вопрос, как читать электросхемы, стоит уточнить, что это нужно делать слева направо, от начала до самого конца. В этом заключается основное правило. Следующее правило заключается в расчленении единого чертежа на небольшие картинки или простые цепи. Она состоит из источника электротока, приемника тока, прямого привода, обратного провода и одного контакта аппарата. Поэтому, начиная изучать документ, нужно разбить его на части. Далее обязательно нужно принимать во внимание все детали, с замечаниями, экспликациями, пояснениями и спецификациями. Если в чертеже находятся ссылки, то нужно изучить и их.

Обратите внимание! Чертежи, которые отражают момент работу электропитания, электрозащиты, управления и сигнализации, должны быть изучены на количество источников питания, взаимодействие, согласованность совместной работы, оценку последствий вероятных неисправностей, нарушение проводной изоляции, проверку схемы с отсутствием ложных цепей, оценку надежности электрического питания, режим работы оборудования и проверку выполнения мер, которые обеспечивают безопасное проведение работ.

Условные обозначения

Согласно нормативным документам, есть стандартные графические условные обозначения в однолинейных и двухлинейных схемах. Далее представлена таблица с подобными символами под названием электрические схемы для начинающих условные обозначения. Стоит указать, что в чертежах используются также цифры и буквы. Подобная маркировка регулируется с помощью нормативных документов, а именно гостов.

Как составлять схему

Составление электрической схемы должно производиться опытным электриком с учетом существующих гостов, поясняющих и уточняющих работу тех или иных проводников. Бывают согласно госту электрические схемы структурными, функциональными, принципиальными, монтажными, общими и объединенными. Сделать любую из приведенного перечня можно, выстраивая простейшие элементы друг с другом.

Описание работы

Если электросхема построена правильно, то и работать она будет исправно. Работает все так. От источника питания идет заряд, который попадает под клеммник в проводник и электромагнитную катушку реле. Через катушку электроток устремляется к контактам. Как только ток попадает в контакты, начинает работать вся сеть, включается диод. Благодаря электродвижущей силе поддерживается первоначальный электроток, и он достигает наибольших значений.

Читайте также:  Изготовление корзин для белья

Обратите внимание! Стоит указать, что без электродвижущей самоиндукции поддержание тока в контуре невозможно, поскольку при большом значении амплитуды, радиоэлементы начинают плохо работать. Благодаря этому импульсу, пробиваются полупроводниковые переходы, и выводится аппарат из функционирования. Сегодня диоды уже встраиваются в реле. Это позволяет работать электросхеме правильно.

В целом, в дополнение к теме, как научиться читать электрические принципиальные схемы, стоит отметить, что читать их необходимо с опорой на обучающий материал, в котором указывается информация о том, что значат те или иные условные обозначения. Только после получения полной информации, можно приступать к работе, если производятся соответствующие действия в электропроводке.

Как читать схемы? В этой статье мы как будем разбирать простую схему и опишем досконально ее работу.

Разбираем принцип работы простой схемы

Итак, идем дальше. С нагрузкой, работой и мощностью мы вроде как разобрались в прошлой статье. Ну а теперь, дорогие мои криворукие друзья, в этой статье мы будем читать схемы и анализировать их, используя прошлые статьи.

От балды я нарисовал схемку. Ее функция – управление 40 Ваттной лампой с помощью 5 Вольт. Давайте же рассмотрим ее подробнее.

На микроконтроллеры эта схема вряд ли подойдет, так как ножка МК не потащит ток, который жрет реле.

Ищем источники питания

Первый вопрос, которым мы должны себе задать: “Чем питается схема и откуда она берет питание? Сколько источников питания имеет? Как вы здесь видите, схема имеет два разных источника питания с напряжением +5 Вольт и +24 Вольта.

Разбираемся с каждым радиоэлементом в схеме

Вспоминаем предназначение каждого радиоэлемента, который встречается в схеме. Пытаемся понять, для чего разработчик его здесь нарисовал.

Сюда мы загоняем или цепляем либо источник питания, либо другой кусок схемы. В нашем случае, на верхний клеммничек мы загоняем +5 Вольт, а нижний, следовательно, ноль. То же самое и +24 Вольта. На верхний клеммник мы загоняем +24 Вольта, а нижний также ноль.

Заземление на корпус.

В принципе называть этот значок землей вроде как бы можно, но не желательно. В схемах так обозначается потенциал в ноль Вольт. От него отсчитываются и измеряются все напряжения в схеме.

Далее видим ключ S, который находится в разомкнутом положении.

Как он действует на электрический ток? Когда он в разомкнутом положении, то ток через него не протекает. Когда он в замкнутом положении, то электрический ток беспрепятственно начинает через него течь.

Он пропускает электрический ток только в одном направлении, а в другом направлении блокирует прохождение электрического тока. Для чего он нужен в схеме, объясню ниже.

Катушка электромагнитного реле.

Если на нее подать электрический ток, то она создаст магнитное поле. А раз попахивает магнитом, то к катушке устремятся разного рода железки. На железке находятся контакты ключа 1-2, и они замкнутся между собой. Более подробно про принцип работы электромагнитного реле можно почитать в этой статье.

Подаем на нее напряжение – лампочка горит. Все элементарно и просто.

В основном схемы читаются слева-направо, если, конечно, разработчик хоть немного знает правила оформления схем. Функционируют схемы тоже слева-направо. То есть слева мы загоняем какой-либо сигнал, а справа его снимаем.

Прогнозируем направление электрического тока

Пока ключ S у нас выключен, схема находится в нерабочем состоянии:

Но что случится, если мы замкнем ключ S? Вспоминаем главное правило электрического тока: ток течет от бОльшего потенциала к меньшему, или в народе, от плюса к минусу. Следовательно, после замыкания ключа, наша схема будет выглядеть уже вот так:

Через катушку побежит электрический ток, она притянет за собой контакты 1-2, которые в свою очередь замкнутся и вызовут электрический ток в цепи +24 Вольта. В результате загорится лампочка. Если вы в курсе, что такое диод, то наверняка поймете, что через него электрический ток протекать не будет, так как он пропускает только в одном направлении, а сейчас направление тока для него противоположное.

Итак, для чего нужен диод в этой схеме?

Не стоит забывать свойство индуктивности, которое гласит: при размыкании ключа в катушке образуется ЭДС самоиндукции, которое поддерживает первоначальный ток и может достигать очень больших значений. При чем здесь вообще индуктивность? В схеме значка катушки индуктивности нигде не встречается… но есть катушка реле, которая как раз и представляет из себя индуктивность. Что будет, если мы резко откинем ключик S в исходное положение? Магнитное поле катушки сразу же преобразуется в ЭДС самоиндукции, которая устремится поддержать электрический ток в цепи. И чтобы куда-то девать этот возникший электрический ток, у нас как раз в схеме стоит диод ;-). То есть при выключении картина будет такая:

Читайте также:  Из чего можно сделать кораллы

Получается замкнутый контур катушка реле —-> диод, в котором происходит затухание ЭДС самоиндукции и преобразование ее в тепло на диоде.

А теперь давайте предположим, что у нас в схеме нет диода. При размыкании ключа картина была бы такой:

Между контактами ключа проскочила бы маленькая искра (выделил синим кружочком), так как ЭДС самоиндукции всеми силами пытается поддержать ток в контуре. Эта искорка негативно сказывается на контактах ключа, так как на них остается нагар, который со временем их изнашивает. Но еще не это самое страшное. Так как ЭДС самоиндукции бывает очень большой по амплитуде, то это также негативно сказывается на радиоэлементах, которые могут идти ДО катушки реле.

Этот импульс может с легкостью пробить P-N переходы полупроводников и навредить им вплоть до полного отказа функционирования. В настоящее время диоды уже встроены в самом реле, но еще не во всех экземплярах. Так что не забывайте звонить катушку реле на предмет встроенного диода.

Думаю, теперь всем понятно, как должна работать схема. В этой схеме мы рассмотрели, как ведет себя напряжение. Но электрической ток – это ведь не только напряжение. Если вы не забыли, электрический ток характеризуется такими параметрами, как направленность, напряжение и сила тока. Также не забываем про такие понятия, как мощность, выделяемая на нагрузке, и сопротивление нагрузки. Да-да, это все надо учитывать.

Вычисляем силу тока и мощность

При рассмотрении схем, нам не надо с точностью до копейки вычислять силу тока, мощность и тд. Достаточно приблизительно понять, какая примерно сила тока будет в этой цепи, какая мощность будет выделяться на этом радиоэлементе и тд.

Итак, давайте пробежимся по силе тока в каждой ветви схемы уже при включении ключа S.

Первым делом рассмотрим диод. Так как на катод диода в данном случае идет плюс, следовательно, он будет заперт. То есть в данный момент через него сила тока будет какие-то микроамперы. Можно сказать, почти ничего. То есть он никак не влияет на включенную схему. Но как я уже писал выше, он нужен для того, чтобы гасить скачок ЭДС самоиндукции при выключении схемы.

Катушка реле. Уже интереснее. Катушка реле – это соленоид. Что такое соленоид? Это провод, намотанный на цилиндрический каркас. А у нас провод обладает каким-то сопротивлением, следовательно, можно сказать в данном случае катушка реле – это резистор. Следовательно, сила тока в цепи катушки будет зависеть от того, какой толщиной провода она намотана и из чего сделан провод. Для того, чтобы не мерять каждый раз, есть табличка, которую я спер у своего кореша-конкурента со статьи электромагнитное реле:

Так как катушка реле у нас на 5 Вольт, то получается, что ток через катушку будет около 72 миллиампер, а потребляемая мощность составит 360 милливатт. О чем вообще говорят нам эти цифры? Да о том, что источник питания на 5 Вольт должен как минимум выдавать в нагрузку более 360 милливатт. Ну вот и разобрались с катушкой реле, и заодно с источником питания на 5 Вольт.

Далее, контакты реле 1-2. Какая сила тока будет проходить через них? Лампа у нас 40 Ватт. Следовательно: P=IU, I=P/U=40/24=1,67 Ампер. В принципе нормальная сила тока. Если бы получили какую-либо аномальную силу тока, например, более 100 Ампер, то стоило бы насторожиться. Также не забываем и про питание 24 Вольта, чтобы этот источник питания мог не напрягаясь выдать мощность более, чем 40 Ватт.

Резюме

Схемы читаются слева-направо (бывают редкие исключения).

Определяем, где у схемы питание.

Вспоминаем значение каждого радиоэлемента.

Смотрим направление электрического тока в схеме.

Смотрим, что должно произойти в схеме, если на нее подано питание.

Вычисляем приблизительно силу тока в цепях и мощность, выделяемую на радиоэлементах, для того, чтобы удостовериться, что схема реально будет работать и в ней нет аномальных параметров.

При большом желании можно прогнать схему через симулятор, например через современный Every Circuit, и глянуть различные интересующие нас параметры.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*