Виды схем в электротехнике

Электрическая схема — документ, иллюстрирующий условные изображения или обозначения функциональных элементов оборудования, зависящих от электроэнергии и взаимосвязи с другими составляющими. Основные виды схем обеспечивают помощь в подсоединении устройств и поиске неполадок в цепи. Обозначаются изображения шифром, включающим букву «Э» и цифрой, соответствующей классификации типов чертежей.

Классификация

О том, какие бывают схемы, их классификацию, термины и определения устанавливает ГОСТ 2. 701 — 84, согласно действующему стандарту конструктивные изображения электроцепи в зависимости от области применения разделяются на виды и типы.

Основные виды электрических схем по ГОСТ бывают:

• электрическими;
• газовыми;
• гидравлическими;
• энергетическими;
• деления;
• пневматическими;
• кинематическими;
• комбинированными;
• вакуумными;
• оптическими.

Типы электрических схем составляют следующие группы:

• Изображения группы 1 (объединенные Э0, структурные Э1, функциональные Э2) дают общие сведения об электрических составляющих объекта, принципе работы и взаимосвязях. Разработка документов проводится на этапе проектирования. Полученные чертежи служат основой для создания иллюстраций дополнительных групп.

• Технические изображения группы 2 (принципиальные Э3) определяют полный состав и детальное изучение принципа работы объекта. Служат для наладки, регулировки, контроля, эксплуатации и ремонта деталей.
• Классификация схем группы 3 (монтажные чертежи Э4, подключения Э5, общие изображения Э6) информирует об электрических соединениях структурных элементов объекта или конструкции в целом. Прокладка и крепление, наладка проводников на объекте выполняются с использованием схем третьей группы. Контроль, эксплуатация объектов определяется документами общего назначения.
• Иллюстрации группы 4 (Э7) помогают узнать относительное расположение объекта, его конструктивных элементов. Группу составляют чертежи электрического оборудования, энергообеспечения и связи, пользуются документами при изготовлении другой конструкторской документации, подготовке и эксплуатации объектов.

Важно! Правила изготовления электросхем для различных объектов регламентирует ГОСТ 2.702-75, условные обозначения сообщает ГОСТ 2.710-81.

Назначение

Схемы являются конструкторскими документами и содержат важные сведения для проектирования, разработки, сборки, регулирования и эксплуатации приборов.

Изображения отдельных электроцепей имеют различные предназначения:

• при проектировании позволяют определить конструктивные особенности изделия;
• при производстве — помогают учесть структуру предмета, подобрать технологию изготовления, монтажа и контроля продукта;
• при эксплуатации — поиск неполадок, ремонта и техобслуживания приборов.

Для более полного понимания работы электросистем нужно изучить основные виды и назначение схем.

Объединенная

Схема объединяет несколько видов и типов чертежей, общее изображение позволяет обозначить значимые особенности цепи. Используется в производственных мощах с применением электрических, гидравлических, пневматических и кинематических элементов. Отдельные устройства, их связи изображают на одном объединенном изображении. Допускается также указывать на чертеже элементы и приборы, не включенные в оборудование, но необходимые для пояснения его принципов работы.

Обратите внимание! Графические обозначения дополнительных устройств отделяют на схеме штрих-пунктиром толщиной, аналогичной линиям связи, указывают местоположение деталей, разъяснения.

Структурная

Структурную схему разрабатывают на старте проектирования с целью определения основных функциональных устройств конструкции, назначения взаимосвязи деталей. Материал отражает принцип действия системы в общих чертах. Функциональные части чертежа представлены прямоугольниками или условными графическими обозначениями. Названия, типы и обозначения вписаны в геометрические фигуры.

Важно! Действительное размещение структурных элементов на схеме не учитывается, способ связи не раскрывается.

Направление процесса, протекающего в системе, обозначено стрелками, соединяющими функциональные детали (прямоугольники с названиями). Структурные элементы простых устройств расположены на схеме в виде цепочки, соответствующей ходу рабочих процессов в направлении слева направо. При наличии нескольких рабочих каналов, их отображают в виде параллельных горизонтальных строк. Порядок чтения со стрелками и поясняющими надписями позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже новичку.

Функциональная

Изображение содержит рабочие элементы объекта, функциональные связи деталей, технические характеристики и параметры в характерных точках, письменные пояснения. Для сложных систем требуется несколько функциональных схем с пояснением происходящих процессов в соответствующих режимах работы. Количество функциональных чертежей, уровень детализации и объем информации определяется проектировщиком с учетом особенностей объекта.

Регламента по созданию условных графических обозначений нет (допускается использование прямоугольников с надписями), действуют только общие требования к оформлению конструкторских или технологических документов.

Монтажная

Монтажные схемы показывают действительное местоположение компонентов внутри и снаружи объекта. Чертежи создают для создания радиосистем, электрических шкафов, бытовых устройств. Так, электросхема проводки квартиры позволит рассмотреть точки монтажа розеток, светильников, люстры.

Список компонентов монтажного чертежа включает радиодетали, узлы и компоненты, не соединенных между собой дорожками. На выводах устройств указан маршрут (буквенно-цифровые обозначения, указывающие на детали, рекомендуемые для соединения). Разработке монтажного рисунка предшествует принципиальная схема.

Принципиальная

Основное назначение принципиальных электросхем — полное и наглядное отображение взаимной связи отдельных приборов, элементов автоматики и дополнительной аппаратуры, оставляющей функциональные узлы автономных систем, с учетом последовательности работы и принципа действия. Использование чертежей упрощает пуско-наладочные работы и эксплуатацию оборудования. Схематические изображения систем также выступают основой для построения монтажных чертежей, таблиц щитов, пультов, наглядного отображения принципа подсоединения внешних проводок, подключения деталей.

Разработка принципиальных изображений согласована с алгоритмами действия отдельных узлов: контрольных, сигнализационных, регулировочных и управленческих. Также учитываются требования, предъявляемые к объекту. Условный вид схем позволяет рассмотреть приборы, аппараты, линии связи отдельных элементов, блоки, модули устройств.

Отличия между чертежом и схемой

Отсутствие сведений о геометрических свойствах предметов, полноты и метрической определенности, позволяющей воспроизвести деталь — основные признаки того, чем отличаются чертежи от схем. Электросхемы в зависимости от назначения, не полностью отражают геометрические характеристики изделий или вообще не отображают формы и размеры предметов. В электротехнике, радиоэлектронике и связи электросхемы обычно иллюстрируют принцип действия устройства.

Существуют различные типы электрических схем, профессиональные электрики или любители должны понимать назначение и отличия чертежей, различать шифры и читать информацию на изображениях.

Общая классификация

Для начала следует разобраться, что подразумевают под типами, а что под видами документов. Итак, согласно ГОСТ 2.701-84, существуют следующие виды схем (в скобках краткое обозначение):

1. Электрические (Э).
2. Гидравлические (Г).
3. Пневматические (П).
4. Газовые (Х).
5. Кинематические (К).
6. Вакуумные (В).
7. Оптические (Л).
8. Энергетические (Р).
9. Деления (Е).
10. Комбинированные (С).

Что, касается типов, основными считаются:

1. Структурные (1).
2. Функциональные (2).
3. Принципиальные (полные) (3).
4. Соединений (монтажные) (4).
5. Подключения (5).
6. Общие (6).
7. Расположение (7).
8. Объединенные (8).

Исходя из указанных обозначений, можно по наименованию электросхемы понять ее вид и тип. Как пример, документ с названием Э3 является принципиальной электрической схемой. С виду она выглядит так:

Далее мы подробно рассмотрим, назначение и состав каждой из перечисленных типов электросхем. Рекомендуем перед этим ознакомиться со стандартными условными обозначениями на схемах, чтобы было еще проще понять, что собой представляет каждый вариант чертежа.

Назначение каждой электросхемы

Структурная

Этот тип документа является наиболее простым и дает понимание о том, как работает электроустановка и из чего она состоит. Графическое изображение всех элементов цепи позволяет изначально увидеть общую картину, чтобы переходить к более сложному процессу подключения или же ремонта. Порядок чтения обозначается стрелочками и поясняющими надписями, что позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже начинающему электрику. Принцип построения Вы можете увидеть на примере ниже:

Функциональная

Функциональная электросхема установки, по сути, не слишком отличается от структурной. Единственное отличие – более подробное описание всех составляющих узлов цепи. Выглядит этот документ следующим образом:

Принципиальная

Принципиальная электрическая схема чаще всего применяется в распределительных сетях, т.к. дает самое раскрытое пояснение о том, как работает рассматриваемое электрооборудование. На таком чертеже должны обязательно быть указаны все функциональные узлы цепи и вид связи между ними. В свою очередь, принципиальная электросхема может иметь две разновидности: однолинейная или полная. В первом случае на чертеже изображают только первичные сети, называемые также силовыми. Пример однолинейного изображения Вы можете увидеть ниже:

Полная принципиальная схема может быть развернутой или элементной. Если электроустановка несложная и на один главный чертеж можно нанести все пояснения, достаточно сделать развернутый план. Если же Вы имеете дело со сложной аппаратурой, которая имеет в составе цепь управления, автоматизации и измерения, лучше разнести все отдельные узлы на разные листы, чтобы не запутаться.

Существует также принципиальная электросхема изделия. Этот тип документа представляет собой своеобразную выкопировку из общего плана, на которой обозначено только, как работает и из чего состоит определенный узел.

Монтажная

Эту разновидность электрических схем мы чаще всего используем на сайте, когда рассказываем о том, как самостоятельно выполнить монтаж электропроводки. Дело в том, что на монтажной электросхеме можно показать точное расположение всех элементов цепи, способ их соединения, а также буквенно-цифровые характеристики составляющих чертеж установок. Если взять за пример схему электропроводки в однокомнатной квартире, на ней мы увидим, где нужно размещать розетки, выключатели, светильники и остальные изделия.

Основное назначение монтажной схемы – руководство для проведения электромонтажных работ. Согласно подготовленному чертежу можно понять, где, что и как нужно подключать.

Кстати, монтажной также считается электросхема соединений, которая предназначена для подключения электрооборудования, а также соединения установок между собой в пределах одной цепи. При подключении бытовой техники руководствуются именно монтажной схемой.

Объединенная

Ну и последней из применяемых в распределительных сетях электросхемой является объединенная, которая может включать в себя несколько видов и типов документов. Ее используют в том случае, если можно без сильного нагромождения чертежа обозначить все важные особенности цепи. Используют объединенный проект чаще всего на предприятиях. Домашним мастерам такой тип схемы вряд ли может встретиться. Пример Вы можете увидеть ниже:

Существует также схема кабельных трасс, которая представляет собой упрощенный план прокладки кабельной линии к распределительным пунктам и трансформаторным подстанциям. Ее назначение аналогично монтажной электросхеме – с помощью данного документа монтажники руководствуются как вести линию от точки А к точке Б.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели основные виды и типы электрических схем, а также их назначение и характеристики. Зная условные обозначения и имея под рукой всю нужную документацию совсем не сложно разобраться в том, как работает та или иная установка.

Будет интересно прочитать:

Во время работ по электротехнике человек может столкнуться с обозначениями элементов, которые условно обозначены на электромонтажных схемах. Разнообразия схемы по электрике очень широки. Они имеют разные функции и классификацию. Но все графические обозначения в условном виде приводятся к одним формам, и для всех схем элементы соответствуют друг другу.

Электромонтажная схема – это документ, в котором обозначены связи составных элементов разных устройств, потребляющих электроэнергию, между собой по определенным стандартным правилам. Такое изображение в виде чертежа призвано научить специалистов по электрическому монтажу, чтобы они поняли из схемы принцип действия устройства, и из каких составных частей и элементов она собрана.

Главное предназначение электромонтажной схемы – оказать помощь в монтаже электроустройств и приборов, простом и легком обнаружении неисправности в электрической цепи. Далее разберемся в видах и типах электромонтажных схем, выясним их свойства и характеристики каждого типа.

Схемы по электрике: классификация

Все электрические схемы, как документы, разделяются на виды и типы. По соответствующим стандартам можно найти разделение этих документов по видам схем и типам. Разберем их подробную классификацию.

Виды электромонтажных схем следующие:

• Электрические.
• Газовые.
• Гидравлические.
• Энергетические.
• Деления.
• Пневматические.
• Кинематические.
• Комбинированные.
• Вакуумные.
• Оптические.

Основные типы:

• Структурные.
• Монтажные.
• Объединенные.
• Расположения.
• Общие.
• Функциональные.
• Принципиальные.
• Подключения.

Рассматривая схемы по электрике, перечисленные обозначения, по названию электросхемы определяют тип и вид.

Обозначения в электросхемах

В современный период в электромонтажных работах используются как отечественные, так и импортные элементы. Зарубежные детали можно представить широким ассортиментом. На схемах и чертежах они также обозначаются условно. Описывается не только размер параметров, но и список элементов, входящих в устройство, их взаимосвязь.

Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит.

Принципиальная схема

Такой тип используется в распределительных сетях. Он обеспечивает полное раскрытие работы электрооборудования. На чертеже обязательно обозначают функциональные узлы, их связь. Схема имеет два вида: однолинейная, полная. На однолинейной схеме изображены первичные сети (силовые). Вот ее пример:

Полный вариант схемы по электрике изображается в элементном или развернутом виде. Если устройство простое, и на чертеже входят все пояснения, то хватит развернутого плана. При сложном устройстве с цепью управления, измерения и т. д., оптимальным решением будет изобразить все узлы на отдельных листах, во избежание путаницы.

Бывает также принципиальная электросхема, на которой изображена выкопировка плана с обозначением отдельного узла, его состав и работа.

Монтажная схема

Такие схемы по электрике применяются для разъяснения монтажа какой-либо проводки. На них можно изобразить точное положение элементов, их соединение, характеристики установок. На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т.д.

Эта схема руководит электромонтажными работами, дает понимание всех подключений. Для монтажа бытовых устройств такая схема лучше подходит для работы.

Объединенная схема

Этот тип схемы включает в себя разные виды и типы документов. Ее применяют для того, чтобы не загромождать чертеж, обозначить важные цепи, особенности. Чаще объединенные схемы применяют на предприятиях промышленности. Для домашнего применения она вряд ли имеет смысл.

Изучив условные обозначения, подготовив необходимую документацию, не трудно разобраться в работе любой электроустановке.

Порядок сборки по электрической схеме

Самым сложным делом для электрика является понимание взаимодействия элементов в схеме. Нужно знать, как читать и собирать схему. Сборка предполагает определенные правила:

• Во время сборки необходимо руководствоваться одним направлением, например, по часовой стрелке.
• Лучше для начала разделить схему на части, если много элементов и схема сложная.
• Начинают сборку от фазы.
• При каждом выполненном шаге по сборке нужно предположить, что будет происходить, если в данный момент подать напряжение.

После окончания сборки обязательно должна образоваться замкнутая цепь. Для примера разберем подключение в домашних условиях люстры, состоящей из 3-х плафонов, с применением двойного выключателя.

Сначала определим порядок работы люстры. При включении 1-й клавиши должна загораться одна лампочка, если включить 2-ю клавишу, то другие две. По схеме на выключатель и люстру идут по 3 провода. От сети идут два провода, фаза и ноль.

Индикатором определяем и находим фазу, соединяем ее с выключателем, не прерывая ноль. Провод присоединяем к общей клемме выключателя. От него пойдут 2 провода на 2 цепи. Один из проводов соединим с патроном лампы. От патрона выводим второй проводник, соединяем с нулем. Одна цепь готова. Для проверки щелкаем первой клавишей выключателя, лампа горит.

2-й провод от выключателя подключаем к патрону другой лампы. От патрона провод соединяем с нулем. Если по очереди щелкать клавишами выключателя, то будут светиться разные лампы.

Теперь подключим третью лампу. Соединяем ее параллельно к любой лампе. В люстре один провод стал общим. Его делают отличительным по цвету. Если у вас провода все одинаковые по цвету, то во избежание путаницы необходимо при монтаже пользоваться индикатором. Для подключения люстры обычно не требуется особого труда, так как эта схема не особо сложная.

Обозначение элементов электрических схем | Справка

Вид элемента	Код
Генератор:	G
постоянного тока	G
переменного тока	G
Синхронный компенсатор	GC
Трансформатор	Т
Автотрансформатор	Т
Выключатель в силовых цепях:	Q
автоматический	QF
нагрузки	QW
обходной	—
секционный	QB
шиносоединительный	QA
Электродвигатель	м
Сборные шины	—
Отделитель	QR
Короткозамыкатель	QN
Разъединитель	QS
Рубильник	QS
Разъединитель заземляющий	QSG
Линия электропередачи	W
Разрядник	F
Плавкий предохранитель	F
Реакторы	LR
Аккумуляторная батарея	G
Вид элемента	Код
Конденсаторная силовая батарея	СВ
Зарядный конденсаторный блок	CG
Трансформатор напряжения	TV
Трансформатор тока	ТА
Электромагнитный стабилизатор	TS
Промежуточный трансформатор:	TL
насыщающийся трансформатор тока	TLA
насыщающийся трансформатор напряжения	TLV
Измерительный прибор:	Р
амперметр	РА
вольтметр	PV
ваттметр	PW
частотометр	PF
омметр	PR
варметр	PVA
часы, измеритель времени	РТ
счетчик импульсов	PC
счетчик активной энергии	PI
счетчик реактивной энергии	РК
регистрирующий прибор	PS
Резисторы	R
терморезистор	RK
потенциометр	RP
шунт измерительный	RS
варистор	RU
реостат	RR
Преобразователи неэлектрических величин в электрические:	В
громкоговоритель	ВА
датчик давления	BP
датчик скорости	BR
датчик температуры	ВТ
датчик уровня	BL
сельсин датчик	ВС
датчик частоты вращения (тахогенератор)	BR
пьезоэлемент	BQ
фотоприемник	BL
тепловой датчик	BK
детектор ионизирующих элементов	BD
микрофон	BM
звукосниматель	BS
Синхроноскоп	PS
Комплект защит	AK
Устройство блокировки	AKB
Устройство автоматического повторного включения	AKC
Устройство сигнализации однофазных замыканий на землю	AK
Реле:	К
Вид элемента	Код
блокировки	КВ
блокировки от многократных включений	KBS
блокировки от нарушения цепей напряжения	KBV
времени	КТ
газовое	KSG
давления	KSP
импульсной сигнализации	KLH
команды «включить»	КСС
команды «отключить»	КСТ
контроля	KS
сравнения фазы	KS
контроля сигнализации	KSS
контроля цепи напряжения	KSV
мощности	KW
тока	КА
напряжения	KV
указательное	КН
частоты	KF
электротепловое	КК
промежуточное	KL
напряжение прямого действия с выдержкой времени	KVT
фиксации положения выключателя	KQ
положение выключателя «включено»	KQC
положения выключателя «отключено»	KQT
положение разъединителя повторительное	KQS
фиксации команды включения	KQQ
расхода	KSF
скорости	KSR
сопротивления, дистанционная защита	KZ
струи, напора	KSH
тока с насыщающимся трансформатором	КАТ
тока с торможением, балансное	KAW
уровня	KSL
Контактор, магнитный пускатель	КМ
Устройства механические с электромагнитным приводом:	Y
электромагнит	YA
включения	YAC
отключения	YAT
тормоз с электромагнитным приводом	YB
муфта с электромагнитным приводом	YC
электромагнитный патрон или плита	YH
электромагнитный ключ блокировки	YAB
электромагнитный замок блокировки:
разъединителя	Y
заземляющего ножа	YG
короткозамыкателя	YN
Вид элемента	Код
отделителя	YR
тележки выключателя КРУ	YSQ
Фильтр реле напряжения	KVZ
мощности	KWZ
тока	KAZ
Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации	S
и измерительных:
рубильник в цепях управления	S
выключатель и переключатель (ключ цепей управления)	SA
ключ, переключатель режима	SAC
выключатель кнопочный	SB
переключатель блокировки	SAB
выключатель автоматический	SF
переключатель синхронизации	SS
выключатель, срабатывающий от различных воздействий:
от уровня	SL
от давления	SP
от положения (путевой)	SQ
от частоты вращения	SR
от температуры	SK
переключатель измерений	SN
Вспомогательный контакт выключателя	SQ
Вспомогательный контакт разъединителя	SQS
Испытательный блок	SG
Устройства индикационные и сигнальные:	H
прибор звуковой сигнализации	HA
прибор световой сигнализации	HL
индикатор символьный	HG
табло сигнальное	HLA
Приборы электровакуумные и полупроводниковые:	V
диод	VD
стабилитрон	VD
выпрямительный мост	VC
тиристор	VS
транзистор	VT
прибор электровакуумный	VL
Лампа осветительная	EL
Лампа сигнальная:	HL
с белой линзой	HLW
с зеленой линзой	HLG
с красной линзой	HLR
Конденсатор	С
Индуктивность	L
Сопротивление (для эквивалентных схем) полное:	Z
активное	R
реактивное	X
Вид элемента	Код
емкостные	ХС
индуктивное	XL
Устройства разные	А
Устройство зарядные	А
связи	AU
Усилитель	А
Устройство комплектное (низковольтное)-	А
пуска осциллографа	АК
Преобразователи электрических величин в электричестве	И
модулятор	ИВ
демодулятор	UR
преобразователь частоты,   выпрямитель	UZ
Схемы интегральные — микросборки:	D
схема интегральная аналоговая	DA
схема интегральная цифровая, логический элемент	DD
устройство хранения информации	DS
устройство задержка	DT
Соединения контактные:	X
токосъемник- контакт скользящий	XA
штырь	XP
гнездо	XS
соединение разборное	XT
соединитесь высокочастотный	XW
Элементы разные:	Е
нагревательный элемент	ЕК
пиропатрон	ET
Фильтр тока обратной последовательности	ZA2
Фильтр напряжения обратной последовательности	ZV2

Метод преобразования схем электрических цепей в электротехнике (ТОЭ)

Метод преобразования схем:

Метод преобразования электрических схем применяют для расчета сложных цепей путем преобразований треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду или звезды сопротивлений в эквивалентный треугольник.

Контур, состоящий из трех сопротивлений

Электрическая цепь, состоящая из трех сопротивлений Ra, Rb и Rc, соединенных в одной узловой точке О, образует звезду сопротивлений (рис. 4.66).

Расчет некоторых сложных цепей значительно упрощается, если соединение звездой в них заменить соединением треугольником или наоборот.

Преобразование схемы должно производиться так, чтобы при неизменном напряжении между точками А, В и С токи звезды и треугольника оставались без изменений.

Треугольник и звезда, удовлетворяющие этому условию, называются эквивалентными.

Для такого преобразования рекомендуется изображать схему цепи без заменяемого треугольника (или звезды), но с обозначенными вершинами А, В, и С и к этим обозначенным вершинам подсоединить эквивалентную звезду (или треугольник).

При замене треугольника эквивалентной звездой сопротивления звезды определяются следующими выражениями:

Таким образом, каждое сопротивление эквивалентной звезды равно отношению произведения двух примыкающих к соответствующей узловой точке сопротивлений треугольника к сумме трех его сопротивлений.

При замене звезды эквивалентным треугольником каждое составление треугольника определяется следующими выражениями:

Каждое сопротивление эквивалентного треугольника равно сумме трех слагаемых: двух примыкающих к соответствующим точкам сопротивлений звезды и отношению произведения этих сопротивлений к третьему сопротивлению звезды.

Пример 4.4

Определить токи во всех ветвях цепи (рис. 4.7а) при следующих сходных данных:

Решение

Для расчета этой цепи заменим треугольник сопротивлений, подключенных к точкам А, В и С, эквивалентной звездой, подученной к тем же точкам (рис. 4.76). Определим величины сопротивлений эквивалентной звезды:

Пример 4.6

Определить токи во всех ветвях цепи, схема которой приведена на рис. 4.8а, если задано:

Решение

Количество ветвей и соответственно различных токов в  цепи (рис. 4.8а) равно пяти. Произвольно выбирается направление этих токов.

Расчетных схем две, так как в цепи два источника с ЭДС и . Вычисляются частичные токи, созданные в ветвях первым источником . Для этого изображается та же цепь, только вместо — его внутреннее сопротивление Направление частичных токов в ветвях указаны в схеме рис. 4.86.

Вычисление сопротивлений и токов производится методом свертывания.

Первые частичные токи в цепи (рис. 4.86), созданные источником Еи имеют следующие значения:

Вычисляются частичные токи, созданные вторым источником. Для этого изображается исходная цепь, в которой источник заменен его внутренним сопротивлением . Направления частичных токов в ветвях указаны на схеме рис. 4.8в. Сопротивления и токи определяются методом свертывания.

Вторые частичные токи в цепи (рис. 4.8в) имеют следующие значения:

Искомые токи в рассматриваемой цепи (рис. 4.8а) определяют алгебраической суммой частичных токов (см. рис. 4.8):

Ток имеет знак «минус», следовательно, его направлен противоположно произвольно выбранному, он направлен из точки А в точку В.

13.2. Разработка структурной схемы усилителя

Разработку структурной схемы производят на основе анализа технического задания и начинают с выбора типа каскада УМ. Каскад УМ можно выполнить по одно- или двухтактной схеме. При выборе того или иного схемного решения учитывают, что двухтактная схема при том же типе транзистора отдает в нагрузку вдвое большую Р_Н, имеет более высокий h: для двухтактного УМ режима В  h_max = 0,78; тогда как для ОТУМ  h_max  = 0,5; для ОУМ  h_max = 0,25. 

В двухтактных схемах возможно использование экономичного режима АВ, для которого Р_kmax = (0,5 ¸ 1,0)Р_Н, тогда как для ОУМ или ОТУМ, транзисторы которых могут работать только в режиме А, Р_kmax = (2,5 ¸ 5)Р_Н. Кроме этого, применение двухтактного УМ позволяет увеличить срок службы батарей при автономном ИП, т.к. мощность Р_О двухтактной схемы режима АВ зависит от уровня входного сигнала, при U_ВХ = 0 энергия от источника питания практически не потребляется. Для однотактных схем Р_О постоянна и не зависит от уровня усиливаемого сигнала.

Двухтактная схема требует для своего построения как минимум двух транзисторов, однако, несмотря на усложнение схемы двухтактные каскады УМ применяют практически всегда, начиная с Р_Н = 2 ¸ 3 Вт, а при автономном ИП – начиная с Р_Н = 0,1 Вт.                

Для однотактных УМ использование трансформатора позволяет вдвое увеличить h усилителя, а т.к. однотактные УМ применяются при небольших Р_Н, существенного увеличения массы и габаритов усилителя из-за применения трансформатора не происходит, поэтому однотактные УМ практически всегда строят по схеме ОТУМ.

Для двухтактных схем использование выходного трансформатора позволяет реализовать включение транзисторов по схеме с ОЭ, что повышает К_Р УМ и уменьшает число КПУ. Кроме этого, применение выходного трансформатора позволяет расширить номенклатуру транзисторов, используемых в УМ, т.к. при включении R_{Hчерез трансформатор при той же PК можно путем изменения nТ трансформатора изменять требуемые токи и напряжения в выходной цепи транзистора, что невозможно в ДУМ, где токи и напряжения в выходной цепи транзистора жестко связаны с требуемыми токами и напряжениями в RH. Использование выходного трансформатора приводит, однако, к увеличению массы и габаритов усилителя, особенно при больших РН. Управление ДТУМ производится с выхода КПУ, выполненного по схеме ОТУМ с ОЭ.}

Схема ДУМ на транзисторах одного типа проводимости при использовании входного трансформатора (следует отметить, что понятие «бестрансформаторный» означает, что в схеме отсутствует выходной трансформатор, т.е. нагрузка включена непосредственно в выходную цепь транзистора) может быть выполнена по схеме с ОЭ, что позволяет уменьшить число КПУ, кроме этого_{использование однотипных транзисторов облегчает их выбор и реализацию усилителя. Мощность сигнала во входной цепи ДУМ небольшая, так что существенного увеличения массы и габаритов усилителя из-за применения входного трансформатора не происходит. Предоконечный, (n – 1)-й каскад для такого ДУМ выполняется по схеме ОТУМ.}

В схеме ДУМ на транзисторах разного типа проводимости транзисторы включены по схеме с ОК. Управляется ДУМ с выхода КПУ по схеме с ОЭ, входной трансформатор отсутствует, что упрощает реализацию усилителя. В схеме используются транзисторы разного типа проводимости с одинаковыми параметрами, образующие так называемую комплиментарную пару. Эта особенность усложняет выбор транзисторов, но не

является существенным недостатком схемы, т.к. в последние годы номенклатура транзисторов значительно расширилась.

В качестве КПУ используют каскады по схеме с ОЭ, имеющие наибольший К_Р. При выборе типа ВхК учитывают, что величина его R_ВХ существенно влияет на общий К_е усилителя, поскольку   Для повышения U_ВХ,  R_ВХ должно быть как минимум на порядок больше R_Г. Величина R_ВХ для каскадов разных типов составляет:

ОЭ – R_ВХ » 10 ¸ 10³ Ом;   ОК – R_ВХ » 10³ ¸ 10⁶ Ом;   ОИ – R_ВХ ³ 10⁶ Ом.

При проектировании усилителя стремятся обеспечить как можно большее R_ВХ, что позволяет расширить его область применени

Схемы управления электроприводами | Электротехника и электрооборудование

Страница 27 из 39

Электропривод машин, применяемых на строительстве или на предприятиях строительной индустрии, может быть ручным неавтоматизированным или автоматизированным.
Неавтоматизированным называют электропривод, управление которым при всех режимах работы производят аппаратами ручного управления.
Автоматизированным электроприводом называют такой, в котором управление переходными режимами — пуском, регулированием скорости, торможением, остановкой и т. п. — производят автоматически, после того, как подан первый командный импульс.
В настоящее время на строительных машинах широко применяют релейно-контакторное управление электроприводами, осуществляемое электромагнитными контакторами, реле и командоаппаратами.
Электрической схемой называют чертеж, показывающий функциональные, электрические, магнитные и другие связи между частями электрической установки. Объем и характер сведений, содержащихся в электрической схеме, определяются ее назначением.
Схемы электрических устройств трехфазного тока могут быть трехлинейными и однолинейными.  На трехлинейных схемах каждый провод вычерчивается отдельно, на однолинейных — три провода трехфазной проводки изображают одной линией. Иногда на проводах однолинейных схем делаются черточки, количество которых соответствует количеству проводов. Различают схемы первичной и вторичной коммутации. На схемах первичной коммутации показывают электрические машины и аппараты, шины и провода, т. е. элементы и электрические цепи электроустановки, по которым проходит поток передаваемой и распределяемой электроэнергии. На схемах вторичной коммутации показывают вспомогательные цепи: управления, сигнализации, измерения, защиты и т. п. Электрические схемы подразделяются на принципиальные и монтажные. 

Рис. 13.6. Элементная схема управления электродвигателя с помощью магнитного пускателя
Принципиальные схемы обычно выполняют однолинейными для указания основных принципиальных данных, характеризующих электроустановку: мощность электромашин, принятые способы управления ими, применяемые при этом приборы измерения и т. п.
Существенные особенности имеют принципиальные схемы вторичной коммутации, в частности схемы управления и сигнализации в устройствах автоматизированного электропривода машин и механизмов. Эти схемы выполняются в виде так называемых элементных или развернутых схем, в которых приборы и аппараты изображены не как единое целое, а разобранными на составные элементы; катушки электромагнитов, главные контакты, вспомогательные блок-контакты, кнопки управления и т. п. Каждый элемент показывают отдельно и ставят в ту электрическую цепь, в которой он действует. На рис. 13.6 приведена элементная схема управления электродвигателем при помощи магнитного пускателя.  Схема дана в двух вариантах: а — в совмещенном виде с показом силовых цепей и цепей управления и сигнализации; б — развернутая схема только цепей управления и сигнализации. Сложные схемы вторичной коммутации, как правило, изображают именно таким образом: все элементы располагают между двумя параллельными линиями, изображающими источник питания вторичных цепей, в данном случае две фазы трехфазной сети (могут быть также фаза и нуль четырехпроводной сети трехфазного тока или два полюса сети постоянного тока). В обозначениях на схеме все элементы одного аппарата имеют общую первую букву — на указанной схеме буква П — пускатель. На схеме рис. 13.6 кнопка «пуск» в положении «не включено», электродвигатель не работает, горит зеленая сигнальная лампа Лзел, питаемая через размыкающий в нормальном положении замкнутый контакт пускателя ПК2. При нажатии кнопки «пуск» замыкается цепь катушки электромагнита пускателя ПК, замыкаются главные контакты пускателя в цепи электродвигателя П — двигатель начинает работать, одновременно замыкается блок-контакт ПК1 и размыкается блок-контакт ПК2, в результате чего зеленая лампа гаснет, загорается красная, сигнализируя о том, что электродвигатель находится в работе. Кнопку «пуск» можно отпустить; она вернется в свое исходное положение, контакты ее разомкнутся, но ток в цепи управления будет по-прежнему проходить через катушку контактора, так как блок-контакт ПК1 теперь замкнут и создает обход цепи тока (принято говорить, что блок-контакт шунтирует кнопку «пуск»).
Для остановки электродвигателя достаточно нажать кнопку «стоп». Контакты ее разомкнутся, цепь тока, питающего катушку электромагнита контактора пускателя, разорвется, якорь электромагнита под действием пружины отойдет от сердечника, разрывая при этом главные контакты и блок-контакт. Электродвигатель останавливается. В случае перегрузки работающего электродвигателя тепловые реле 1РТ и 2РТ, нагреватели которых включены в силовую цепь электродвигателя, размыкают свои контакты 1РТК и 2РТК, включенные в цепь управления; контактор пускателя отключается, электродвигатель останавливается. В случае короткого замыкания в электродвигателе мгновенно сгорают плавкие вставки предохранителей, отключая двигатель от сети. Магнитный пускатель отключает также электродвигатель от сети при исчезновении напряжения или понижении его ниже 50—70% номинального (электромагнит контактора при этих условиях не может удержать якорь в притянутом к сердечнику положений). Так же читаются и более сложные развернутые схемы.
Монтажные электрические схемы предназначены для использования при изготовлении отдельных устройств, а также для наладки и эксплуатации электрических установок. Монтажные схемы показывают все электрические соединения между выводами отдельных аппаратов данного устройства, а также марку, сечения, способ прокладки проводов, которыми выполняются соединения. Внутренние соединения аппаратов, составляющих устройство, показываются при необходимости.
Основные положения правильного начертания полных принципиальных схем сводятся к следующему:
а) на схеме изображаются рабочие элементы всех аппаратов, входящих в нее;
Таблица 13.2
Некоторые условные обозначения в электрических схемах управления электроприводами
(выдержки из ГОСТ 2725—68, 2727—68, 2728—68, 2730—68, 2732—68)

Наименование	Обозначение по ГОСТу
1. Катушка индуктивности, дроссель без сердечника
2. Дроссель с ферромагнитным сердечником
8. Вентиль полупроводниковый
4. Сопротивление нерегулируемое
5. Сопротивление регулируемое
6. Сопротивление, регулируемое без разрыва цепи
7. Конденсатор нерегулируемый. Сопротивление емкостное нерегулируемое
8. Конденсатор регулируемый. Сопротивление емкостное регулируемое
9. Обмотка реле, контактора и магнитного пускателя. Общее обозначение

б) отдельные элементы различных аппаратов размещаются не в соответствии с их действительным (территориальным) размещением, а исключительно с точки зрения последовательности действия, наглядности схемы и удобства общей обозреваемости;
в) все элементы одного и того же аппарата обозначаются одинаковыми буквами и цифрами; для отличия разных элементов одного н того же аппарата вводятся различные графические символы;
г) все главные (силовые) цепи вычерчиваются толстыми линиями, а цепи вспомогательные — тонкими;
д) все элементы аппаратов, входящих в схему, изображаются в нормальном положении. Нормальным условно принято считать такое положение, при котором обмотки (катушки) аппаратов не обтекаются током.

В соответствии с этим, участвующие в схеме контакты делятся на замыкающие (з. к.), размыкающие (р. к.) и переключающие (п. к.). При разработке схемы следует учитывать, что при обтекании током обмотки какого-либо аппарата или реле все управляемые ими контакты изменяют свое положение.
В табл. 13.2 приведены основные наиболее часто применяемые условные обозначения элементов аппаратов. В обозначениях контактов условно принято, что при механическом и электрическом воздействии на аппарат (т. е. при переходе аппарата из нормального положения в рабочее) подвижные части контактов движутся сверху вниз или слева направо.
Дальше приводятся примеры схем неавтоматизированного и автоматизированного управления электроприводами строительных машин.
В системах неавтоматизированного электропривода переключения в цепях двигателей осуществляются с помощью аппаратуры ручного управления. Для этой цели используются рубильники, пакетные выключатели, воздушные автоматы, а также контроллеры и другие аппараты.
 Продолжение табл. 13.2

При повороте контроллера в направлении «вперед» замыканием контактов К I и К III соединяется провод Л1 с клеммой двигателя С3 и замыканием контактов KV и KVI — провод Л11 с зажимом С1. При повороте контроллера в направлении «назад» замыканием контактов ΚΙ и КН соединяются Л11 и 2С1 и замыканием KIV и KVI соединяются Л31 и С3. Отключение двигателя производится поворотом контроллера в нулевое положение. Двигатель останавливается также при разрыве цепи аварийного выключателя АВ или при наезде на один из конечных выключателей. При снижении напряжения линейный контактор отпадает и также отключается двигатель от сети (нулевая защита). Схема после этого может быть включена в работу лишь предварительным возвращением контроллера в нулевое положение (нулевая блокировка). Защита двигателя и цепей управления осуществлена плавкими предохранителями и максимальным реле.
Управление неавтоматизированным электроприводом с двигателями переменного и постоянного тока небольшой мощности часто ограничивается включением и отключением вручную пускового аппарата; для ограничения пусковых токов двигателей средней и большой мощности применяются реостаты, а для изменения скорости и направления вращения — контроллеры. Из способов управления такими электроприводами наиболее сложным является способ с применением контроллера.
Схема управления одиночным двигателем с короткозамкнутым ротором с помощью контроллера НТ-53 приведена на рис. 13.7.
В нулевом положении контроллера при замкнутом рубильнике Р кнопкой КР (пусковая кнопка) производится включение линейного контактора Л (создается вспомогательная цепь 11—12— 1—2—14—21). Затем кнопка КР может быть отпущена, и ток будет протекать по параллельной цепи 12—18—5—4— 2—14 —15—16— 21 или 11—18 —3—4 —2—14—15— 16—21. Если механизм не находится в одном из крайних предельных положений, то возможно движение двигателя в обоих направлениях; если же один из конечных выключателей (КВ или КН) разомкнут, то движение возможно лишь в одном направлении, так как при разомкнутом КВ разрывается цепь 18—5—4, а при разомкнутом КН — цепь 18—3—4.  

Рис. 13.7. Схема управления, асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с помощью контроллера НТ-53

Вся защитная аппаратура, а именно: линейный контактор Л, однополюсное максимальное электромагнитное реле РМО, предохраняющее привод от коротких замыканий, кнопка КР, рубильник Р и плавкие предохранители ПР1 и ПР2 — собраны на одной защитной панели. Параллельно двигателю может быть включен тормозной магнит или электрогидравлический толкатель. В некоторых случаях (тихоходные механизмы со скоростью ниже 30 м/мин) тормозные магниты могут отсутствовать.
В системах автоматического управления электроприводами выполняются весьма разнообразные операции. К основным функциям систем автоматического управления электроприводами можно отнести следующие: пуск электродвигателей в ход, регулирование скорости вращения, реверсирование, торможение и остановка электродвигателей; защита электродвигателей и приводимых ими механизмов от различного рода перегрузок и аварийных режимов; осуществление определенной последовательности операций; сигнализация состояния системы электропривода; автоматическая стабилизация скорости и других параметров электропривода; синхронизация движения отдельных элементов производственных механизмов.
К простейшим схемам автоматического управления электроприводами относятся управление ими с помощью магнитных пускателей. Схема управления асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с помощью нереверсивного магнитного пускателя приведена на рис. 12.13 и там же приведено описание его действия.
На рис. 12.14 представлена схема управления электродвигателем при помощи реверсивного магнитного пускателя.
Более сложные схемы автоматизированного электропривода строятся на основе принципов управления электродвигателями; в функциях времени, скорости, тока, пути. Причем в зависимости от принятого принципа выбирают соответствующие схемы и аппараты. Как пример, приводим на рис. 13.8 схему управления электродвигателем с фазным ротором в функции тока. Схемой не предусматривается реверсирования и электрического торможения. Настройка реле ускорения 1РУ, 2РУ и ЗРУ производится таким образом, чтобы токи, при которых соответствующие реле отключаются, удовлетворяли неравенству
Для пуска электродвигателя нажимается кнопка «пуск», вследствие чего включается контактор КЛ, который подает питание на статор электродвигателя, своим замыкающим блок-контактом (з. б. к.) КЛ он шунтирует пусковую кнопку.
Через з. б. к. КЛ получает питание реле РБ, контакты которого, замыкаясь, подсоединяют к сети цепь катушек контакторов ускорения. Однако контакторы ускорения при этом не включаются немедленно, так как размыкающий контакт (р. к.) 1РУ будет открыт до тех пор, пока пусковой ток в роторной цепи не снизится до величины, соответствующей уставке реле 1РУ. После того как контакт 1РУ закроется, сработает контактор ускорения 1У и зашунтирует своими силовыми контактами первую ступень сопротивления в роторной цепи. Аналогично будет работать реле ускорения 2РУ и ЗРУ при меньших уставках тока и соответственно включатся контакторы ускорения 2У и ЗУ, которые выведут вторую и третью ступени сопротивления в роторной цепи, после чего двигатель начнет работать с полной скоростью (естественная характеристика).
тактов реле ускорения, возможной при значениях токов в катушках реле, близких к токам уставок.

Рис. 13.8. Схема управления асинхронным двигателем с контактными кольцами в функции тока

Рис. 13.9. Схема управления асинхронным двигателем с динамическим торможением
В рассматриваемой схеме предусмотрено шунтирование р. к. реле ускорения блок-контактами 1У, 2У, 3У во избежание вибрации, необходимой для того, чтобы ток в роторной цепи достиг значения, при котором реле ускорения открыли бы свои р. к.

На рис. 13.9 приведена схема автоматического управления асинхронным электродвигателем с динамическим торможением.
Динамическое торможение электродвигателя с короткозамкнутым ротором осуществляется включением обмотки статора двигателя в сеть постоянного тока: при этом магнитный поток, создаваемый постоянным током, взаимодействуя с током ротора, создает тормозной момент. Для этого замыкают рубильники (см. схему). Кнопкой «пуск» подается напряжение на катушку контактора КЛ, и электродвигатель включается в сеть; при этом з. б. к. КЛ замыкает цепь питания катушки реле времени РВ, присоединяя ее к сети постоянного тока.
При включении катушки реле РВ з. к. РВ мгновенно замыкаются в цепи катушки К, но включению контактора К препятствуют разомкнутые р. б. к. КЛ.
Торможение двигателя Д начинается после отключения последнего нажатием кнопки «стоп». При этом: а) катушка КЛ теряет питание и р. к. КЛ замыкается, включая катушку контактора торможения К’, б) катушка реле РВ обесточивается из-за размыкания з. б. к. КЛ и з. к. РВ размыкается с выдержкой времени, по истечении которого происходит автоматическое отключение электродвигателя от сети постоянного тока.
Включению контактора КЛ во время торможения препятствует р. к. К, установленные в цепи питания катушки КЛ.
Сопротивление rт предназначается для ограничения тока намагничивания.
Для торможения электродвигателей в некоторых случаях используется механический колодочный тормоз, управляемый электромагнитом.
Электромагнит получает питание одновременно с двигателем; усилие притяжения якоря преодолевает силу сопротивления пружины тормоза и освобождает колодки, сжимающие шкив двигателя. При отключении электродвигателя катушка электромагнита также обесточивается и тормоз под действием пружины, освобождаемой при опускании якоря, способствует остановке двигателя.
Дистанционное автоматизированное управление сложными электроприводами, в том числе приводами по системе Г-Д (генератор-двигатель, см. § 8.7), применяемыми в механизмах крупных строительных машин, осуществляется с помощью комплектных устройств, называемых станциями управления. Такая станция состоит из отдельных аппаратов управления и защиты: контакторов, автоматов, реле, плавких предохранителей, сопротивлений и др., смонтированных на изоляционных плитах и электрически связанных между собой по той или иной схеме. Станции управления (прежнее название — магнитные станции) поставляются промышленностью в готовом смонтированном виде. Для переключения цепей контакторов станций управления служат или специальные контроллеры облегченного типа, называемые командоконтроллерами, или другие командные аппараты (например, кнопки управления). Комплект из станции управления и командоконтроллера к ней носит название магнитного контроллера.
На рис. 13.10 в качестве примера приведена упрощенная принципиальная схема контакторного управления (регулирования скорости) электропривода по системе Г-Д. Для увеличения напряжения, подаваемого генератором к двигателю, служат контакты КЗ и К4 в цепи обмотки возбуждения (ОВГ) генератора (при их замыкании напряжение и вместе с ним скорость вращения двигателя увеличиваются). Дополнительное регулирование скорости двигателя может производиться c помощью контактов К1 и К2 в цепи возбуждения его обмотки. Изменение направления вращения двигателя достигается изменением направления напряжения генератора переключением контактов IB, 2В (вперед) и 1Н и 2И (назад).
Следует отметить, что электропривод по системе ГД c каждым годом все больше вытесняется такой системой привода, где регулируемое в широких пределах напряжение постоянного тока получается не от машинных преобразователей (двигатель-генераторов), а от управляемых выпрямителей (см. § 11.8). Если для этих целей используется Ионный выпрямитель — на тиратронах или управляемый ртутный, —

то электропривод называют ионным; если же применяется полупроводниковый выпрямитель — на управляемых кремниевых вентилях — тиристорах, то привод называют тиристорным.
В строительстве в последние годы начали применять тиристорный электропривод для механизмов крупных машин. Такой привод по сравнению с приводом по системе Г-Д имеет меньшие размеры и вес. Кремниевые вентили — тиристоры весьма надежны в эксплуатации и не требуют особого ухода. Недостатком тиристорного привода является пониженный коэффициент мощности (cos φ).

Рис. 13.10. Схема системы Г-Д с контакторным управлением
Рис. 13.11. Упрощенная схема тиристорного электропривода

На рис. 13.11 приведена упрощенная принципиальная схема ти· ристорного электропривода. Тиристорный выпрямитель показан работающим по трехфазной «нулевой» (с нулевым выводом) схеме. Между выпрямителем и электродвигателем включен дроссель (для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения).
Управление напряжением на электродвигателе осуществляется специальным устройством, обозначенным на схеме буквами АУ, которое подает напряжение на управляемый электрод, как это указано в § 9.11.

Электрические схемы: виды и обозначения

Электрические схемы: виды и обозначения

Работа электромонтажника напрямую связана с чтением электромонтажных схем. Даже опытные мастера могут испытывать проблемы при их «расшифровке». Что уж говорить о начинающих работниках и простых людях, которым нужно решить проблему с электрическим оборудованием. Для начала, нужно разобраться с основными понятиями и запомнить, как обозначают разные виды схем.

На электромонтажных схемах (и электротехнических проектах) обозначают все элементы устройств, подключенных к сети. Важно понять принцип, по которому они работают. На чертеже указывают, из каких элементов состоит устройство. Руководствуясь электромонтажной схемой, можно вычислить, что именно неисправно в электрической цепи и оперативно устранить неполадку.

Предлагаем узнать, какие виды и типы схем выделяют, а также научиться их различать.

Общая классификация

Электрическая схема – это текст, выраженный с помощью условных обозначений. Для его чтения нужно знать определенные правила и способы их расшифровки. На схеме можно увидеть буквы, геометрические фигуры, линии и точки и другие формы обозначения.
Выделяют десять видов схем:

• Электрическая (обозначают буквой «Э»)
• Гидравлическая («Г»)
• Пневматическая («П»)
• Газовые («Х»)
• Кинематическая («К»)
• Вакуумная («В»)
• Оптическая («Л»)
• Энергетическая («Р»)
• Деления («Е»)
• Комбинированная («С»)

Важно учитывать, что один и тот же электроприбор может иметь несколько видов схем. С их помощью можно понять принцип подключения и его функционирования.

Схемы для электротехнических агрегатов делят на такие типы:

• Принципиальные (их также называют полными) – используют цифру 3;
• Структурные – 1;
• Функциональные – 2;
• Общие – 6;
• Монтажные (другое название – схемы соединений) – 4;
• Подключения – 5;
• Расположения – 7;
• Объединенные – 0.

Обычно на схемах есть обозначения из обеих классификаций. Буквы и цифры комбинируют. Например, гидравлическая структурная маркировка будет обозначена значением Г1, а электрическая монтажная – Э4.

Графические обозначения разных элементов зависят от отраслевых документов по стандартизации и ГОСТов. Размеры, шрифты, способы маркировки также определяются этими документами.

Предназначение разных типов электросхем

Схемы выполняют с помощью чертежей и графиков. Допускается их печать и черчение вручную.  Все принципы построения схем отображены в нормативной документации. Действуют стандарты Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Также стоит ознакомиться с документами ГОСТ 2.702-2011 и ГОСТ 2.708-81.

В этих документах прописаны требования к графическим изображениям, нормам оформления, расположения компонентов. Четко обозначены требования к нанесению обозначений.

Принципиальная

Ее используют для пояснения принципа работы механизма. Это – обязательная, вводная схема для характеристики распределительных агрегатов в силовых цепях какой-либо аппаратуры. На схеме необходимо указать действующие радиодетали, связь между ними, наличие силовых контактов и узлов, электронных компонентов, выполняющих соединительную функцию. Этот тип схемы бывает однолинейным и полным.

Однолинейные схемы используют для обозначения силовой части устройства. Их также называют первичными цепями. Как линейные, так и трехфазные цепи с одинаковым расположением и подключением отображают этой схемой. На схему наносят одну фазу и добавляют отступления там, где есть различия в оборудовании.

Полные схемы применяют для обозначения слаботочных (вторичных) цепей. Обычно это – питание защиты, устройства для измерения, электронная техника. Их задача – отобразить полную схему аппаратуры. Подробное описание обычно более развернутое, содержит контрольные точки и может учитывать состояние некоторых контактов и частей оборудования.

Структурная

Этот тип схемы важно составить в начале разработки устройства. На нем отображают главные функциональные части аппарата и связь между ними. Важно, чтобы принцип работы оборудования был понятен при просмотре схемы. Схема должна отображать состав устройства и выстроенную цепочку процессов его деталей.

Функциональные части (блоки) изображаются в виде прямоугольников. Подробности об их типе указывают внутри фигуры. Направление протекания процесса указывают с помощью стрелок взаимосвязей. Прямоугольники должны быть расположены цепочкой в зависимости от порядка процесса слева направо. Если необходимо обозначить несколько рабочих каналов, это делают в виде горизонтальных строк, расположенных синхронно.

Понять структурный чертеж будет несложно и аматорам. В них используют наиболее распространенные обозначения. 

Функциональная

Ее роль заключается в разъяснении принципа работы устройства. На схеме отображают процессы, происходящие в функциональных цепях аппарата. Чем сложнее устройство, тем больше схем необходимо, чтобы отобразить все процессы, происходящие в нем. Степень детализации и количество информации пропорционально зависит от его сложности и особенностей.

Функциональная схема передает информацию о связях между элементами изделия. Их отображают в зависимости от последовательности процессов. При этом не обязательно схематически отображать то, как детали расположены в действительности. По сути, функциональная схема – это более подробная вариация структурной.

Общая

Этот вид схемы показывает место расположения узла в электроустановке на местности. Он является частью конструкторской документации (вместе со схемами соединений и подключений). Разрабатывают схему, как правило, еще на этапе проектирования.

Монтажная (соединений)

По ней производят электромонтажные работы. Разрабатывается для определения мест подключения электроники. Монтаж электрических устройств происходит в соответствии с предписаниями схемы. Умение читать схему пригодится не только электрикам. Учитывать ее нужно и во время ремонта, планируя размещение электрооборудования и системы освещения.

Монтажная схема во многом связана с принципиальной и дополняет ее. На ней указывают элементы, задействованные в работе. Глядя на монтажную схему, можно определить, где находятся детали, жгуты и провода. Указываются точки создания соединений. Во время электромонтажа это – основной документ.

Подключений

Отображает внешние подключения электроприбора. С ее помощью указывают порядок соединения блоков и частей в единое устройство. В качестве дополнения к схеме используют развернутые таблицы соединений. С их помощью показывают порядок расположения входов и выходов агрегата, провода, кабели и прочее.

Расположения

Это немалая часть проектной документации, определяющая расположение блоков, частей, узлов и элементов прибора относительно друг друга. Проводники обозначаются с помощью сплошных линий.

Составные части помогают понять графические обозначения. Допускается использование штрихпунктирных линий внешних очертаний. Составляя эту схему, важно учитывать практичность, удобство в использовании, правила масштабирования.

Объединенная

Такую схему составляют с помощью других, более подробных схем. С ней электромонтажникам проще работать, так как она включает всю самую важную информацию об объекте. Тем не менее, для правильного составления этой схемы нужно иметь немалый опыт.

Электро символы и обозначения

Любые электрические цепи могут быть представлены в виде чертежей (принципиальных и монтажных схем), оформление которых должно соответствовать стандартам ЕСКД. Эти нормы распространяются как на схемы электропроводки или силовых цепей, так и электронные приборы. Соответственно, чтобы «читать» такие документы, необходимо понимать условные обозначения в электрических схемах.

Нормативные документы

Учитывая большое количество электроэлементов, для их буквенно-цифровых (далее БО) и условно графических обозначений (УГО) был разработан ряд нормативных документов исключающих разночтение. Ниже представлена таблица, в которой представлены основные стандарты.

Таблица 1. Нормативы графического обозначения отдельных элементов в монтажных и принципиальных электрических схемах.

Номер ГОСТа	Краткое описание
2.710 81	В данном документе собраны требования ГОСТа к БО различных типов электроэлементов, включая электроприборы.
2.747 68	Требования к размерам отображения элементов в графическом виде.
21.614 88	Принятые нормы для планов электрооборудования и проводки.
2.755 87	Отображение на схемах коммутационных устройств и контактных соединений
2.756 76	Нормы для воспринимающих частей электромеханического оборудования.
2.709 89	Настоящий стандарт регулирует нормы, в соответствии с которыми на схемах обозначаются контактные соединения и провода.
21.404 85	Схематические обозначения для оборудования, используемого в системах автоматизации

Следует учитывать, что элементная база со временем меняется, соответственно вносятся изменения и в нормативные документы, правда это процесс более инертен. Приведем простой пример, УЗО и дифавтоматы широко эксплуатируются в России уже более десятка лет, но единого стандарта по нормам ГОСТ 2.755-87 для этих устройств до сих пор нет, в отличие от автоматических выключателей. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован. Чтобы быть в курсе подобных нововведений, профессионалы отслеживают изменения в нормативных документах, любителям это делать не обязательно, достаточно знать расшифровку основных обозначений.

Виды электрических схем

В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:

• Функциональная, на ней представлены узловые элементы (изображаются как прямоугольники), а также соединяющие их линии связи. Характерная особенность такой схемы – минимальная детализация. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это могут быть различные части изделия, отличающиеся функциональным назначением, например, автоматический диммер с фотореле в качестве датчика или обычный телевизор. Пример такой схемы представлен ниже. Пример функциональной схемы телевизионного приемника
• Принципиальная. Данный вид графического документа подробно отображает как используемые в конструкции элементы, так и их связи и контакты. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Пример принципиальной схемы фрезерного станка

Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.

Пример однолинейной схемы

• Монтажные электрические схемы. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа. Монтажная схема стационарного сигнализатора горючих газов

Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.

Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.

Графические обозначения

Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами. Приведем в качестве примера основные графические обозначения для разных видов электрических схем.

Примеры УГО в функциональных схемах

Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации.

Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом 21.404-85

Описание обозначений:

• А – Основные (1) и допускаемые (2) изображения приборов, которые устанавливаются за пределами электрощита или распределительной коробки.
• В – Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите.
• С – Отображение исполнительных механизмов (ИМ).
• D – Влияние ИМ на регулирующий орган (далее РО) при отключении питания:

1. Происходит открытие РО
2. Закрытие РО
3. Положение РО остается неизменным.

• Е — ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.
• F- Принятые отображения линий связи:

1. Общее.
2. Отсутствует соединение при пересечении.
3. Наличие соединения при пересечении.

УГО в однолинейных и полных электросхемах

Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы.

Источники питания.

Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.

УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2.742-68 и ГОСТ 2.750.68)

Описание обозначений:

• A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».
• В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.
• С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.
• D – Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
• E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.

Линии связи

Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.

Обозначение линий связи на принципиальных схемах (ГОСТ 2.721-74 и ГОСТ 2.751.73)

Описание обозначений:

• А – Общее отображение, принятое для различных видов электрических связей.
• В – Токоведущая или заземляющая шина.
• С – Обозначение экранирования, может быть электростатическим (помечается символом «Е») или электромагнитным («М»).
• D — Символ заземления.
• E – Электрическая связь с корпусом прибора.
• F – На сложных схемах, из нескольких составных частей, таким образом обозначается обрыв связи, в таких случаях «Х» это информация о том, где будет продолжена линия (как правило, указывается номер элемента).
• G – Пересечение с отсутствием соединения.
• H – Соединение в месте пересечения.
• I – Ответвления.

Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений

Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.

УГО, принятые для электромеханических устройств и контакторов (ГОСТы 2.756-76, 2.755-74, 2.755-87)

Описание обозначений:

• А – символ катушки электромеханического прибора (реле, магнитный пускатель и т.д.).
• В – УГО воспринимающей части электротепловой защиты.
• С – отображение катушки устройства с механической блокировкой.
• D – контакты коммутационных приборов:

1. Замыкающие.
2. Размыкающие.
3. Переключающие.

• Е – Символ для обозначения ручных выключателей (кнопок).
• F – Групповой выключатель (рубильник).

УГО электромашин

Приведем несколько примеров, отображения электрических машин (далее ЭМ) в соответствии с действующим стандартом.

Обозначение электродвигателей и генераторов на принципиальных схемах (ГОСТ 2.722-68)

Описание обозначений:

• A – трехфазные ЭМ:

1. Асинхронные (ротор короткозамкнутый).
2. Тоже, что и пункт 1, только в двухскоростном исполнении.
3. Асинхронные ЭМ с фазным исполнением ротора.
4. Синхронные двигатели и генераторы.

• B – Коллекторные, с питанием от постоянного тока:

1. ЭМ с возбуждением на постоянном магните.
2. ЭМ с катушкой возбуждения.

Обозначение электродвигателей на схемах

УГО трансформаторов и дросселей

С примерами графических обозначений данных устройств можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Правильные обозначения трансформаторов, катушек индуктивности и дросселей (ГОСТ 2.723-78)

Описание обозначений:

• А – Данным графическим символом могут быть обозначены катушки индуктивности или обмотки трансформаторов.
• В – Дроссель, у которого имеется ферримагнитный сердечник (магнитопровод).
• С – Отображение двухкатушечного трансформатора.
• D – Устройство с тремя катушками.
• Е – Символ автотрансформатора.
• F – Графическое отображение ТТ (трансформатора тока).

Обозначение измерительных приборов и радиодеталей

Краткий обзор УГО данных электронных компонентов показан ниже. Тем, кто хочет более широко ознакомиться с этой информацией рекомендуем просмотреть ГОСТы 2.729 68 и 2.730 73.

Примеры условных графических обозначений электронных компонентов и измерительных приборов

Описание обозначений:

1. Счетчик электроэнергии.
2. Изображение амперметра.
3. Прибор для измерения напряжения сети.
4. Термодатчик.
5. Резистор с постоянным номиналом.
6. Переменный резистор.
7. Конденсатор (общее обозначение).
8. Электролитическая емкость.
9. Обозначение диода.
10. Светодиод.
11. Изображение диодной оптопары.
12. УГО транзистора (в данном случае npn).
13. Обозначение предохранителя.

УГО осветительных приборов

Рассмотрим, как на принципиальной схеме отображаются электрические лампы.

Пример того, как указываются лампочки на схемах (ГОСТ 2.732-68)

Описание обозначений:

• А – Общее изображение ламп накаливания (ЛН).
• В — ЛН в качестве сигнализатора.
• С – Типовое обозначение газоразрядных ламп.
• D – Газоразрядный источник света повышенного давления (на рисунке приведен пример исполнения с двумя электродами)

Обозначение элементов в монтажной схеме электропроводки

Завершая тему графических обозначений, приведем примеры отображения розеток и выключателей.

Пример изображения на монтажных схемах розеток скрытой установки

Как изображаются розетки других типов, несложной найти в нормативных документах, которые доступны в сети.

Обозначение выключатели скрытой установки Обозначение розеток и выключателей

Буквенные обозначения

В электрических схемах помимо графических обозначений также используются буквенные, поскольку без последних чтение чертежей будет довольно проблематичным. Буквенно-цифровая маркировка так же, как и УГО регулируется нормативными документами, для электро это ГОСТ 7624 55. Ниже представлена таблица с БО для основных компонентов электросхем.

Буквенные обозначения основных элементов

К сожалению, размеры данной статьи не позволяют привести все правильные графические и буквенные обозначения, но мы указали нормативные документы, из которых можно получить всю недостающую информацию. Следует учитывать, что действующие стандарты могут меняться в зависимости от модернизации технической базы, поэтому, рекомендуем отслеживать выход новых дополнений к нормативным актам.

Графические

Что касается графического обозначения всех элементов, используемых на схеме, этот обзор мы предоставим в виде таблиц, в которых изделия будут сгруппированы по назначению.

В первой таблице Вы можете увидеть, как отмечены электрические коробки, щиты, шкафы и пульты на электросхемах:

Следующее, что Вы должны знать – условное обозначение питающих розеток и выключателей (в том числе проходных) на однолинейных схемах квартир и частных домов:

Что касается элементов освещения, светильники и лампы по ГОСТу указывают следующим образом:

В более сложных схемах, где применяются электродвигатели, могут указываться такие элементы, как:

Также полезно знать, как графически обозначаются трансформаторы и дроссели на принципиальных электросхемах:

Электроизмерительные приборы по ГОСТу имеют следующее графические обозначение на чертежах:

А вот, кстати, полезная для начинающих электриков таблица, в которой показано, как выглядит на плане электропроводки контур заземления, а также сама силовая линия:

Помимо этого на схемах Вы можете увидеть волнистую либо прямую линию, «+» и «-», которые указывают на род тока, напряжение и форму импульсов:

В более сложных схемах автоматизации Вы можете встретить непонятные графические обозначения, вроде контактных соединений. Запомните, как обозначаются этим устройства на электросхемах:

Помимо этого Вы должны быть в курсе, как выглядят радиоэлементы на проектах (диоды, резисторы, транзисторы и т.д.):

Вот и все условно графические обозначения в электрических схемах силовых цепей и освещения. Как уже сами убедились, составляющих довольно много и запомнить, как обозначается каждый можно только с опытом. Поэтому рекомендуем сохранить себе все эти таблицы, чтобы при чтении проекта планировки проводки дома либо квартиры Вы могли сразу же определить, что за элемент цепи находится в определенном месте.

Интересное видео по теме:

Буквенные

Мы уже рассказывали Вам, как расшифровать маркировку проводов и кабелей. В однолинейных электросхемах также присутствуют свои буквы, которые дают понять, что включено в сеть. Итак, согласно ГОСТ 7624-55, буквенное обозначение элементов на электрических схемах выглядит следующим образом:

1. Реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, времени, промежуточное, указательное, газовое и с выдержкой по времени, соответственно – РТ, РН, РМ, РС, РВ, РП, РУ, РГ, РТВ.
2. КУ – кнопка управления.
3. КВ – конечный выключатель.
4. КК – командо-контроллер.
5. ПВ – путевой выключатель.
6. ДГ – главный двигатель.
7. ДО – двигатель насоса охлаждения.
8. ДБХ – двигатель быстрых ходов.
9. ДП – двигатель подач.
10. ДШ – двигатель шпинделя.

Помимо этого в отечественной маркировке элементов радиотехнических и электрических схем выделяют следующие буквенные обозначения:

На этом краткий обзор условных обозначений в электрических схемах закончен. Надеемся, теперь Вы знаете, как обозначаются розетки, выключатели, светильники и остальные элементы цепи на чертежах и планах жилых помещений.

Также читают:

Если для обычного человека восприятие информации происходит при чтении слов и букв, то для слесарей и монтажников их заменяют буквенные, цифровые или графические обозначения. Сложность в том, что пока электрик закончит обучение, устроится на работу, научится чему-то на практике, как появляются новые СНиПы и ГОСТы, согласно которым вносятся коррективы. Поэтому не стоит пытаться выучить всю документацию и сразу же. Достаточно почерпнуть базовые познания, а по ходу трудовых будней добавлять актуальные данные.

Введение

Для конструкторов цепей, слесарей КИПиА, электромонтеров, умение прочитать электросхему – ключевое качество и показатель квалификации. Без специальных знаний сходу разобраться в тонкостях проектирования приборов, цепей и способах соединения электроузлов невозможно.

Условные обозначения можно считать особым криптографическим кодом, поясняющим работу и принцип действия конкретной схемы. В Японии, США и Европе значки существенно отличаются от отечественной маркировки, что необходимо учитывать.

Виды и типы электрических схем

Перед тем, как начать изучать существующие обозначения электрооборудования и его соединения, необходимо разобраться с типологией схем. На территории нашей страны введена стандартизация по ГОСТ 2.701-2008 от 1.07.2009 года, согласно «ЕСКД. Схемы. Типы и виды. Общие требования».

1. Объединенные.
2. Расположенные.
3. Общие.
4. Подключения.
5. Монтажные соединений.
6. Полные принципиальные.
7. Функциональные.
8. Структурные.

Среди существующих 10 видов, указанных в данном документе, выделяют:

1. Комбинированные.
2. Деления.
3. Энергетические.
4. Оптические.
5. Вакуумные.
6. Кинематические.
7. Газовые.
8. Пневматические.
9. Гидравлические.
10. Электрические.

Для электриков представляет наибольший интерес среди всех вышеперечисленных типов и видов схем, а также самая востребованная и часто используемая в работе – электрическая схема.

Последний ГОСТ, который вышел, дополнен многими новыми обознвачениями, актуальный на сегодня с шифром 2.702-2011 от 1.01.2012 года. Называется документ «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем», ссылается на другие ГОСТы, среди которых упомянутый выше.

В тексте норматива изложены четкие требования в подробностях к электросхемам всех видов. Поэтому руководствоваться при монтажных работах с электрическими схемами следует именно данным документом. Определение понятия электрической схемы, согласно ГОСТ 2.702-2011 следующее:

«Под электрической схемой следует понимать документ, содержащий условные обозначения частей изделия и/или отдельных деталей с описанием взаимосвязи между ними, принципов действия от электрической энергии».

После определения в документе содержатся правила реализации на бумаге и в программных средах обозначений контактных соединений, маркировки проводов, буквенных обозначений и графического изображения электрических элементов.

Следует заметить, что чаще в домашней практике используются всего три типа электросхем:

• Монтажные – для прибора изображается печатная плата с расположением элементов при четком указании места, номинала, принципа крепления и подведения к другим деталям. В схемах электропроводки для жилых помещений указывается количество, место расположения, номинал, способ подключения и другие точные указания для монтажа проводов, выключателей, светильников, розеток и т.п.
• Принципиальные – на них указываются подробно связи, контакты и характеристика каждого элемента для сетей или приборов. Различают полные и линейные принципиальные схемы. В первом случае изображается контроль, управление элементами и сама силовая цепь; в линейной схеме ограничиваются только цепью с изображением остальных элементов на отдельных листах.
• Функциональные – здесь без детализации физических габаритов и других параметров указывается основные узлы прибора или цепи. Любая деталь может изображаться в виде блока с буквенным обозначением, дополненного связями с другими элементами устройства.

Графические обозначения в электрических схемах

• 2.755-87 – графические условные обозначения контактных и коммутационных соединений.
• 2.721-74 – графические условные обозначения деталей и узлов общего применения.
• 2.709-89 – графические условные обозначения в электросхемах участков цепей, оборудования, контактных соединений проводов, электроэлементов.

В нормативе с шифром 2.755-87 применяется для схем однолинейных электрощитов, условные графические изображения (УГО) тепловых реле, контакторов, рубильников, автоматических выключателей, иного коммутационного оборудования. Отсутствует обозначение в нормативах дифавтоматов и УЗО.

На страницах ГОСТ 2.702-2011 допускается изображение этих элементов в произвольном порядке, с приведением пояснений, расшифровки УГО и самой схемы дифавтоматов и УЗО.
В ГОСТ 2.721-74 содержатся УГО, применяемые для вторичных электрических цепей.

ВАЖНО: Для обозначения коммутационного оборудования существует:

4 базовых изображения УГО

УГО	Наименование
	Замыкающий
	Размыкающий
	Переключающий
	Переключающий с наличием нейтрального положения

9 функциональных признаков УГО

ВАЖНО: Обозначения 1 – 3 и 6 – 9 наносятся на неподвижные контакты, 4 и 5 – помещаются на подвижные контакты.

Основные УГО для однолинейных схем электрощитов

УГО	Наименование
	Тепловое реле
	Контакт контактора
	Рубильник – выключатель нагрузки
	Автомат – автоматический выключатель
	Предохранитель
	Дифференциальный автоматический выключатель
	УЗО
	Трансформатор напряжения
	Трансформатор тока
	Рубильник (выключатель нагрузки) с предохранителем
	Автомат для защиты двигателя (со встроенным тепловым реле)
	Частотный преобразователь
	Электросчетчик
	Замыкающий контакт с кнопкой «сброс» или другим нажимным кнопочным выключателем, с возвратом и размыканием посредством специального привода элемента управления
	Замыкающий контакт с нажимным кнопочным выключателем, с возвратом и размыканием посредством втягивания кнопки элемента управления
	Замыкающий контакт с нажимным кнопочным выключателем, с возвратом и размыканием посредством повторного нажатия на кнопку элемента управления
	Замыкающий контакт с нажимным кнопочным выключателем, с возвратом и размыканием автоматически элемента управления
	Замыкающий контакт с замедленным действием, который инициируется при возврате и срабатывании
	Замыкающий контакт с замедленным действием, который срабатывает только при возврате
	Замыкающий контакт с замедленным действием, который инициируется только при срабатывании
	Замыкающий контакт с замедленным действием, который приводится в работу при возврате и срабатывании
	Замыкающий контакт с замедленным действием, который срабатывает только при возврате
	Замыкающий контакт с замедленным действием, который включается только при срабатывании
	Катушка временного реле
	Катушка фотореле
	Катушка реле импульсного
	Общее обозначение катушки реле или катушки контактора
	Лампочка индикационная (световая), осветительная
	Мотор-привод
	Клемма (разборное соединение)
	Варистор, ОПН (ограничитель перенапряжения)
	Разрядник
	Розетка (разъемное соединение):

Нагревательный элемент

Обозначение измерительных электроприборов для характеристики параметров цепи

УГО	Наименование
PF	Частотомер
PW	Ваттметр
PV	Вольтметр
PA	Амперметр

ГОСТ 2.271-74 приняты следующие обозначения в электрощитах для шин и проводов:

Буквенные обозначения в электрических схемах

Нормативы буквенного обозначения элементов на электрических схемах описываются в нормативе ГОСТ 2.710-81 с названием текста «ЕСКД. Буквенно-цифровые обозначения в электрических схемах». Здесь не указывается отметка для дифавтоматов и УЗО, что в п. 2.2.12 этого норматива прописывается, как обозначение многобуквенными кодами. Для основных элементов электрощитов приняты следующие буквенные кодировки:

Наименование	Обозначение
Выключатель автоматический в силовой цепи	QF
Выключатель автоматический в управляющей цепи	SF
Выключатель автоматический с дифференциальной защитой или дифавтомат	QFD
Рубильник или выключатель нагрузки	QS
УЗО (устройство защитного отключения)	QSD
Контактор	KM
Реле тепловое	F, KK
Временное реле	KT
Реле напряжения	KV
Импульсное реле	KI
Фотореле	KL
ОПН, разрядник	FV
Предохранитель плавкий	FU
Трансформатор напряжения	TV
Трансформатор тока	TA
Частотный преобразователь	UZ
Амперметр	PA
Ваттметр	PW
Частотомер	PF
Вольтметр	PV
Счетчик энергии активной	PI
Счетчик энергии реактивной	PK
Элемент нагревания	EK
Фотоэлемент	BL
Осветительная лампа	EL
Лампочка или прибор индикации световой	HL
Разъем штепсельный или розетка	XS
Переключатель или выключатель в управляющих цепях	SA
Кнопочный выключатель в управляющих цепях	SB
Клеммы	XT

Изображение электрооборудования на планах

Несмотря на то, что ГОСТ 2.702-2011 и ГОСТ 2.701-2008 учитывает такой вид электросхемы как «схема расположения» для проектирования сооружений и зданий, при этом нужно руководствоваться нормативами ГОСТ 21.210-2014, в которых указывается «СПДС.

Изображения на планах условных графических проводок и электрооборудования». В документе установлено УГО на планах прокладки электросетей электрооборудования (светильников, выключателей, розеток, электрощитов, трансформаторов), кабельных линий, шинопроводов, шин.

Применение этих условных обозначений используется для составления чертежей электрического освещения, силового электрооборудования, электроснабжения и других планов. Использование данных обозначений применяется также в принципиальных однолинейных схемах электрощитов.

Условные графические изображения электрооборудования, электротехнических устройств и электроприемников

Контуры всех изображаемых устройств, в зависимости от информационной насыщенности и сложности конфигурации, принимаются согласно ГОСТ 2.302 в масштабе чертежа по фактическим габаритам.

Условные графические обозначения линий проводок и токопроводов

Условные графические изображения шин и шинопроводов

ВАЖНО: Проектное положение шинопровода должно точно совпадать на схеме с местом его крепления.

Условные графические изображения коробок, шкафов, щитов и пультов

Условные графические обозначения выключателей, переключателей

На страницах документации ГОСТ 21.210-2014 для кнопочных выключателей, диммеров (светорегуляторов) отдельно отведенного обозначения не предусмотрено. В некоторых схемах, согласно п. 4.7. нормативного акта используются произвольные обозначения.

Условные графические обозначения штепсельных розеток

Условные графические обозначения светильников и прожекторов

Обновленная версия ГОСТ содержит изображения светильников с лампами люминесцентными и светодиодными.

Условные графические обозначения аппаратов контроля и управления

Заключение

Приведенные графические и буквенные изображения электродеталей и электрических цепей являются не полным списком, поскольку в нормативах содержится много специальных знаков и шифров, которые в быту практически не применяются. Для чтения электрических схем потребуется учитывать много факторов, прежде всего – страну производителя прибора или электрооборудования, проводки и кабелей. Существует разница в маркировке и условном обозначении на схемах, что может изрядно сбить с толку.

Во-вторых, следует внимательно рассматривать такие участки, как пересечение или отсутствие общей сети для расположенных с накладкой проводов. На зарубежных схемах при отсутствии у шины или кабеля общего питания с пересекающими объектами, рисуется полукруговое продолжение в месте соприкосновения. В отечественных схемах это не используется.

Если схема изображается без соблюдения установленных ГОСТами нормативов, то ее называют эскизом. Но для этой категории также есть определенные требования, согласно которым по приведенному эскизу должно составляться примерное понимание будущей электропроводки или конструкции прибора. Рисунки могут использоваться для составления по ним более точных чертежей и схем, с нужными обозначениями, маркировкой и соблюдением масштабов.

Электрические схемы для электротехники и электроники

Этот курс разработан, чтобы дать полный обзор анализа электрических цепей, используемого в электротехнике и электронике. Анализ электрических цепей является наиболее фундаментальной концепцией для электротехники, электроники и вычислительной техники. Именно по этой причине анализ электрических цепей обычно является первым курсом, преподаваемым в программах по электрике, электронике и компьютерной инженерии в университетах, поскольку в основном все, что связано с электрикой, электроникой или компьютерной инженерией, происходит из анализа электрических цепей.

В этом курсе вы узнаете все об электрических схемах и электронике, от основ, например, что такое электрическая цепь, и основ электрических величин, таких как напряжение, ток и мощность, до сложных методов анализа электричества и электроники. схемы. Курс условно разделен на следующие разделы:

1. Основы электрических цепей и электроники: в разделах 2 и 3 курса мы обсудим, что такое электрическая цепь на самом базовом уровне, а затем объясним электрические величины. и источники электроэнергии.Это фундамент электротехники и электроники.

2. Базовый анализ электрических цепей постоянного тока: в разделах 4, 5 и 6 мы обсудим анализ цепей постоянного тока (DC), начиная с основных методов анализа, таких как закон напряжения Кирхгофа и закон Кирхгофа (KVL и KCL). , деление напряжения, деление тока, узловой анализ и анализ петли. Мы также обсудим, как сложные резистивные схемы можно упростить в эквивалентные схемы для облегчения анализа электрических цепей и электроники.

3. Расширенный анализ электрических цепей постоянного тока: в разделе 7 мы обсудим передовые методы анализа электрических цепей и электроники, такие как теорема суперпозиции, теорема Тевенина и теорема Нортона.

4. Устройства накопления энергии в электрических цепях и электронике: в разделах 8 и 9 мы обсудим пассивные компоненты в цепях, которые могут накапливать энергию: конденсаторы и катушки индуктивности. Мы рассмотрим основы конденсаторов и катушек индуктивности, то, как они хранят энергию, и как упростить сложные схемы, содержащие комбинации конденсаторов и катушек индуктивности, в более простые схемы для облегчения анализа электрических цепей и электроники.

5. Переходные процессы в электрических цепях и электронике: в разделе 10 мы обсудим анализ электрических цепей первого порядка во время переходных процессов. Здесь все становится немного более продвинутым, но мы рассмотрим несколько примеров, чтобы проиллюстрировать, как схемы ведут себя во время переходных процессов, в отличие от схем устойчивого состояния, обсужденных ранее.

В каждом разделе решено несколько примеров, чтобы проиллюстрировать, как анализировать практические схемы.

Изучив все основы анализа электрических цепей и электроники, вы сможете продолжить изучение других тем в области электротехники, электроники и вычислительной техники, таких как аналоговая электроника, цифровая электроника, проектирование схем, электрические машины, системы питания. , и более.

Помните, что Udemy предлагает 30-дневную гарантию возврата денег. Я также всегда готов задать вопросы, пока вы проходите курс, чтобы все было понятно.

Увидимся в курсе!

Электронные схемы (электрические) | Электротехника и вычислительная техника

Обзор

Инженеры по электронным схемам проектируют и создают большое количество разнообразных электронных схем, которые часто являются частью более сложных электронных устройств, таких как компьютеры, сотовые телефоны и другие беспроводные устройства, аудио и видео оборудование, медицинские устройства, военная электроника, бытовая и автомобильная электроника.

В зависимости от выбранных курсов, завершение курсовой работы в области электронных схем может обеспечить дополнительное понимание тем, связанных с физикой, лежащей в основе электронных устройств, проектированием, моделированием и тестированием на уровне плат, а также аналоговых и цифровых интегральных схем, а также сложных встроенных схемы и интерфейсные приложения, которые эти схемы делают возможными.

Инженеры по электронным схемам работают в широком спектре отраслей, включая телекоммуникации, медицину, военную промышленность, бытовую электронику и автомобилестроение.

Студентам, заинтересованным в этой FA, рекомендуется рассмотреть предложения по курсу, перечисленные ниже, при заполнении формы плана обучения.

EE Требования к выплате вознаграждения за электроэнергию	Предлагаемые параметры
Проценты	Электрооборудование
Глубинный факультатив (Выберите один)	ECE: 5410 Advanced Circuit Techniques ECE: 5460 Цифровая обработка сигналов (То же, что: IGPI: 5460)
Выборочная ширина (выберите один)	ECE: 3540 Коммуникационные сети ECE: 3330 Разработка программного обеспечения
ЕЭК 5000 уровня по выбору (выберите два варианта)	Все перечисленные выше факультативы уровня 5000 и ECE: 5995 Квантовая инженерия: вычисления и устройства (Предварительные условия: MATH: 2550 и ENGR 2730) ECE: 5500 Теория коммуникации ECE: 5520 Теория информации и кодирования ECE: 5600 Теория управления (То же, что: ME: 5360) ECE: 5995 Современные темы в ЕЭК: радиочастотная электроника
Технический факультатив (выберите три)	Все перечисленные выше факультативы ЕЭК по расширению, глубине и 5000 уровней, а также MATH: 4200 комплексных переменных
Дополнительный факультатив (выберите один *)	Любой из вышеперечисленных курсов ИЛИ, выбранных после консультации с консультантом.

* Студенты, закончившие обучение до осени 2017 г., должны выбрать два дополнительных факультатива.

Авизование

• Дополнительный курс математики можно получить, включив один квалификационный курс математики в план FA.

Ссылки по теме

Электрические цепи и законы о соединениях

Схема соединяет элементы схемы вместе в определенной конфигурации, предназначенной для преобразования исходного сигнала (исходящего от источника напряжения или тока) в другой сигнал — выход, который соответствует определенному току или напряжению. для конкретного элемента схемы.Простая резистивная схема показана на рисунке 1. Эта схема представляет собой электрический вариант системы, вход которой обеспечивается системой источника, производящей

.

Рис. 1. Схема, показанная на двух верхних рисунках, возможно, является самой простой схемой, которая выполняет функцию обработки сигнала. Внизу блок-схема, соответствующая схеме. На входе используется источник напряжения

, а на выходе — напряжение

на метке резистора

.Как показано в середине, мы анализируем схему — понимаем, что она выполняет — путем определения токов и напряжений для всех элементов схемы, а затем решения уравнений схемы и элемента.

Чтобы понять, что выполняет эта схема, мы хотим определить напряжение на резисторе, обозначенное его значением

. Математически переосмысливая эту проблему, нам нужно решить некоторую систему уравнений, чтобы связать выходное напряжение

с напряжением источника. Было бы просто — на данный момент слишком просто — если бы мы могли немедленно записать одно уравнение, связывающее эти два напряжения.Пока у нас не будет больше знаний о том, как работают схемы, мы должны написать набор уравнений, которые позволят нам найти все напряжения и токи, которые могут быть определены для каждого элемента схемы. Поскольку у нас есть трехэлементная схема, у нас есть в общей сложности шесть напряжений и токов, которые необходимо либо указать, либо определить. Вы можете определить направления для положительного потока тока и положительного падения напряжения любым удобным для вас способом, . После расчета значений напряжений и токов они могут быть положительными или отрицательными в соответствии с вашим определением.Когда два человека определяют переменные в соответствии со своими индивидуальными предпочтениями, знаки их переменных могут не совпадать, но значения расхода и падения напряжения для каждого элемента будут совпадать. Помните при определении переменных напряжения и тока, что отношения v-i для элементов предполагают, что положительный ток протекает в том же направлении, что и положительное падение напряжения. После определения напряжений и токов нам понадобится шесть неизбыточных уравнений для решения шести неизвестных напряжений и токов.Указав источник, мы его получили; это равносильно предоставлению отношения источника v-i . Соотношения v-i для резисторов дают нам еще два. Мы только на полпути; где взять остальные три нужных нам уравнения?

Для решения каждой проблемы схемы нам нужны математические утверждения, которые выражают, как элементы схемы связаны между собой. Другими словами, нам нужны законы, регулирующие электрическое соединение элементов схемы. Прежде всего, места соединения элементов схемы называются узлами , .Два узла явно указаны на рисунке 1; третий находится внизу, где подключены источник напряжения и резистор

. Инженеры-электрики обычно рисуют принципиальные схемы — схемы — прямолинейно. Таким образом, длинная линия, соединяющая нижнюю часть источника напряжения с нижней частью резистора, предназначена для того, чтобы схема выглядела красиво. Эта линия просто означает, что два элемента соединены вместе. Законы Кирхгофа , один для напряжения и один для тока, определяют, что означает соединение между элементами схемы.Эти законы необходимы для анализа этой и любой схемы. Они названы в честь Густава Кирхгофа, немецкого физика девятнадцатого века.

Текущий закон Кирхгофа

В каждом узле сумма всех токов, входящих или выходящих из узла, должна быть равна нулю. Физически этот закон означает, что заряд не может накапливаться в узле; то, что входит, должно выйти. В примере, показанном на рисунке 1, ниже у нас есть трехузловая схема и, следовательно, три уравнения KCL.

Обратите внимание, что ток, входящий в узел, является отрицательным для тока, выходящего из узла.

Учитывая любые два из этих уравнений KCL, мы можем найти другое, добавляя или вычитая их. Таким образом, один из них является избыточным, и, говоря математическим языком, мы можем отбросить любой из них. По соглашению уравнение для (немаркированного) узла в нижней части схемы отбрасывается.

Рис. 2. Показанная схема, возможно, является самой простой схемой, выполняющей функцию обработки сигналов.

Вход обеспечивается источником напряжения

, а на выходе — выходным напряжением

на резисторе, обозначенном

.

Упражнение

Показать решениеСкрыть решение

При написании уравнений KCL вы обнаружите, что в схеме

-узла ровно один из них всегда является избыточным. Можете ли вы представить себе доказательство того, почему это может быть правдой? Подсказка: это связано с тем, что заряд сам по себе не накапливается в одном месте.

KCL говорит, что сумма токов, входящих или выходящих из узла, должна быть равна нулю. Если мы рассматриваем два узла вместе как «суперузел», KCL также применяется к токам, входящим в комбинацию.Поскольку токи не входят во всю цепь, сумма токов должна быть равна нулю. Если бы у нас была двухузловая схема, уравнение KCL для одного должно быть отрицательным для другого. Мы можем объединить все, кроме одного узла в схеме, в суперузел; KCL для суперузла должен быть отрицательным из уравнения KCL оставшегося узла. Следовательно, при указании

уравнений KCL всегда указывается оставшееся.

Закон напряжения Кирхгофа (KVL)

Закон напряжения гласит, что сумма напряжений вокруг каждого замкнутого контура в цепи должна равняться нулю.Замкнутый цикл имеет очевидное определение: начиная с узла, проследите путь через цепь, которая возвращает вас к исходному узлу. KVL выражает тот факт, что электрические поля консервативны: общая работа, выполняемая при перемещении тестового заряда по замкнутому пути, равна нулю. Уравнение KVL для нашей схемы:

При написании уравнений KVL мы следуем соглашению, что напряжение элемента входит со знаком плюс при прохождении замкнутого пути, мы переходим от положительного к отрицательному определению напряжения.

Для примерной схемы у нас есть три соотношения v-i , два уравнения KCL и одно уравнение KVL для решения шести напряжений и токов схемы.

У нас есть ровно нужное количество уравнений! В конце концов, мы обнаружим быстрые пути для решения проблем со схемами; на данный момент мы хотим исключить все переменные, кроме

, и определить, как это зависит от

и значений резисторов. Уравнение KVL можно переписать как

. Подставляя в него соотношение резистора v-i , получаем

.Да, мы временно исключаем количество, которое ищем. Хотя это и не очевидно, это самый простой способ решить уравнения. В одном из уравнений KCL указано

, что означает

. Решая для тока в выходном резисторе, мы имеем

. Теперь мы решили схему : мы выразили одно напряжение или ток через источники и значения элементов схемы. Чтобы найти любые другие величины схемы, мы можем снова подставить этот ответ в наши исходные уравнения или те, которые мы разработали в процессе.Используя соотношение v-i для выходного резистора, мы получаем искомую величину.

Упражнение

Показать решениеСкрыть решение

Возвращаясь к рисунку 1, схема должна служить некоторым полезным целям. Какого типа система реализует наша схема и каковы параметры системы с точки зрения значений элементов?

Схема служит усилителем с коэффициентом усиления

.

Используйте клавиши со стрелками влево и вправо для переключения страниц. Листайте влево и вправо для переключения страниц.

Основы инженерного искусства — SparkFun Electronics

---

Электротехника — это техническая дисциплина, связанная с изучением, проектированием и применением электричества! С помощью электротехники мы можем проектировать устройства и системы с использованием электрических компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, транзисторы и т. Д. Инженеры-электрики могут проектировать и работать с такими элементами, как микроконтроллеры сверхмалой мощности, дизайн печатных плат, мощные турбины, навигационные системы и т. Д.

Получите краткий обзор и погрузитесь глубже во все наши основы электротехники ниже .

Метрические префиксы и международная система единиц (единицы СИ):

Когда вы начинаете заниматься электротехникой, важно знать общие электронные блоки и префиксы.

Кол-во	Блок СИ	Аббревиатура
Напряжение	вольт	В
Текущий	ампер	А
Мощность	ватт	Вт
Энергия	джоуль	Дж
Электрический заряд	кулон	С
Сопротивление	Ом	Ом
Емкость	фарад	F
Индуктивность	генри	H
Частота	герц	Гц

Префикс	Мощность	Числовое представление
тера (Т)	10 12	1 трлн
гига (G)	10 9	1 миллиард
мега (M)	10 6	1 миллион
кг	10 3	1 тыс.
без префикса	10 0	1 шт.
милли (м)	10 -3	1 тысячная
микро (μ)	10 -6	1 миллионная
нано (н)	10 -9	1 миллиардная
пик (п)	10 -12	1 триллионная

Полный список префиксов и единиц СИ

Что такое электричество?

Электричество окружает нас в повседневной жизни.Даже когда вы не используете какое-либо электронное оборудование, электрические сигналы проходят через вашу нервную систему, указывая вашему телу, что делать.

Электричество вкратце определяется как поток электрического заряда, но это еще не все. Имея дело с электроникой, вы будете иметь дело в основном с текущим электричеством. Однако вы можете спросить себя: «Откуда берутся заряды? Как мы их перемещаем? Куда они перемещаются? Как электрический заряд вызывает механическое движение или заставляет вещи загораться?» Чтобы начать объяснять электричество, нам нужно приблизиться, за пределы материи и молекул, к атомам, из которых состоит все, с чем мы взаимодействуем в жизни.Ознакомьтесь с нашим руководством по природному явлению, которое мы называем электричеством, или освежитесь в памяти.

Подробнее об электричестве

Электроэнергия

Для работы электроники требуется питание. Наши телефоны получают питание от своих аккумуляторных батарей, а наши компьютеры получают питание от розетки переменного тока на 120 (или 220) вольт, которая преобразуется в 12 или 18 вольт постоянного тока. Когда дело доходит до электроники, мощность — одно из самых фундаментальных понятий.

Как правило, чем больше мощность, тем больше энергии. Мы можем рассчитать мощность, используя различные единицы СИ, указанные выше. Энергия измеряется в джоулях, а мощность — это мера энергии за установленный промежуток времени; следовательно, мы можем измерить энергию в джоулях в секунду, что также известно как «ватт».

После того, как вы сможете рассчитать ватт, вы можете использовать более общее уравнение для расчета мощности.

Подробнее об электроэнергии

Работа с проволокой

Электрический провод бывает двух видов: одножильный или многожильный .Сплошной сердечник — это сплошной провод, а многожильный — это множество сплошных проводов, связанных в группу. Многожильный провод намного более гибок в использовании, чем сплошной сердечник, однако его труднее использовать в макетной плате или при пайке PTH.

Провода также бывают разного калибра. Калибр или толщина провода используется для определения силы тока, с которой он может безопасно справиться — как правило, чем толще провод, тем больше тока он может выдерживать. Большинство устройств для зачистки проводов имеют соответствующие щели для легкой и точной зачистки проводов, и мы можем сращивать провода вместе, зачищая их концы, спаяя их вместе, а затем повторно обматывая оголенный провод термоусадочной изолентой или другим материалом для оболочки. паяное соединение, чтобы закрыть открытое соединение.Для более детального ознакомления с зачисткой проводов, их соединением и различными типами обжимов (соединителей) ознакомьтесь с нашим руководством по работе с проводом.

Подробнее о работе с проводом

Основы разъема

Разъемы

используются для соединения различных участков цепей. Существует много типов разъемов, и все они имеют гендерный характер.

Например, адаптер питания от сетевой розетки, который заряжает ваш телефон, представляет собой обычный тип разъема.Если он подключается к другому разъему, то это штыревой разъем, если он подключается к другому разъему, то это разъем-розетка. Большинство разъемов имеют полярность; например, современные дюбели имеют две разные ширины дюбелей. Этот разъем поляризован, потому что он вставляется в стену только в одном направлении. Если вы хотите узнать больше о базовой терминологии разъемов, определить поляризованные разъемы и узнать, какие разъемы лучше всего подходят для определенных приложений, вы можете следовать нашему руководству.

Подробнее о разъемах

интегральных схем | Электротехника и информатика

Меньшие и быстрые интегральные схемы произвели революцию в электронике для широкого спектра приложений, от сотовых телефонов до кардиостимуляторов. Интегральные схемы — это миниатюрные электронные схемы (как активные транзисторные устройства, так и пассивные компоненты), которые были изготовлены на единой полупроводниковой подложке.В связи с постоянным совершенствованием технологии производства, физический размер этих транзисторов продолжает уменьшаться, что приводит к улучшенным характеристикам транзистора в дополнение к интеграции большего количества функций для данной области подложки. Изучение интегральных схем состоит из разработки новых топологий схем, анализа и экспериментов, чтобы воспользоваться преимуществами этих новых усовершенствований транзисторов. В штате Орегон есть одна из ведущих в стране программ в области аналоговых интегральных схем, в которой особое внимание уделяется датчикам, накоплению энергии и устройствам связи для различных приложений, от Интернета вещей до энергосистем.

Возможности трудоустройства включают инженерные работы для создания новых схем и архитектур для вычислительных платформ следующего поколения, включая бытовую электронику (например, сотовые телефоны, игровые консоли, MP3-плееры) и настольные / портативные компьютеры (например, микропроцессоры).

Возможные вакансии

Инженер-проектировщик цепей : проектирование цепей, моделирование и устранение неисправностей

Инженер-испытатель : проверяет функционирование микросхем, компонентов, плат, межфланцевого уровня, программное обеспечение для автоматического испытательного оборудования

Инженер по приложениям (полевой инжиниринг) : работа с клиентами для использования ИС в их проектах системного уровня

Технический инженер по продажам : поддержка маркетинга и продаж в качестве интерфейса с клиентом

Технический писатель : напишите документацию для правильного использования ИС (спецификации) и примечания к применению

Потенциальные работодатели

• Аналоговые устройства
• Боинг
• Broadcom
• Hewlett-Packard
• Intel
• Максим
• Medtronics
• НАСА
• National Semiconductor
• Qualcomm
• Страйкер
• Tektronix
• Texas Instruments

Факультет

курсов

Ядро

• ECE 390 (электромагнетизм)
• ECE 416 (Электронные материалы и устройства)
• ECE 422 и 423 (интегральные схемы CMOS I и II)

Факультативы

• ECE 413 (датчики)
• ECE 417 (Основные полупроводниковые приборы)
• ECE 418 (Обработка полупроводников)
• ECE 461 и 462 (Связь)
• ECE 464 (цифровая обработка сигналов)
• ECE 473 (Конструкция микропроцессорной системы)
• ECE 474 (Проектирование цифровых систем)
• ECE 485 (методы микроволнового проектирования)
• ECE 482 (Оптические электронные системы)
• ECE 483 (Волноводная оптика)

ELEC_ENG 221: Основы схем | Электротехника и вычислительная техника

Предлагаемый квартал

Зима : MTuWF 9-9: 50 ; Халили
Весна : MTuWF 2-2: 50 ; TBA

Предварительные требования

ELEC_RUS 202

Описание

КАТАЛОГ ОПИСАНИЕ: Основные понятия в электрических цепях; схемотехнический анализ и сетевые теоремы; линейность и суперпозиция; последовательные / параллельные комбинации цепей R, L и C; синусоидальное нагнетание; комплексные графики частот и Боде; взаимная индуктивность и трансформаторы; двухпортовые сети.

НЕОБХОДИМЫЙ ТЕКСТ:

• Хейт, Кеммерли и Дурбин, Engineering Circuit Analysis , McGraw Hill, 8-е издание (2012)

ИНСТРУКТОР КУРСА: Проф. Педрам Халили (Зима)

КООРДИНАТОР КУРСА: Проф. Прем Кумар

ЦЕЛИ КУРСА: Ознакомить второкурсников в области электротехники с фундаментальными концепциями в подобласти электрических цепей.Этот курс будет одним из пяти основных курсов, необходимых для всех специальностей электротехники. Другая цель — подготовить студентов к прохождению более продвинутых курсов в области схем и электроники.

ПРЕДПОСЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

Введение в электротехнику и концепции электрических схем

ПОДРОБНЫЕ ТЕМЫ КУРСА:

• Неделя 1: Обзор законов Кирхгофа, анализ цепей — узел и сетка
• Неделя 2: Линейность и суперпозиция, преобразования источников, эквиваленты Тевенина и Нортона
• Неделя 3: Обзор индуктора и конденсатора как элементов схемы, безисточниковых цепей RL и RC, переходных процессов
• Неделя 4: Форсирование единичного шага, принудительный ответ, цепь RLC
• Неделя 5: Синусоидальное форсирование, комплексное форсирование, фазоры и комплексный импеданс, синусоидальный ответ установившегося состояния
• Неделя 6: Возвращение к узлам и сетке, средняя мощность, среднеквадратичное значение, введение в многофазные схемы
• Неделя 7: Взаимная индуктивность, линейные и идеальные трансформаторы, схемы с взаимной индуктивностью
• Неделя 8: Частотная характеристика последовательных / параллельных резонансов, высокодобротных схем
• Неделя 9: Комплексная частота, s-плоскость, полюсы и нули, функция отклика, графики Боде
• Неделя 10: Двухпортовые сети, параметры полной проводимости, импеданса, гибридности и передачи

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРА: Использование PSPICE для моделирования схем и управления приборами с помощью Agilent-VEE.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:

Еженедельные домашние задания для проверки концепций, преподаваемых в классе.

ЛАБОРАТОРНЫХ ПРОЕКТОВ:

• Лаборатория 1: Введение в Agilent VEE и PSPICE
• Лаборатория 2: Теорема Тевенина / Нортона и законы Кирхгофа
• Лаборатория 3: Переходные характеристики первого порядка
• Лаборатория 4: Переходные характеристики второго порядка
• Лаборатория 5: Частотная характеристика RC-цепей
• Лаборатория 6: Частотная характеристика цепей RLC
• Лаборатория 7: Фильтры

КЛАССЫ:

Ориентировочно разбивка будет следующей: домашние работы — 20%, лабораторные работы — 20%, экзамены — 60%

ИТОГИ КУРСА: Когда студент заканчивает этот курс, он / она должен уметь:

1. Примените узловой и сеточный методы анализа цепей.
2. Выражайте сложные схемы в их более простых эквивалентных формах Тевенина и Нортона.
3. Применяйте концепции линейности и суперпозиции для анализа цепей RL, RC и RLC во временной и частотной областях.
4. Анализируйте резонансные цепи как во временной, так и в частотной областях.
5. Анализировать цепи с взаимной индуктивностью.
6. Создавайте и выполняйте измерения во временной и частотной областях на элементарных цепях RL, RC и RLC.
7. Проанализируйте две сети портов.

КАТЕГОРИЯ СОДЕРЖАНИЯ ABET: 25% математика и фундаментальные науки, 75% инженерия (компонент дизайна).

Схемы | Электротехника и вычислительная техника

Схемы являются основными строительными блоками всех электрических и электронных систем. Эти системы генерируют, хранят и передают информацию, обрабатывают данные, выполняют вычисления, производят измерения и передают энергию посредством электрических сигналов. Современный микропроцессор, лежащий в основе любого современного компьютера, по сути, представляет собой одну большую схему, содержащую несколько миллионов транзисторов, заключенную в небольшой корпус.С другой стороны, вся сеть распределения электроэнергии в США представляет собой одну огромную цепь, охватывающую расстояния в тысячи миль.

Цепи обычно делятся на цифровые и аналоговые. Цифровая схема — это схема, в которой сигналы квантуются на дискретные уровни, обычно два. Например, в схемах с положительной двоичной логикой высокое напряжение (выше заданного порога) представляет собой «единицу», а низкое напряжение (ниже заданного порогового значения). ) представляет «ноль». С помощью таких схем может выполняться двоичная арифметика и могут выполняться различные другие функции обработки сигналов.Аналоговая схема — это схема, в которой напряжения и токи не разделены на квантованные уровни. Во многих случаях при проектировании электрических или электронных систем используются как цифровые, так и аналоговые схемы.

Современные схемы интегрированы в том смысле, что сотни тысяч или даже миллионы транзисторов изготовлены и соединены между собой на едином кремниевом кристалле, называемом микросхемой. Достижения в технологии интегральных схем за последние несколько лет привели к разработке мощных портативных компьютеров, электронных часов, сложных электронных камер и игр, настольных компьютеров, суперкомпьютеров, сложного медицинского оборудования, а также мощных систем управления и связи, среди прочего технические системы.Несмотря на весь этот прогресс, мы продолжим видеть, как технология интегральных схем делает быстрые и значительные успехи в области измерительных приборов, связи, вычислений и управления.

Чтобы узнать об интегральных схемах, нужно изучить процессы изготовления, теорию схем, проектирование схем и проектирование систем, и все это в интегрированном виде.

За дополнительной помощью и советом обращайтесь к любому преподавателю Округа: Милтону Фенгу, Элизе Розенбаум и Нарешу Шанбхагу.

Курсы в области «Схемы» охватывают темы по теории и производству устройств с интегральными схемами, проектированию цифровых и аналоговых интегральных схем и проектированию очень крупномасштабных интегральных систем (СБИС) с использованием компьютерных средств. Следующие предлагаемые факультативы объясняют эти темы и предоставляют комплексные и обширные знания о концепциях, необходимых для выполнения проектирования интегральных схем.

Рекомендуемые курсы ЕЭК

ECE 482 — Цифровая ИС (требуется ECE290 и ECE 342).Проектирование и анализ схем СБИС, таких как логика, память, высокоскоростной ввод / вывод и межсоединения; маломощный дизайн. Предлагается каждую осень; в основном пожилые люди.

ECE 483 — Аналоговая конструкция ИС (требуется ECE342). Базовые методы проектирования линейных аналоговых интегральных схем с использованием биполярных, полевых транзисторов и МОП-технологий и приложений. Преобразователи A / D и D / A. Предлагается everyspring; в основном пожилые люди.

ECE 444 — Теория и изготовление ИС устройства (требуется ECE 340). Лаборатория и курс лекций по физической теории, проектированию и производству устройств, пригодных для интегральных схем.Предлагается каждый семестр; лаборатория; юниоры и пенсионеры.