Схемы по электрике. Виды и типы. Некоторые обозначения

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.

Похожие темы:

Электрические схемы для начинающих условные обозначения – школа электрика чтение схем

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:

• Как работает магнитный пускатель
• Какие бывают электрические схемы
• Как рассчитать количество кабеля для электропроводки

Как научиться читать электрические схемы?

Электрическая схема являет собой детальный рисунок с указанием всех электронных деталей и комплектующих, которые связаны проводниками. Знание принципа функционирования электрических цепей является залогом грамотно собранного электроприбора. То есть сборщик должен знать, как обозначаются на схеме электронные элементы, какие значки, буквенные или цифровые символы им соответствуют. В материале разберемся в ключевых обозначениях и основах, как научиться читать электрические принципиальные схемы.

Любая электрическая схема включается ряд деталей, состоящих из более мелких элементов. Приведем в качестве примера электрический утюг, который содержит внутри нагревательный элемент, датчик температуры, лампочки, предохранители, а также имеет провод с вилкой. В прочих бытовых приборах предусмотрена усовершенствованная конфигурация с автоматическими выключателями, электромоторами, трансформаторами, а между ними имеются соединители для полноценного взаимодействия компонентов прибора и выполнения предназначения каждого из них.

Поэтому часто возникает проблема, как научиться расшифровывать электрические схемы, в которых содержатся графические обозначения. Принципы чтения схем важны для тех, кто занимается электромонтажом, ремонтом бытовой техники, подключением электрических устройств. Знание принципов чтения электросхем необходимо, чтобы понимать взаимодействие элементов и функционирования приборов.

Виды электрических схем

Все электрические схемы представлены в виде изображения или чертежа, где наряду с оборудованием указаны звенья электроцепи. Схемы отличаются по назначению, на основании чего разработана классификация разных электрических схем:

• первичные и вторичные цепи.

Первичные цепи создаются для подачи основного электрического напряжения от источника тока к потребителям. Они генерируют, трансформируют и распределяют при передаче электроэнергию. Такие цепи предполагают наличие основной схемы и цепей для различных нужд.

Во вторичных цепях напряжение не выше 1 кВт, они используются для обеспечения задач автоматики, управления и защиты. Благодаря вторичным цепям выполняется контроль расхода и учета электроэнергии;

• однолинейные, полнолинейные.

Полнолинейные схемы разработаны для применения в трехфазных цепях, они отображают подсоединенные по всем фазам устройства.

Однолинейные схемы показывают только приборы на средней фазе;

• принципиальные и монтажные.

Принципиальная общая электрическая схема подразумевает указание только ключевых элементов, на ней не указываются второстепенные детали. Благодаря этому схемы просты и понятны.

На монтажных схемах нанесено более детальное изображение, поскольку именно такие схемы используются для фактического монтажа всех элементов электросети.

Развернутые схемы с указанием второстепенных цепей помогают выделить вспомогательные электрические цепи, участки с отдельной защитой.

Обозначения в схемах

Электрические схемы состоят из элементов и комплектующих, обеспечивающих протекание электрического тока. Все элементы разделяются на несколько категорий:

• устройства, генерирующие электроэнергию – источники питания;
• преобразователи электротока в иные виды энергии – выступают потребителями;
• детали, ответственные за передачу электроэнергии от источника к приборам. Также в данную категорию включены трансформаторы и стабилизаторы, обеспечивающие стабильность напряжения в сети.

Для каждого элемента предусмотрено конкретное графическое обозначение на схеме. Помимо ключевых обозначений, на схемах указываются линии передачи электроэнергии. Участки электроцепи, по которым идет одинаковый ток, называются ветвями, а в местах их соединения на схеме ставятся точки для обозначения соединительных узлов.

Контур электроцепи предполагает замкнутый путь движения электротока по нескольким ветвям. Наиболее простая схема состоит из одного контура, а для более сложных приборов предусмотрены схемы с несколькими контурами.

На электрической схеме каждому элементу и соединению соответствует значок или обозначение. Для отображения выводов изоляции применяются однолинейные и многолинейные схемы, число линий в которых определяется числом выводов. Иногда для удобства чтения и понимания схем применяются смешанные рисунки, к примеру, изоляция статора описана развернуто, а изоляция ротора – в общем виде.

Обозначения трансформаторов в электрических схемах рисуются в общем или развернутом виде, однолинейным и многолинейным методами. Непосредственно от детализации изображения зависит метод отображения на схеме приборов, их выводов, соединений и узлов. Так, в трансформаторах тока первичная обмотка отражается толстой линией с точками. Вторичная обмотка может отображаться окружностью при стандартной схеме или двумя полуокружностями в случае развернутой схемы.

Прочие элементы отображаются на схемах следующими обозначениями:

• контакты разделяются на замыкающие, размыкающие и переключатели, которые обозначаются разными знаками. При необходимости контакты могут быть указаны в зеркальном отражении. Основание подвижной части указывается как незаштрихованная точка;
• выключатели – их основанию соответствует точка, а для автоматических выключателей прорисовывается категория расцепителя. Выключатель для открытой установки, как правило, имеет отдельное обозначение;
• предохранители, резисторы постоянного сопротивления и конденсаторы. Предохранительные элементы изображаются в виде прямоугольника с отводами, постоянные резисторы могут быть обозначены с отводами или без. Подвижный контакт рисуется стрелкой. Электролитические конденсаторы обозначаются в зависимости от полярности;
• полупроводники. Простые диоды с р-п-переходом показываются в виде треугольника и перекрестной линией электроцепи. Треугольник обозначает анод, а линия – катод;
• лампу накаливания и другие осветительные элементы обычно обозначают

Понимание данных значков и обозначений делает чтение электрических схем простым. Поэтому прежде чем приступать к электромонтажу или разборке бытовых приборов, рекомендуем ознакомиться с основными условными обозначениями.

Как правильно читать электрические схемы

Принципиальная схема электроцепи отображает все детали и звенья, между которыми протекает ток через проводники. Такие схемы являются базой для разработки электрических приборов, поэтому чтение и понимание электрических схем является обязательным для любого электрика.

Грамотное понимание схем для начинающих дает возможность понять принципы их составления и правильного соединения всех элементов в электрической цепи для достижения ожидаемого результата. Чтобы правильно читать даже сложные схемы, необходимо изучить основные и второстепенные изображения, условные знаки элементов. Условные знаки обозначают общую конфигурацию, специфику и назначение детали, что позволяет составить полноценную картину прибора при чтении схемы.

Начинать ознакомление со схемами можно с небольших приборов, таких как конденсаторы, динамики, резисторы. Более сложны для понимания схемы полупроводниковых электронных деталей в виде транзисторов, симисторов, микросхем. Так в биполярных транзисторах предусмотрены как минимум три вывода (базовый, коллектор и эмиттер), что требует большего количества условных обозначений. Благодаря большому количеству разных знаков и рисунков можно выявить индивидуальные характеристики элемента и его специфику. В обозначениях зашифрована информация, позволяющая выяснить структуру элементов и их особые характеристики.

Часто условные обозначения имеют вспомогательные уточнения – возле значков имеются латинские буквенные обозначения для детализации. С их значениями также рекомендуется ознакомиться перед началом работы со схемами. Также возле букв часто имеются цифры, отображающие нумерацию или технические параметры элементов.

Итак, чтобы научиться читать и понимать электрические схемы, нужно ознакомиться с условными обозначениями (рисунками, буквенными и цифровыми символами). Это позволит получать информацию из схемы касательно структуры, конструкции и назначения каждого элемента. То есть для понимания схем нужно изучить основы радиотехники и электроники.

>
Программа для рисования схем электроснабжения: черчение и проектирование электрических схем

Какие программы проектирования систем электроснабжения существуют

Есть ряд платформ, среди которых есть платные и их бесплатные аналоги. Основной функционал остается прежним, но купленные ПО предлагают ряд дополнительных инструментов. Расскажем о наиболее популярных.

Автокад

Еще недавно этот продукт занимал лидирующие позиции на рынке систем конструирования. Компания Autodesk разработала этот софт еще в 1982 году, он сразу приобрел популярность среди инженеров. Сокращение AutoCAD в переводе означает «системы автоматизированного проектирования». Она представляет собой двух- или трехмерную программу для моделирования. Ее активно используют инженеры различных отраслей. Автокад переведен на 18 языков. Русскоязычная версия полностью адаптирована под пользователей нашей страны – весь интерфейс и инструментарий понятен и доступен. И лишь инструкция не приспособлена для русских проектировщиков. За свою долгую жизнь компания разработала десятки версий, тысячи дополнений и вспомогательных приложений.

Если верить статистике, во всем мире около 6 000 000 потребителей используют возможности сервиса AutoCAD. Среди всех функций занимает особенное место система 3D-моделирования. Объемные фигуры можно воплотить в жизнь, благодаря возможностям трехмерной печати. У раскрученного бренда есть как рьяные сторонники, так и критики. Первые утверждают, что все минусы, приписываемые Автокаду, это лишь результат неполного изучения платформы и неумение использовать весь ее потенциал.

Вторые находят отрицательные стороны:

• Первая является выводом из утверждения приверженников ПО: если большинство инженеров не может разобраться в возможностях софта, значит его функционал слишком трудно передан пользователю.
• Часто отмечают, что графика AutoCADа не приспособлена для текстовых редакторов.
• Система не признает некоторых чертежей, выполненных в других ПО.
• Многочисленные надстройки к Автокаду часто имеют неудобный интерфейс.
• С последним недостатком соглашаются как сторонники так и противники проги – ее цена завышена. И даже если предположить, что качество соотносимо со стоимостью, продукт от этого не становится доступнее.

Причины поиска других платформ:

За последние 5 – 7 лет позиции популярного программного обеспечения упали. Всё чаще инженеры ищут аналог зарубежных разработчиков. Это связано с введенной компанией политикой обязательного лицензирования и высокой ценой за продукт, согласно мнению пользователей. Крупные компании заинтересованы в поиске наиболее выгодных ПО для работы.

Основными критериями поиска являются:

• широкие возможности для проектирования электронных систем, схожий набор функций;
• удобный и простой интерфейс, понятный как специалисту, так и неопытному пользователю;
• упрощенная система лицензирования;
• приемлемая цена и гибкая система корпоративных скидок;
• совместимость с проектами, выполненными в других софтах;
• возможность приобретения обновлений и дополнительных модулей, расширяющих классический базовый комплект функций.

QElectroTech

Это одна из бесплатных программ на русском языке для черчения различных электрических схем: однолинейных, структурных и гидравлических. Она проста в использовании, благодаря большой библиотеке с готовыми макетами. Хорошо подойдет для начинающих и студентов, для которых не столько нужен широкий инструментарий, сколько важен нетрудный процесс проектирования. Но из-за небольшого разнообразия функций, система не подойдет для серьезных, сложных проектов и для профессиональной работы.

Visio

Еще один продукт, конкурирующий с популярными симуляторами. Он максимально удобен в работе: создатели грамотно подошли к классификации элементов. Разделение по группам сделало детали доступными, они перетаскиваются на макет и складываются одна с другой, как в конструкторе. Но библиотека готовых схем скуднее, чем у большинства программ. Ощутимым недостатком также является возможный сбой форматирования при включении с другой версии или в другом формате.

NanoCAD

Отличный отечественный аналог Автокада. Имеет приличный функционал и ряд дополнительных модулей. Интерфейс остается прежним и легко узнаваемым. В отличие от зарубежного продукта, удобна работа со слоями – есть функция удаления одного среза с переносом данных на предыдущий. Это позволяет не множить вкладки и не захламлять чертеж. Но есть мнения, по которым эта разработка не оправдала ожидания: она долго грузится и часто работает рывками или медленно реагирует, работает нестабильно. К минусам относят также неполноценное редактирование геометрии, в частности, невозможность обрезки сплайнов и штриховок.

Условные обозначения на электрических схемах по ГОСТ: буквенные, графические

Чтобы понять, что конкретно нарисовано на схеме или чертеже, необходимо знать расшифровку тех значков, которые на ней есть. Это распознавание еще называют чтением чертежей. А чтоб облегчить это занятие почти все элементы имеют свои условные значки. Почти, потому что стандарты давно не обновлялись и некоторые элементы рисуют каждый как может. Но, в большинстве своем, условные обозначения в электрических схемах есть в нормативны документах.

Условные обозначения в электрических схемах: лампы,трансформаторы, измерительные приборы, основная элементная база

Содержание статьи

Нормативная база

Разновидностей электрических схем насчитывается около десятка, количество различных элементов, которые могут там встречаться, исчисляется десятками если не сотнями. Чтобы облегчить распознавание этих элементов, введены единые условные обозначения в электрических схемах. Все правила прописаны в ГОСТах. Этих нормативов немало, но основная информация есть в следующих стандартах:

Нормативные документы, в которых прописаны графические обозначения элементной базы электрических схем

Изучение ГОСТов дело полезное, но требующее времени, которое не у всех есть в достаточном количестве. Потому в статье приведем условные обозначения в электрических схемах — основную элементную базу для создания чертежей и схем электропроводки, принципиальных схем устройств.

Обозначение электрических элементов на схемах

Некоторые специалисты внимательно посмотрев на схему, могут сказать что это и как оно работает. Некоторые даже могут сразу выдать возможные проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации. Все просто — они хороша знают схемотехнику и элементную базу, а также хорошо ориентируются в условных обозначениях элементов схем. Такой навык нарабатывается годами, а, для «чайников», важно запомнить для начала наиболее распространенные.

Обозначение светодиода, стабилитрона, транзистора (разного типа)

Электрические щиты, шкафы, коробки

На схемах электроснабжения дома или квартиры обязательно будет присутствовать обозначение электрического щитка или шкафа. В квартирах, в основном устанавливается там оконечное устройство, так как проводка дальше не идет. В домах могут запроектировать установку разветвительного электрошкафа — если из него будет идти трасса на освещение других построек, находящихся на некотором расстоянии от дома — бани, летней кухни, гостевого дома. Эти другие обозначения есть на следующей картинке.

Обозначение электрических элементов на схемах: шкафы, щитки, пульты

Если говорить об изображениях «начинки» электрических щитков, она тоже стандартизована. Есть условные обозначения УЗО, автоматических выключателей, кнопок, трансформаторов тока и напряжения и некоторых других элементов. Они приведены следующей таблице (в таблице две страницы, листайте нажав на слово «Следующая»)

Элементная база для схем электропроводки

При составлении или чтении схемы пригодятся также обозначения проводов, клемм, заземления, нуля и т.д. Это то, что просто необходимо начинающему электрику или для того чтобы понять, что же изображено на чертеже и в какой последовательности соединены ее элементы.

Пример использования приведенных выше графических изображений есть на следующей схеме. Благодаря буквенным обозначениям все и без графики понятно, но дублирование информации в схемах никогда лишним не было.

Пример схемы электропитания и графическое изображение проводов на ней

Изображение розеток

На схеме электропроводки должны быть отмечены места установки розеток и выключателей. Типов розеток много — на 220 В, на 380 в, скрытого и открытого типа установки, с разным количеством «посадочных» мест, влагозащищенные и т.д. Приводить обозначение каждой — слишком длинно и ни к чему. Важно запомнить как изображаются основные группы, а количество групп контактов определяется по штрихам.

Обозначение розеток на чертежах

Розетки для однофазной сети 220 В обозначаются на схемах в виде полукруга с одним или несколькими торчащими вверх отрезками. Количество отрезков — количество розеток на одном корпусе (на фото ниже иллюстрация). Если в розетку можно включить только одну вилку — вверх рисуют один отрезок, если два — два, и т.д.

Условные обозначения розеток в электрических схемах

Если посмотрите на изображения внимательно, обратите внимание, что условное изображение, которое находится справа, не имеет горизонтальной черты, которая отделяет две части значка. Эта черта указывает на то, что розетка скрытого монтажа, то есть под нее необходимо в стене сделать отверстие, установить подрозетник и т. д. Вариант справа — для открытого монтажа. На стену крепится токонепроводящая подложка, на нее сама розетка.

Также обратите внимание, что нижняя часть левого схематического изображения перечеркнута вертикальной линией. Так обозначают наличие защитного контакта, к которому подводится заземление. Установка розеток с заземлением обязательна при включении сложной бытовой техники типа стиральной или посудомоечной машины, духовки и т.д.

Обозначение трехфазной розетки на чертежах

Ни с чем не перепутаешь условное обозначение трехфазной розетки (на 380 В). Количество торчащих вверх отрезков равно количеству проводников, которые к данному устройству подключаются — три фазы, ноль и земля. Итого пять.

Бывает, что нижняя часть изображения закрашена черным (темным). Это обозначает что розетка влагозащищенная. Такие ставят на улице, в помещениях с повышенной влажностью (бани, бассейны и т.д.).

Отображение выключателей

Схематическое обозначение выключателей выглядит как небольшого размера кружок с одним или несколькими Г- или Т- образными ответвлениями. Отводы в виде буквы «Г» обозначают выключатель открытого монтажа, с виде буквы «Т» — скрытого монтажа. Количество отводов отображает количество клавиш на этом устройстве.

Условные графические обозначения выключателей на электрических схемах

Кроме обычных могут стоять проходные выключатели — для возможности включения/выключения одного источника света из нескольких точек. К такой же небольшой окружности с противоположных сторон пририсовывают две буквы «Г». Так обозначается одноклавишный проходной переключатель.

Как выглядит схематичное изображение проходных выключателей

В отличие от обычных выключателей, в этих при использовании двухклавишных моделей добавляется еще одна планка, параллельная верхней.

Лампы и светильники

Свои обозначения имеют лампы. Причем отличаются лампы дневного света (люминесцентные) и лампы накаливания. На схемах отображается даже форма и размеры светильников. В данном случае надо только запомнить как выглядит на схеме каждый из типов ламп.

Изображение светильников на схемах и чертежах

Радиоэлементы

При прочтении принципиальных схем устройств, необходимо знать условные обозначения диодов, резисторов, и других подобных элементов.

Условные обозначения радиоэлементов в чертежах

Знание условных графических элементов поможет вам прочесть практически любую схему — какого-нибудь устройства или электропроводки. Номиналы требуемых деталей иногда проставляются рядом с изображением, но в больших многоэлементных схемах они прописываются в отдельной таблице. В ней стоят буквенные обозначения элементов схемы и номиналы.

Буквенные обозначения

Кроме того, что элементы на схемах имеют условные графические названия, они имеют буквенные обозначения, причем тоже стандартизованные (ГОСТ 7624-55).

	Название элемента электрической схемы	Буквенное обозначение
1	Выключатель, контролер, переключатель	В
2	Электрогенератор	Г
3	Диод	Д
4	Выпрямитель	Вп
5	Звуковая сигнализация (звонок, сирена)	Зв
6	Кнопка	Кн
7	Лампа накаливания	Л
8	Электрический двигатель	М
9	Предохранитель	Пр
10	Контактор, магнитный пускатель	К
11	Реле	Р
12	Трансформатор (автотрансформатор)	Тр
13	Штепсельный разъем	Ш
14	Электромагнит	Эм
15	Резистор	R
16	Конденсатор	С
17	Катушка индуктивности	L
18	Кнопка управления	Ку
19	Конечный выключатель	Кв
20	Дроссель	Др
21	Телефон	Т
22	Микрофон	Мк
23	Громкоговоритель	Гр
24	Батарея (гальванический элемент)	Б
25	Главный двигатель	Дг
26	Двигатель насоса охлаждения	До

Обратите внимание, что в большинстве случаев используются русские буквы, но резистор, конденсатор и катушка индуктивности обозначаются латинскими буквами.

Есть одна тонкость в обозначении реле. Они бывают разного типа, соответственно маркируются:

• реле тока — РТ;
• мощности — РМ;
• напряжения — РН;
• времени — РВ;
• сопротивления — РС;
• указательное — РУ;
• промежуточное — РП;
• газовое — РГ;
• с выдержкой времени — РТВ.

В основном, это только наиболее условные обозначения в электрических схемах.  Но большую часть чертежей и планов вы теперь сможете понять. Если потребуется знать изображения более редких элементов, изучайте ГОСТы.

Основные элементы электроники

В подавляющем большинстве случаев электронные устройства, которые выполняют те или иные функции, являются не монолитными, а составленными из целого ряда отдельных деталей, которые соединены между собой по определенной, разработанной конструкторами, принципиальной схеме. То, какие именно электронные компоненты в том или ином устройстве применяются, зависит от целого ряда факторов, среди которых ведущую роль играет его функциональное назначение, сложность конструкции и та среда, в которой оно будет использоваться.

Те, кто изучал основы электроники, отлично знают, что под радиоэлектронной аппаратурой понимаются такие устройства или же их совокупности, для изготовления которых применяются разнообразные электронные компоненты. При этом среди них центральное место занимают функциональные элементы электроники, которые есть в абсолютно любой конструкции такого рода.

Все электронные компоненты, которые применяются в каких-либо устройствах, чаще всего изготавливаются в заводских условиях на основе определенных стандартов и технических условий, а также обладают законченной формой и определенным видом.

Конструктивные элементы

Те элементы, которые присутствуют в конструкции различного рода специализированных электронных устройств и применяются для того, чтобы механически соединять их отдельные элементы, а также направлять и передавать движение (например, планки, скобы, оси, шестерни, валы, колеса, подшипники и т. п.) принято именовать конструктивными элементами (или же конструктивными деталями).

Вспомогательные элементы

Существуют также и так называемые вспомогательные элементы электроники. Их главной отличительной особенностью является то, что они сочетают выполнение электрических операций с механическими. Основы электроники гласят о том, что к таковым относятся реле, переключатели, штепсельные разъемы, электродвигатели. Строго говоря, вспомогательные элементы являются изделиями, относящимися к сфере точной механики.

Элементы электрических схем

Очень многие электронные компоненты относятся к третьей категории компонентов, которые являются составными частями различных электрических схем. Специалисты нередко именуют их элементами схемы, а относятся к ним разнообразные электронные и полупроводниковые приборы, трансформаторы, катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы. Следует заметить, что они могут иметь довольно сложную конструкцию, однако при этом разделение на отдельные части, которые имеют самостоятельное функциональное назначение, не допускается.

Компоненты общего применения

Основы электроники гласят также о том, что в этой сфере широко распространены и так называемые компоненты общего применения, к которым относят конденсаторы, резисторы, а также отдельные виды моточных изделий.

Типовые элементы электроники

Поскольку элементы общего применения в силу своей высокой востребованности производятся в массовом порядке, они тщательно стандартизованы и нормализованы. Разработанная для их конструирования и изготовления нормативная документация содержит в себе размеры, качественные и технико-экономические показатели, которым эти изделия в обязательном порядке должны соответствовать. Эти электронные компоненты конструкторы подбирают по характеристикам и параметрам, описывающим их свойства при различных условиях эксплуатации, в том числе и при неблагоприятных механических, климатических и температурных воздействиях.

Специальные элементы

Электронные компоненты, проектирование которых производится со строгим учетом особенностей тех электрических схем, в которых им придется функционировать, называются специальными. Они не подвергаются стандартизации и широкой нормализации.

Все элементы электроники характеризуются целым набором различных электрических параметров. Среди них основными специалисты считают следующие: те, которые характеризуют стабильность, надежность и потери; те, которые позволяют оценить способность переносить длительные воздействия электрических нагрузок; те, которые определяют пределы допускаемых отклонений и номинальные значения их величин.

определение, элементы, схемы. Топология и методы расчета

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

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

Электрические цепи

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

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

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

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

Электрическая цепь

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

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

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

Элементы электрических цепей

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

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

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

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

 

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

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

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

 

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

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

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

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

 

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

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

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

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

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

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

Расчет электрических цепей

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

 

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

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

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

Электрическая схема — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Схема представляет собой замкнутый контур , состоящий из компонентов схемы, в которых могут течь электроны от источника напряжения или тока. Если схема состоит из электрических компонентов, таких как резистор, конденсатор, катушка индуктивности и т. Д., То она будет называться электрической схемой , и если схема состоит из любых компонентов электронной схемы, таких как диод, транзистор и т. Д., Тогда она будет называться Электронная схема .Таким образом, электронные схемы могут состоять как из электрических компонентов , так и из электронных схем , но электрическая цепь будет иметь только электрические компоненты.

Точка, где электроны входят в электрическую цепь, называется «источником» электронов. Точка, в которой электроны покидают электрическую цепь, называется «возвратной» или «землей». Точка выхода называется «возвращением», потому что электроны всегда попадают в источник, когда они завершают свой путь в электрической цепи.

Часть электрической цепи, которая находится между начальной точкой электронов и точкой, где они возвращаются к источнику, называется «нагрузкой» электрической цепи. Нагрузка электрической цепи может быть такой же простой, как нагрузка на бытовые приборы, такие как холодильники, телевизоры или лампы, или более сложной, такой как нагрузка на выходе гидроэлектростанции.

В цепях используется два вида электроэнергии: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).Переменный ток часто питает большие приборы и двигатели и вырабатывается электростанциями. Постоянный ток питает автомобили, работающие от батарей, а также другие машины и электронику. Преобразователи могут преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот. Для передачи постоянного тока высокого напряжения используются большие преобразователи.

Экспериментальная электронная схема

В электронных схемах обычно используются источники постоянного тока. Нагрузка электронной схемы может быть такой же простой, как несколько резисторов, конденсаторов и лампы, соединенных вместе, чтобы создать вспышку в камере.Или электронная схема может быть сложной, соединяя тысячи резисторов, конденсаторов и транзисторов. Это может быть интегральная схема, такая как микропроцессор в компьютере.

Резисторы и другие элементы схемы можно соединять последовательно или параллельно. Сопротивление в последовательной цепи — это сумма сопротивлений.

Цепь или электрическая схема — это визуальное отображение электрической цепи. Электрические и электронные схемы могут быть сложными. Составление чертежа соединений всех компонентов в нагрузке схемы упрощает понимание того, как соединяются компоненты схемы.Чертежи электронных схем называются «принципиальными схемами». Чертежи электрических цепей называются «электрическими схемами». Как и другие схемы, эти схемы обычно рисуют чертежники, а затем распечатывают. Диаграммы также могут быть созданы в цифровом виде с использованием специализированного программного обеспечения.

Схема — это схема электрической цепи. Схемы — это графические изображения основных соединений в цепи, но они не являются реалистичными изображениями цепи. На схемах используются символы для обозначения компонентов в цепи.Условные обозначения используются в схеме, чтобы обозначить, как течет электричество. Мы используем обычное соглашение: от положительной клеммы к отрицательной. Реальный путь перетока электроэнергии — от отрицательной клеммы к положительной.

На принципиальных схемах используются специальные символы. Символы на чертежах показывают, как соединяются между собой такие компоненты, как резисторы, конденсаторы, изоляторы, двигатели, розетки, фонари, переключатели и другие электрические и электронные компоненты. Диаграммы очень помогают, когда рабочие пытаются выяснить, почему схема работает некорректно.

Ток, протекающий в электрической или электронной цепи, может внезапно возрасти при выходе из строя какого-либо компонента. Это может вызвать серьезное повреждение других компонентов цепи или создать опасность возгорания. Для защиты от этого в цепь можно подключить предохранитель или устройство, называемое «автоматический выключатель». Автоматический выключатель размыкает или «разрывает» цепь, когда ток в этой цепи становится слишком высоким, или предохранитель «перегорает». Это дает защиту.

Прерывание от замыкания на землю (G.F.I.) устройства [изменить | изменить источник]

Стандартный возврат для электрических и электронных цепей — заземление. Когда электрическое или электронное устройство выходит из строя, оно может размыкать обратную цепь на землю. Пользователь устройства может стать частью электрической цепи устройства, обеспечив обратный путь для электронов через тело пользователя вместо заземления цепи. Когда наше тело становится частью электрической цепи, пользователь может быть серьезно шокирован или даже убит электрическим током.

Чтобы предотвратить опасность поражения электрическим током и возможность поражения электрическим током, устройства прерывания замыкания на землю обнаруживают обрыв цепи на землю в подключенных электрических или электронных устройствах. При обнаружении обрыва цепи заземления G.F.I. устройство немедленно открывает источник напряжения для устройства. G.F.I. устройства похожи на автоматические выключатели, но предназначены для защиты людей, а не компонентов цепей.

Короткие замыкания — это цепи, которые возвращаются к источнику питания неиспользованным или с той же мощностью, что и на выходе.Обычно они перегорают, но иногда этого не происходит. Это может привести к возгоранию электрического тока.

Electrical_system — обзор | Темы ScienceDirect

9.4.1 Общие положения

Электрические системы, которые обеспечивают объект доступной энергией для отопления, охлаждения, освещения и оборудования (телекоммуникационные устройства, персональные компьютеры, сети, копировальные устройства, принтеры и т. Д.) И работы бытовых приборов (например, холодильники и посудомоечные машины) за последние несколько десятилетий стали свидетелями драматических изменений, включая наиболее быстро растущую энергетическую нагрузку в здании.Сегодня, как никогда, предприятиям необходимы электрические системы, обеспечивающие работу большинства жизненно важных систем здания. Эти системы контролируют энергию, необходимую в здании, и распределяют ее по месту использования. Чаще всего напряжение распределительной линии, передаваемое на опоры электросети, составляет 2400/4160 В. Трансформаторы понижают это напряжение до заранее определенных уровней для использования в зданиях. В распределительной сети электроснабжения наиболее распространенной формой электроснабжения является использование воздушных проводов, известных как линия связи , которая представляет собой электрическую линию, идущую от опоры электросети к зданию или другим помещениям потребителя.Это точка, в которой электроэнергетические компании предоставляют электроэнергию своим клиентам.

В жилых помещениях в Северной Америке и странах, в которых используются их системы, потеря обслуживания состоит из двух линий на 120 В и нейтральной линии. Когда эти линии изолированы и скручены вместе, они называются тройным кабелем . Чтобы эти линии могли войти в помещение клиента, они обычно должны сначала пройти через электросчетчик, а затем через главную сервисную панель, которая обычно содержит «главный» предохранитель или автоматический выключатель.Этот автоматический выключатель контролирует весь электрический ток, одновременно поступающий в здание, а также несколько более мелких предохранителей / выключателей, которые защищают отдельные ответвленные цепи. Всегда есть главный выключатель для отключения всего питания; при использовании автоматических выключателей это обеспечивается главным автоматическим выключателем. Нейтральная линия от полюса подключается к заземлению рядом с сервисной панелью — часто проводящим стержнем, вбитым в землю.

В жилых помещениях отвод сети обеспечивает здание двумя отдельными линиями на 120 В с противоположной фазой, поэтому 240 В можно получить, подключив цепь между двумя проводниками на 120 В, тогда как цепи на 120 В подключаются между ними. двух линий 120 В и нейтральной линии.Кроме того, цепи на 240 В используются для мощных устройств и крупных бытовых приборов, таких как кондиционеры, сушилки для одежды, духовки и бойлеры, тогда как цепи на 120 В используются для освещения и обычных небольших приборов. Следует отметить, что это «номинальные» числа, означающие, что фактическое напряжение может изменяться.

В Европе и многих других странах используется трехфазная система 416Y / 230. Отвод обслуживания состоит из трех проводов или фаз на 240 В и нулевого провода, который заземлен.Каждый фазный провод обеспечивает 240 В для нагрузки, подключенной между ним и нейтралью. Каждый из фазных проводов пропускает переменный ток частотой 50 Гц, который на 120 ° не совпадает по фазе с двумя другими. Более высокие напряжения в сочетании с экономичной трехфазной схемой передачи позволяют перерыву в обслуживании быть более длительным, чем в североамериканской системе, и позволяют обслуживать несколько потребителей за одно падение.

Для коммерческих и промышленных линий связи, которые обычно намного больше и сложнее, используется трехфазная система.В Соединенных Штатах общие службы включают 120Y / 208 (три цепи на 120 В, сдвинутые по фазе на 120 °, с межфазным напряжением 208 В), трехфазные сети на 240 В и трехфазные на 480 В. В Канаде трехфазное напряжение 575 В является обычным, а трехфазное напряжение 380–415 В или 690 В встречается во многих других странах. Как правило, более высокие напряжения используются для тяжелых промышленных нагрузок, а более низкие — для коммерческих приложений.

Разница между коммерческими и жилыми электрическими установками может быть весьма значительной, особенно при больших установках.Хотя электрические потребности коммерческого здания могут быть простыми, состоящими из нескольких светильников для небольших конструкций, они часто довольно сложны, с трансформаторами и тяжелым промышленным оборудованием. Когда недостатки электрической или осветительной системы становятся очевидными и требуют внимания, они обычно поддаются измерению и включают скачки напряжения, сработавшие автоматические выключатели, шум балластов и другие более очевидные условия, такие как неработающие электрические розетки или осветительные приборы, которые часто обнаруживаются или наблюдаются во время проверки. системы.Как показано на рисунках 9.16 и 9.17, существует ряд типичных недостатков, обнаруженных как в электрических системах, так и в системах освещения.

Рисунок 9.16. Диаграмма, показывающая типичные недостатки электрических систем.

Рисунок 9.17. Диаграмма, показывающая типичные недостатки, обнаруженные в системах освещения.

Во многих коммерческих зданиях основная нагрузка на данную электрическую систему связана с требованиями к освещению; поэтому распределение и управление электрическими и осветительными нагрузками необходимо всегда контролировать на регулярной основе.Управление освещением также следует периодически проверять, потому что пространство здания требует изменений, и пользователи перемещаются внутри здания. Также настоятельно рекомендуется интегрировать систему освещения с электрической системой на объекте. Системы освещения предназначены для обеспечения достаточной видимости как внутри, так и снаружи помещения и состоят из источника энергии и распределительных элементов, обычно состоящих из проводки и светоизлучающего оборудования.

В настоящее время существует несколько различных правил электротехники, которые применяются в различных юрисдикциях по всей территории Соединенных Штатов.Некоторые крупные города, такие как Нью-Йорк и Лос-Анджелес, создали и приняли свои собственные электрические правила. Национальный электротехнический кодекс (NEC) и Национальный кодекс противопожарной защиты (NFPC), опубликованные Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA), охватывают почти все компоненты электрической системы. NEC обычно полностью или частично принимается муниципалитетами. Инспекция электрической и осветительной системы должна включать определение общего соответствия этим нормам на объекте.

3 правила работы схемы | ОРЕЛ

Приветствую новых инженеров. Это прекрасное место для начала, с простой схемы, которая является строительным блоком для каждого элемента электроники в нашем мире. Когда вы полностью поймете, вы будете готовы начать собственное путешествие по их проектированию и устранению неисправностей.

Строительные блоки схемы

Перед тем, как погрузиться в полную схему, разумно сначала поразмыслить над отдельными частями, составляющими единое целое: потоком, нагрузкой и проводимостью.Мы разбили эти принципы на три основных правила:

• Правило 1 — Электричество всегда должно течь с более высокого напряжения на более низкое.
• Правило 2 — Электричество всегда требует работы.
• Правило 3 — Электричеству всегда нужен путь.

Правило 1. Все дело в потоке

Каждой электронной схеме нужен источник питания, будь то батарея AA, которую можно вставить в контроллер Xbox One, или что-то с большей силой, например настенная розетка, которая может питать большое количество устройств.Электроэнергия, выходящая из этих источников, измеряется в напряжении, или вольтах, или просто В.

Да, мы говорим о таком напряжении! Когда он достаточно высок, он может нанести серьезный ущерб.

Независимо от того, откуда течет эта энергия, ее цель всегда одна — переходить из одной области в другую и в процессе выполнять некоторую работу, например, заряжать компьютер или включать свет.

Фундаментальным компонентом этого потока энергии является то, что электричество всегда хочет течь от более высокого напряжения к более низкому напряжению.Всегда. Это называется потенциалом . Можно сказать, что это потенциальное электричество должно перемещаться из одного района в другой.

Поток высокого (положительного) напряжения в низкое (отрицательное) напряжение.

Как это соотносится с нашим реальным миром? Возьмем для примера простую батарею:

• Батарея имеет две стороны, отрицательная сторона — это низкое напряжение, измеряемое при 0 В, положительная сторона — это высокое напряжение, измеряемое при 1,5 В.
• Энергия всегда будет вытекать из положительной стороны батареи, чтобы перейти к отрицательной стороне, чтобы найти баланс.
• Для этого он должен течь по чему-то, обычно по медному проводу, и в процессе выполнять некоторую работу, например включать свет или вращать двигатель.

В конце концов, все электричество хочет найти равновесие на земле (0 В). Единственный способ сделать это в батарее — сместить положительный полюс на отрицательный. Мы извлекаем выгоду из этого естественного стремления к энергии, размещая некоторые объекты так, чтобы они проходили через них, что позволяет нам включать свет, двигатели, а также включать и выключать транзисторы в компьютере.

Все это составляет Правило 1 — Электричество всегда будет хотеть течь от более высокого напряжения к более низкому напряжению. Запомните это; это никогда не изменится.

Правило 2 — Начало работы

Итак, у вас может быть электричество, которое хочет перетекать с более высокого напряжения на более низкое, но какой в ​​этом смысл? Единственная причина заставить электричество течь — это немного поработать. Этот процесс, когда электричество выполняет работу в цепи, называется нагрузкой .Без нагрузки или работы с электричеством нет смысла иметь электрическую цепь. Нагрузка может быть чем угодно, например:

• Spinning Двигатель, вращающий пропеллеры дрона.
• Включение светодиода на кабеле для зарядки, чтобы указать, что ваш ноутбук подключен к сети.
• Беспроводное подключение гарнитуры к ноутбуку для прослушивания музыки.

В это время года электрическая нагрузка бывает разных форм, одна из которых питает эти светодиоды.(Источник изображения)

Обратите внимание, что все эти нагрузки являются действиями. Электричество всегда заставляет происходить что-то физическое, даже если мы не можем увидеть это собственными глазами. Но почему это называется нагрузкой? Вы можете думать об этом как об обузе для всего, что питает вашу схему. Для вращения мотора требуется электричество, а это забирает у вашего источника питания энергию, которая у него когда-то была.

Помните Правило 2 — У электричества всегда есть работа, которую нужно выполнить . Без работы схема бесполезна.

Правило 3 — Следование по пути

Третье и последнее правило — это то, что делает возможными первые два правила — электричеству нужен путь для передвижения. Этот путь действует как своего рода посредник. Допустим, вы подключаете зарядное устройство ноутбука к розетке, а затем к ноутбуку. Разумеется, он заряжается, но без этого шнура между компьютером и розеткой ничего бы не произошло.

Это связано с тем, что электричеству нужен путь, по которому можно добраться из одного пункта назначения в другой.И путь всегда один и тот же:

• Электроэнергия — Электричество всегда исходит от источника, такого как батарея или розетка.
• Journey — Затем он путешествует по тропе, выполняя свою работу по пути.
• Назначение — Затем он прибывает в конечный пункт назначения, находя покой в ​​точке с самым низким напряжением.

Этот путь, по которому проходит электричество, состоит из так называемого проводящего материала, который состоит из обычных металлов, таких как медь, серебро, золото или алюминий.Электроэнергетика любит путешествовать по этой штуке. Электричество также очень избирательно, и оно не мешает путешествовать по дорожкам, сделанным из индуктивных материалов. Сюда входят такие вещи, как резина, стекло и даже воздух.

Видите все эти медные провода? Электричество любит путешествовать по этому проводящему материалу.

Помните Правило 3 — Электричеству всегда нужен путь для проезда по . Без пути он никуда не денется.

Собираем все вместе — полная схема

Давайте теперь объединим все эти правила в полное определение схемы.

Цепь — это просто путь, по которому может течь электричество.

И с помощью этой простой концепции мужчины и женщины начали строить безумно сложные цепи, которые отправили человечество в космос и в глубины наших самых глубоких океанов. А пока постараемся упростить задачу и составим нашу первую схему. Вот что вам понадобится, если вы хотите продолжить:

• (1) аккумулятор 9 В
• (1) Резистор 470 Ом
• (1) Стандартный светодиод
• (3) Измерительные провода с зажимами типа «крокодил»

Шаг 1 — Добавление источника питания

Возвращаясь к нашему правилу трех, первое гласит, что электричество всегда будет течь от более высокого напряжения к более низкому.Итак, это означает, что нам нужен какой-то источник питания в этой цепи, мы добавим нашу батарею на 9 В.

Начало нашей схемы начинается с 9-вольтовой батареи.

Правило 1 теперь выполнено. У нас есть какой-то источник питания, у которого высокое напряжение на положительном конце (+) и 0 В на отрицательном конце (-). Но все это электричество будет потрачено зря, если мы не будем с ним что-то делать, так что давайте дадим ему немного работы (нагрузку).

Шаг 2 — Добавление работы

Теперь мы хотим, чтобы электричество поработало за нас, прежде чем оно успокоится, поэтому давайте включим простой светодиодный индикатор.Скорее всего, вы видели это повсюду: на своей елке, фонариках, лампочках и т. Д. Итак, мы возьмем этот светодиод и поместим его с другой стороны нашей батареи.

Единственное, что следует упомянуть о светодиодах, — это то, что они очень чувствительны и не могут пропускать слишком много энергии, поэтому нам нужно добавить так называемый резистор. Мы не будем вдаваться в подробности сейчас, но просто знаем, что резистор будет действовать так, как сказано в его названии, — противостоять току электричества, достаточному для того, чтобы наш светодиод справился с ним. Поместим этот резистор слева от светодиода.

Добавляем немного работы в нашу схему с помощью светодиода и резистора.

Отлично, Правило 2 выполнено, и у нашего электричества есть над чем поработать. Но у него нет возможности завершить свою работу без пути, давайте добавим это сейчас.

Шаг 3 — Предоставление пути

Эта деталь проста, нам просто нужно соединить наши зажимы типа «крокодил» между всеми компонентами нашей схемы. Если вы все сделаете правильно, то ваш светодиод будет ярко светить! Помните, что при подключении проводов к батарее всегда подключайте сначала положительный конец, а затем отрицательный.Посмотрите на картинку ниже, чтобы увидеть, как все это должно быть связано вместе.

Теперь у нашего электричества есть проход с добавленными зажимами из крокодиловой кожи

Типы цепей

Теперь, прежде чем вы убежите в дикую природу и построите свои собственные схемы, вам нужно знать о двух способах описания схемы, один из которых может испортить жизнь вашей схемы, они включают:

Замкнутый или открытый контур

Цепь считается замкнутой цепью . , когда есть полный путь, по которому может проходить электричество.Это также называется полной схемой. Теперь, если ваша цепь не работает должным образом, это означает, что это разомкнутая цепь . Это может быть вызвано несколькими причинами, включая неплотное соединение или обрыв провода.

Вот простой и наглядный способ понять разницу между замкнутой и разомкнутой цепями. Взгляните на схему ниже и обратите внимание, что это та же самая цепь, которую мы создали выше, только теперь в ней есть переключатель.

Вот схема цепи, которую мы сделали выше.Обратите внимание на добавление переключателя.

Сейчас переключатель поднят, и вы увидите, что электричество не имеет плавного пути, так как переключатель разрывает соединение. Это разомкнутая цепь. Но что произойдет, если щелкнуть выключателем?

Теперь наш выключатель срабатывает, замыкая цепь, позволяя электричеству течь к нашему светодиоду!

Ага! Теперь вы только что проложили полный путь для вашего электричества, и ваш светодиод загорится! Это замкнутая схема.

Короткое замыкание

Тогда есть короткое замыкание . Когда вы не даете своей схеме никакой работы, но все же обеспечиваете некоторую мощность, приготовьтесь к некоторым проблемам. Посмотрите на нашу схему ниже, мы вынули светодиод, резистор и переключатель, оставив только медный провод и батарею.

Вот цепь, которая скоро станет коротким замыканием! Без выполнения каких-либо действий эта батарея скоро сгорит.

Если мы соединим эту штуку вместе в ее физической форме, тогда аккумулятор и провод сильно нагреются, и в конечном итоге батарея разрядится.Почему это происходит? Когда вы даете электричеству некоторую работу в цепи, такую ​​как зажигание светодиода или вращение двигателя, это ограничивает количество электричества, которое будет проходить через вашу цепь.

Но в ту минуту, когда вы убираете из своей цепи любую работу, электричество сходит с ума и бежит по своему пути на полной скорости, и ничто его не сдерживает. Если вы позволите этому случиться в течение длительного периода времени, то окажетесь с поврежденным источником питания, разряженной батареей или, может быть, что-то еще хуже, например, пожар!

Ух ты! Не пытайтесь повторить это дома.Вот здоровенная батарея фонаря на 12 В, замкнутая во имя науки. (Источник изображения)

Итак, если вы когда-либо работали с цепью, и ваш провод или батарея сильно нагреваются, тогда немедленно выключите все и ищите любые короткие замыкания.

Ты сейчас опасен

Итак, молодой мастер электроники, теперь у вас есть вся информация, необходимая для управления скромной схемой. Понимая, как работает схема, вы скоро сможете выполнять проекты любых форм и размеров.Но прежде чем начать собственное путешествие, запомните Руководящее правило троек:

• Правило 1 — Электричество всегда должно течь с более высокого напряжения на более низкое.
• Правило 2 — Электричество всегда требует работы.
• Правило 3 — Электричество всегда требует дороги.

И если ваша схема когда-нибудь станет очень горячей, выключите ее! У вас короткое замыкание.

Готовы построить свою первую схему сегодня? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно.

Electrical Circuits — Christopher Gray, Engineering

Основным требованием к полезности электрических технологий является то, что у вас должна быть возможность заставить электроны двигаться, когда и когда вы этого хотите. Чтобы электричество текло, у него должны быть Источник и Путь. Источник обеспечивает электроны и мотивацию (напряжение), чтобы заставить их двигаться. Примерами источников являются батареи, генераторы, топливные элементы и солнечные панели. Путь может быть любым материалом с высокой электропроводностью (проводником), который проходит от источника к земле или обратно к источнику.Обычные примеры проводников — медь, алюминий и золото. Уберите или отключите источник или путь, и электричество не будет течь.

Короткое замыкание

Короткое замыкание создается, когда создается токопроводящий путь между источником и землей или обратно к источнику. Короткое замыкание позволяет электричеству течь с очень небольшим сопротивлением. Энергия источника преобразуется в электрическую энергию (электричество), когда электроны проходят через проводник.Если вы используете батарею в качестве источника, она очень быстро разрядится. Энергия не может быть создана или уничтожена, только преобразована из одной формы в другую (Закон сохранения энергии). Без чего-либо еще в цепи, чтобы использовать эту электрическую энергию, ее нужно как-то высвобождать. Электрическая энергия преобразуется в тепловую. Проводник и батарея нагреются, и тепловая энергия будет излучаться или отводиться. Поскольку при коротком замыкании выделяется много тепла, они представляют серьезную опасность возгорания и ожога.Чтобы избежать этих негативных последствий, было разработано множество компонентов безопасности для предотвращения коротких замыканий. Провода покрыты изоляционными (с низкой проводимостью) материалами, такими как пластик. Предохранители, автоматические выключатели и «индикаторы замыкания на землю» используются для прекращения подачи электроэнергии в случае обнаружения короткого замыкания.

Полная схема

Полная схема имеет источник и путь, но также имеет компонент, называемый нагрузкой, который использует электрическую энергию.Нагрузки могут преобразовывать электрическую энергию в механическую, тепловую или электромагнитную энергию. Например, вы можете создать цепь, которая соединяет каждую сторону батареи с лампочкой с помощью проводов. Электричество течет от батареи через лампочку (излучающую свет), а затем обратно к батарее. Это похоже на схему, которую вы можете найти в фонарике. Электрическая энергия используется лампочкой для получения света. Поскольку провод (проводник) все еще имеет некоторое сопротивление, часть энергии все равно будет преобразована в тепло, и лампочка, скорее всего, будет выделять тепло (инфракрасное излучение) в дополнение к видимому свету.Эффективность схемы показывает, сколько энергии используется и сколько тратится впустую. Люминесцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания, но современные светодиодные лампы эффективнее их обоих. Лампы накаливания производят больше всего тепла, а светодиодные лампы — меньше всего тепла.

Хорошая полная схема

Хотя полная схема может быть безопасной и выполнять работу, она не будет работать долго, если вы не добавите некоторые компоненты управления.Возьмем для примера схему фонарика. Он будет светить, но без переключателя для включения и выключения он будет светить, когда он вам не нужен, а батареи скоро разрядятся и перестанут зажигать, когда вам это нужно. Чтобы сделать это хорошей законченной схемой, вам нужно добавить переключатель, чтобы вы могли включать его, когда вам это нужно, и выключать, чтобы сохранить батарею на будущее. Некоторыми примерами компонентов управления являются переключатели, резисторы, потенциометры, конденсаторы, трансформатор (не роботы из научной фантастики), преобразователи и транзисторы.Цель всего этого — обеспечить подачу нужного количества электричества в нужные места в нужное время.

Последовательные и параллельные схемы

Последовательные схемы

В последовательной цепи создается путь, который позволяет электричеству течь от источника через каждый компонент и обратно к источнику, так что есть только один путь для электронов. Электричество проходит через ряд компонентов, выстроенных один за другим.Это простая для понимания схема, потому что вы не дали электричеству выбора, когда оно пойдет. Рассчитать напряжение, сопротивление и ток в последовательной цепи довольно просто. Когда две или более батареи соединены последовательно, их напряжения складываются (две батареи на 9 вольт, соединенные последовательно, дают 18 вольт). Резисторы, соединенные последовательно, также просто складываются, чтобы получить общее сопротивление цепи (100 Ом + 50 Ом + 80 Ом = 230 Ом). Как только вы узнаете общее напряжение и полное сопротивление, вы можете использовать закон Ома для расчета тока, протекающего по цепи.

Параллельные цепи

Когда создается цепь, которая обеспечивает более одного возможного пути прохождения электричества через нее, это называется параллельной цепью. Простая параллельная схема может включать лампочки, подключенные к одной и той же батарее, так что есть два пути, по которым может течь электричество, по одному через каждую лампочку. Часть электричества проходит через первую лампочку, а часть электричества проходит через вторую лампочку. Распределяя электричество таким образом, и если оба пути идентичны, обе лампы получают одинаковое количество напряжения от батареи.Когда батареи размещены параллельно, их напряжения НЕ суммируются, а скорее продлевается срок службы батарей (две батареи на 9 вольт, включенные параллельно, будут обеспечивать 9 вольт в цепи в течение более длительного времени, чем одна батарея на 9 вольт). Когда вы предоставляете более одного пути для прохождения тока через несколько нагрузок, вы фактически снижаете общее сопротивление в цепи. Расчет полного сопротивления в параллельной цепи более сложен (1 / R _t = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ …), но помните, что полное сопротивление всегда будет ниже наименьшего сопротивления любой ветви. Например, если одна ветвь имеет светильник с сопротивлением 1000 Ом, а другая ветвь — всего 100 Ом, то общее сопротивление будет меньше 100 Ом. Еще сложнее рассчитать ток в параллельных цепях. Как только вы узнаете общее напряжение и общее сопротивление, вы можете рассчитать общий ток, протекающий по цепи, но это не скажет вам, сколько тока протекает через любую одну нагрузку.Ток в каждой ветви параллельной цепи будет обратно пропорционален величине сопротивления в этой ветви по сравнению с общим сопротивлением (ветвь с сопротивлением 100 Ом будет иметь в 10 раз больше тока, чем ветвь с сопротивлением 1000 Ом).

Параллельные и последовательные схемы

По мере того, как вы работаете со все более и более сложными электрическими схемами, очень важно находить схемы, в которых есть компоненты как параллельно, так и последовательно.Чтобы рассчитать напряжение, сопротивление и ток в такой сложной цепи, вы должны сначала найти общее сопротивление в каждой из параллельных цепей, прежде чем вы сможете рассчитать общее сопротивление для всей цепи. Затем, исходя из общего напряжения, необходимо рассчитать падение напряжения в каждой параллельной цепи.