Зная общий вид радиодеталей, можно конечно в некоторой мере разобраться в устройстве радиоэлектронного устройства, но все равно радиолюбителю придется нарисовать на бумаге контуры деталей и соединение между ними.
Еще в прошлом веке с целью сохранения конструктивных и схемных решений радиоустройств пионеры радиотехники делали их рисунки. Если посмотреть на эти рисунки, то можно увидеть, что они выполнены на очень высоком художественном уровне.
Это делали обычно сами изобретатели, если имели способности или приглашенные художники. Рисунки конструкций и соединение деталей делались с натуры.
Чтобы не затрачивать больших средств на рисование радиотехнических устройств и облегчить труд конструкторов начали делать рисунки с упрощениями. Это позволило значительно быстрее повторить конструкцию в другом городе или стране и сохранить схемные решения для потомков. Первые начерченные схемы появились в начале XIX столетия.
На рисование примерного вида детали могло быть потрачено немало времени, а иногда и средств, в те времена еще не было возможности использовать компьютеры и программы для рисования схем .
Детали рисовали подробно. Так, например, катушку индуктивности в 1905 году изображали в изометрии, то есть в трехмерном пространстве, со всеми подробностями, каркасом, намоткой, количеством витков (рис. 1). В конце концов изображения деталей и их соединений стали делать условно, символично, но сохраняя при этом их особенности.
Рис. 1. Эволюция условного графического изображения катушки индуктивности на электрических схемах
В 1915 г. рисунок схем упростился, перестали изображать каркас, вместо этого стали применять линии разной толщины для подчеркивания цилиндрической формы катушки.
Через 40 лет катушка уже изображалась линиями одной толщины, но еще с сохранением первоначальных особенностей ее вида. Только в начале 70-х годов нашего столетия катушку начали изображать плоской, то есть двумерной, а радиоэлектронные схемы стали приобретать свой нынешний вид. Вычерчивание сложных радиоэлектронных схем очень трудоемкая работа. Для ее выполнения необходим опытный чертежник-конструктор.
С целью упрощения процесса вычерчивания схем американский изобретатель Сесиль Эффингер в конце 60-х годов XX века сконструировал печатную машинку.
В машинке вместо обычных букв были вставлены обозначения резисторов, конденсаторов, диодов и т. д. Работа по изготовлению радиосхем на такой машинке стала доступной для выполнения даже простой машинистке. С появлением персональных компьютеров процесс изготовления радиосхем значительно упростился.
Теперь, зная графический редактор, можно на экране компьютера нарисовать радиоэлектронную схему, а затем ее распечатать на принтере. В связи с расширением международных контактов условные обозначения радиосхем усовершенствовались и сейчас они не очень отличаются друг от друга в разных странах. Это делает радиосхемы понятными для радиоспециалистов во всем мире.
Условными графическими обозначениями и правилами исполнения электрических схем занимается третий технический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК).
В радиоэлектронике используются три типа схем: блок-схемы, принципиальные и монтажные. Кроме этого, для проверки радиоэлектронной аппаратуры составляют карты напряжений и сопротивлений.
Блок-схемы не раскрывают особенностей ни деталей, ни количестба диапазонов, ни количества транзисторов, ни того, по какой схеме собраны те или другие узлы, она дает только общее представление о составе аппаратуры и взаимосвязи ее отдельных узлов и блоков. На принципиальной схеме изображают условные обозначения элементов прибора или блоков и их электрические соединения.
Принципиальная схема не дает представления ни о внешнем виде, ни о расположении деталей на плате, ни о том, как расположить соединительные провода. Это можно узнать только из монтажной схемы.
Следует отметить, что на монтажной схеме детали изображаются так, чтобы своим видом напоминать реальные свои очертания. Для проверки режимов работы радиоэлектронной аппаратуры используют специальные карты напряжений и сопротивлений. На этих картах величины напряжений и сопротивлений указываются относительно шасси или заземленного провода.
В нашей стране при вычерчивании радиоэлектронных схем руководствуются государственным стандартом, сокращенно ГОСТ, который указывает, как следует условно изображать те или иные радиодетали.
Для более легкого запоминания условных обозначений отдельных элементов радиоэлектронной аппаратуры их изображения содержат характерные особенности деталей. На схемах рядом с условным графическим изображением ставится буквенно-цифровое обозначение.
Обозначение состоит из одной или двух букв латинского алфавита и цифр, указывающих порядковый номер этой детали на схеме. Порядковые номера графических изображений радиодеталей ставятся исходя из последовательности расположения однотипных символов, например, в направлении слева направо или сверху вниз.
Латинские буквы указывают тип детали, С — конденсатор, R — резистор, VD — диод, L — катушка-индуктивности, ѴТ — транзистор и т.д. Возле буквенно-цифрового обозначения детали указывается значение ее основного параметра (емкость конденсатора, сопротивление резистора, индуктивность и т.п.) и некоторые дополнительные сведения. Наиболее употребительные условные графические изображения радиодеталей на принципиальных схемах приведены в табл. 1, а их буквенные обозначения (коды) даны в табл. 2.
В конце позиционного обозначения может быть поставлена буква, указывающая на его функциональное назначение, табл. 3. Например, R1F — резистор защитный, SB1R — кнопка сброса.
Для повышения информационной насыщенности печатного издания в научной и технической литературе по радиоэлектронике, а также на различных схемах, относящихся к этой области знаний, применяются условные буквенные сокращения устройств и протекающих в них физических процессов. В табл. 4 приведены наиболее употребительные сокращения и их расшифровка.
Таблица 1. Условные графические обозначения радиодеталей на принципиальных схемах.
Таблица 2. Буквенные обозначения (коды) радиодеталей на принципиальных схемах.
| Устройства и элементы | Буквенный код |
| Устройства: усилители, приборы телеуправления, лазеры, мазеры; общее обозначение | А |
| Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи, датчики для указания или измерения; общее обозначение | В |
| Громкоговоритель | ВА |
| Магнитострикционный элемент | ВВ |
| Детектор ионизирующих излучений | BD |
| Сельсин-датчик | ВС |
| Сельсин-приемник | BE |
| Телефон (капсюль) | BF |
| Тепловой датчик | ВК |
| Фотоэлемент | BL |
| Микрофон | ВМ |
| Датчик давления | ВР |
| Пьезоэлемент | ВО |
| Датчик частоты вращения, тахогенератор | BR |
| Звукосниматель | BS |
| Датчик скорости | ВѴ |
| Конденсаторы | С |
| Микросхемы интегральные, микросборки: общее обозначение | D |
| Микросхема интегральная аналоговая | DA |
| Микросхема интегральная цифровая, логический элемент | DD |
| Устройство хранения информации (памяти) | DS |
| Устройство задержки | DT |
| Элементы разные: общее обозначение | Е |
| Лампа осветительная | EL |
| Нагревательный элемент | ЕК |
| Разрядники, предохранители, устройства защиты: общее обозначение | F |
| Предохранитель плавкий | FU |
| Генераторы, источники питания, кварцевые генераторы: общее обозначение | G |
| Батарея гальванических элементов, аккумуляторов | GB |
| Устройства индикационные и сигнальные; общее обозначение | Н |
| Прибор звуковой сигнализации | НА |
| Индикатор символьный | HG |
| Прибор световой сигнализации | HL |
| Реле, контакторы, пускатели; общее обозначение | К |
| Устройства и элементы | буквенный код |
| Реле электротепловоѳ | кк |
| Реле времени | КТ |
| Контактор, магнитный пускатель | км |
| Катушки индуктивности, дроссели; общее обозначение | L |
| Двигатели, общее обозначение | М |
| Приборы измерительные; общее обозначение | Р |
| Амперметр (миллиамперметр, микроамперметр) | РА |
| Счетчик импульсов | PC |
| Частотомер | PF |
| Омметр | PR |
| Регистрирующий прибор | PS |
| Измеритель времени действия, часы | РТ |
| Вольтметр | PV |
| Ваттметр | PW |
| Резисторы постоянные и переменные; общее обозначение | R |
| Терморезистор | RK |
| Шунт измерительный | RS |
| Варистор | RU |
| Выключатели, разъединители, короткозамыкатели в силовых цепях (в цепях питания оборудования); общее обозначение | Q |
| Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных; общее обозначение | S |
| Выключатель или переключатель | SA |
| Выключатель кнопочный | SB |
| Выключатель автоматический | SF |
| Трансформаторы, автотрансформаторы; общее обозначение | T |
| Электромагнитный стабилизатор | TS |
| Преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи; общее обозначение | и |
| Модулятор | ив |
| Демодулятор | UR |
| Дискриминатор | Ul |
| Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель | UZ |
| Приборы полупроводниковые и электровакуумные; общее обозначение | V |
| Диод, стабилитрон | VD |
| Транзистор | VT |
| Тиристор | VS |
| Прибор электровакуумный | VL |
| Устройства и элементы | Буквенный код |
| Линии и элементы СВЧ; общее обозначение | W |
| Ответвитель | WE |
| Коро ткоэа мы ка тель | WK |
| Вентиль | WS |
| Трансформатор, фазовращатель, неоднородность | WT |
| Аттенюатор | WU |
| Антенна | WA |
| Соединения контактные; общее обозначение | X |
| Штырь (вилка) | ХР |
| Гнездо (розетка) | XS |
| Соединение разборное | XT |
| Соединитель высокочастотный | XW |
| Устройства механические с электромагнитным приводом; общее обозначение | Y |
| Электромагнит | YA |
| Тормоз с электромагнитным приводом | YB |
| Муфта с электромагнитным приводом | YC |
| Устройства оконечные, фильтры; общее обозначение | Z |
| Ограничитель | ZL |
| Фильтр кварцевый | ZQ |
Таблица 3. Буквенные коды функционального назначения радиоэлектронного устройства или элемента.
| Буквенный код | |
| Вспомога тельный | А |
| Считающий | С |
| Дифференцирующий | D |
| Защитный | F |
| Испытательный | G |
| Сигнальный | Н |
| Интегрирующий | 1 |
| Гпавный | М |
| Измерительный | N |
| Пропорциональный | Р |
| Состояние (старт, стоп, ограничение) | Q |
| Возврат, сброс | R |
| Функциональное назначение устройства, элемента | буквенный код |
| Запоминающий, записывающий | S |
| Синхронизирующий, задерживающий | т |
| Скорость (ускорение, торможение) | V |
| Суммирующий | W |
| Умножение | X |
| Аналоговый | Y |
| Цифровой | Z |
Таблица 4. Наиболее употребительные условные буквенные сокращения по радиоэлектронике, используемые на различных схемах, в технической и научной литературе.
| Буквенное сокращение | Расшифровка сокращение |
| AM | амплитудная модуляция |
| АПЧ | автоматическая подстройка частоты |
| АПЧГ | автоматическая подстройка частоты гетеродина |
| АПЧФ | автоматическая подстройка частоты и фазы |
| АРУ | автоматическая регулировка усиления |
| АРЯ | автоматическая регулировка яркости |
| АС | акустическая система |
| АФУ | антенно-фидерное устройство |
| АЦП | аналого-цифровой преобразователь |
| АЧХ | амплитудно-частотная характеристика |
| БГИМС | большая гибридная интегральная микросхема |
| БДУ | беспроводное дистанционное управление |
| БИС | большая интегральная схема |
| БОС | блок обработки сигналов |
| БП | блок питания |
| БР | блок развертки |
| БРК | блок радиоканала |
| БС | блок сведения |
| БТК | блокинг-трансформатор кадровый |
| Буквенное сокращение | Расшифровка сокращения |
| БТС | блокинг-трансформатор строчный |
| БУ | блок управления |
| БЦ | блок цветности |
| БЦИ | блок цветности интегральный (с применением микросхем) |
| ВД | видеодетектор |
| ВИМ | время-импульсная модуляция |
| ВУ | видеоусилитель; входное (выходное) устройство |
| ВЧ | высокая частота |
| Г | гетеродин |
| ГВ | головка воспроизводящая |
| ГВЧ | генератор высокой частоты |
| ГВЧ | гипервысокая частота |
| ГЗ | генератор запуска; головка записывающая |
| ГИР | гетеродинный индикатор резонанса |
| ГИС | гибридная интегральная схема |
| ГКР | генератор кадровой развертки |
| ГКЧ | генератор качающейся частоты |
| ГМВ | генератор метровых волн |
| ГПД | генератор плавного диапазона |
| ГО | генератор огибающей |
| ГС | генератор сигналов |
| Сокращение | Расшифровка сокращения |
| ГСР | генератор строчной развертки |
| гсс | генератор стандартных сигналов |
| гг | генератор тактовой частоты |
| ГУ | головка универсальная |
| ГУН | генератор, управляемый напряжением |
| Д | детектор |
| дв | длинные волны |
| дд | дробный детектор |
| дн | делитель напряжения |
| дм | делитель мощности |
| дмв | дециметровые волны |
| ДУ | дистанционное управление |
| ДШПФ | динамический шумопонижающий фильтр |
| ЕАСС | единая автоматизированная сеть связи |
| ЕСКД | единая система конструкторской документации |
| зг | генератор звуковой частоты; задающий генератор |
| зс | замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель |
| ЗЧ | звуковая частота |
| И | интегратор |
| икм | импульсно-кодовая модуляция |
| ИКУ | измеритель квазипикового уровня |
| имс | интегральная микросхема |
| ини | измеритель линейных искажений |
| инч | инфранизкая частота |
| ион | источник образцового напряжения |
| ип | источник питания |
| ичх | измеритель частотных характеристик |
| к | коммутатор |
| КБВ | коэффициент бегущей волны |
| КВ | короткие волны |
| квч | крайне высокая частота |
| кзв | канал записи-воспроизведения |
| КИМ | кодо-импульсная модуляции |
| Буквенное сокращение | Расшифровка сокращения |
| кк | катушки кадровые отклоняющей системы |
| км | кодирующая матрица |
| кнч | крайне низкая частота |
| кпд | коэффициент полезного действия |
| КС | катушки строчные отклоняющей системы |
| ксв | коэффициент стоячей волны |
| ксвн | коэффициент стоячей волны напряжения |
| КТ | контрольная точка |
| КФ | катушка фокусирующая |
| ЛБВ | лампа бегущей волны |
| лз | линия задержки |
| лов | лампа обратной волны |
| лпд | лавинно-пролетный диод |
| лппт | лампово-полупроводниковый телевизор |
| м | модулятор |
| MA | магнитная антенна |
| MB | метровые волны |
| мдп | структура металл-диэлектрик-полупроводник |
| МОП | структура металл-окисел-полупроводник |
| мс | микросхема |
| МУ | микрофонный усилитель |
| ни | нелинейные искажения |
| нч | низкая частота |
| ОБ | общая база (включение транзистора по схеме с общей базой) |
| овч | очень высокая частота |
| ои | общий исток (включение транзистора *по схеме с общим истоком) |
| ок | общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором) |
| онч | очень низкая частота |
| оос | отрицательная обратная связь |
| ОС | отклоняющая система |
| ОУ | операционный усилитель |
| ОЭ | обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером) |
| Сокращение | Расшифровка сокращения |
| ПАВ | поверхностные акустические волны |
| пдс | приставка двухречевого сопровождения |
| ПДУ | пульт дистанционного управления |
| пкн | преобразователь код-напряжение |
| пнк | преобразователь напряжение-код |
| пнч | преобразователь напряжение частота |
| пос | положительная обратная связь |
| ППУ | помехоподавляющее устройство |
| пч | промежуточная частота; преобразователь частоты |
| птк | переключатель телевизионных каналов |
| птс | полный телевизионный сигнал |
| ПТУ | промышленная телевизионная установка |
| ПУ | предварительный усили^егіь |
| ПУВ | предварительный усилитель воспроизведения |
| ПУЗ | предварительный усилитель записи |
| ПФ | полосовой фильтр; пьезофильтр |
| пх | передаточная характеристика |
| пцтс | полный цветовой телевизионный сигнал |
| РЛС | регулятор линейности строк; радиолокационная станция |
| РП | регистр памяти |
| РПЧГ | ручная подстройка частоты гетеродина |
| РРС | регулятор размера строк |
| PC | регистр сдвиговый; регулятор сведения |
| РФ | режекторный или заграждающий фильтр |
| РЭА | радиоэлектронная аппаратура |
| СБДУ | система беспроводного дистанционного управления |
| СБИС | сверхбольшая интегральная схема |
| СВ | средние волны |
| свп | сенсорный выбор программ |
| СВЧ | сверхвысокая частота |
| сг | сигнал-генератор |
| сдв | сверхдлинные волны |
| Сокращение | Расшифровка сокращения |
| СДУ | светодинамическая установка; система дистанционного управления |
| СК | селектор каналов |
| СКВ | селектор каналов всеволновый |
| ск-д | селектор каналов дециметровых волн |
| СК-М | селектор каналов метровых волн |
| СМ | смеситель |
| енч | сверхнизкая частота |
| СП | сигнал сетчатого поля |
| сс | синхросигнал |
| сси | строчный синхронизирующий импульс |
| СУ | селектор-усилитель |
| сч | средняя частота |
| ТВ | тропосферные радиоволны; телевидение |
| твс | трансформатор выходной строчный |
| твз | трансформатор выходной канала звука |
| твк | трансформатор выходной кадровый |
| ТИТ | телевизионная испытательная таблица |
| ТКЕ | температурный коэффициент емкости |
| тки | температурный коэффициент индуктивности |
| ткмп | температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости |
| ткнс | температурный коэффициент напряжения стабилизации |
| ткс | температурный коэффициент сопротивления |
| тс | трансформатор сетевой |
| тц | телевизионный центр |
| тцп | таблица цветных полос |
| ТУ | технические условия |
| У | усилитель |
| УВ | усилитель воспроизведения |
| УВС | усилитель видеосигнала |
| УВХ | устройство выборки-хранения |
| УВЧ | усилитель сигналов высокой частоты |
| Буквенное сокращение | Расшифровка сокращения |
| УВЧ | ультравысокая частота |
| УЗ | усилитель записи |
| УЗЧ | усилитель сигналов звуковой частоты |
| УКВ | ультракороткие волны |
| УЛПТ | унифицированный ламповополупроводниковый телевизор |
| УЛЛЦТ | унифицированный лампово полупроводниковый цветной телевизор |
| УЛТ | унифицированный ламповый телевизор |
| УМЗЧ | усилитель мощности сигналов звуковой частоты |
| УНТ | унифицированный телевизор |
| УНЧ | усилитель сигналов низкой частоты |
| УНУ | управляемый напряжением усилитель. |
| УПТ | усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор |
| УПЧ | усилитель сигналов промежуточной частоты |
| УПЧЗ | усилитель сигналов промежуточной частоты звук? |
| УПЧИ | усилитель сигналов промежуточной частоты изображения |
| УРЧ | усилитель сигналов радиочастоты |
| УС | устройство сопряжения; устройство сравнения |
| УСВЧ | усилитель сигналов сверхвысокой частоты |
| УСС | усилитель строчных синхроимпульсов |
| УСУ | универсальное сенсорное устройство |
| УУ | устройство (узел) управления |
| УЭ | ускоряющий (управляющий) электрод |
| УЭИТ | универсальная электронная испытательная таблица |
| ФАПЧ | фазовая автоматическая подстройка частоты |
| Буквенное сокращение | Расшифровка сокращения |
| ФВЧ | фильтр верхних частот |
| ФД | фазовый детектор; фотодиод |
| ФИМ | фазо-импульсная модуляция |
| ФМ | фазовая модуляция |
| ФНЧ | фильтр низких частот |
| ФПЧ | фильтр промежуточной частоты |
| ФПЧЗ | фильтр промежуточной частоты звука |
| ФПЧИ | фильтр промежуточной частоты изображения |
| ФСИ | фильтр сосредоточенной избирательности |
| ФСС | фильтр сосредоточенной селекции |
| ФТ | фототранзистор |
| ФЧХ | фазо-частотная характеристика |
| ЦАП | цифро-аналоговый преобразователь |
| ЦВМ | цифровая вычислительная машина |
| ЦМУ | цветомузыкальная установка |
| ЦТ | центральное телевидение |
| ЧД | частотный детектор |
| ЧИМ | частотно-импульсная модуляция |
| чм | частотная модуляция |
| шим | широтно-импульсная модуляция |
| шс | шумовой сигнал |
| эв | электрон-вольт (е. В) |
| ЭВМ. | электронная вычислительная машина |
| эдс | электродвижущая сила |
| эк | электронный коммутатор |
| ЭЛТ | электронно-лучевая трубка |
| ЭМИ | электронный музыкальный инструмент |
| эмос | электромеханическая обратная связь |
| ЭМФ | электромеханический фильтр |
| ЭПУ | электропроигрывающее устройство |
| ЭЦВМ | электронная цифровая вычислительная машина |
Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.
Содержание:Каждая электрическая схема состоит из множества элементов, которые, в свою очередь, также включают в свою конструкцию различные детали. Наиболее ярким примером служат бытовые приборы. Даже обычный утюг состоит из нагревательного элемента, температурного регулятора, контрольной лампочки, предохранителя, провода и штепсельной вилки. Другие электроприборы имеют еще более сложную конструкцию, дополненную различными реле, автоматическими выключателями, электродвигателями, трансформаторами и многими другими деталями. Между ними создается электрическое соединение, обеспечивающее полное взаимодействие всех элементов и выполнение каждым устройством своего предназначения.
В связи с этим очень часто возникает вопрос, как научится читать электрические схемы, где все составляющие отображаются в виде условных графических обозначений. Данная проблема имеет большое значение для тех, кто регулярно сталкивается с электромонтажом. Правильное чтение схем дает возможность понять, каким образом элементы взаимодействуют между собой и как протекают все рабочие процессы.
Виды электрических схем
Для того чтобы правильно пользоваться электрическими схемами, нужно заранее ознакомиться с основными понятиями и определениями, затрагивающими эту область.
Любая схема выполняется в виде графического изображения или чертежа, на котором вместе с оборудованием отображаются все связующие звенья электрической цепи. Существуют различные виды электрических схем, различающиеся по своему целевому назначению. В их перечень входят первичные и вторичные цепи, системы сигнализации, защиты, управления и прочие. Кроме того, существуют и широко используются принципиальные и , полнолинейные и развернутые. Каждая из них имеет свои специфические особенности.
К первичным относятся цепи, по которым подаются основные технологические напряжения непосредственно от источников к потребителям или приемникам электроэнергии. Первичные цепи вырабатывают, преобразовывают, передают и распределяют электрическую энергию. Они состоят из главной схемы и цепей, обеспечивающих собственные нужды. Цепи главной схемы вырабатывают, преобразуют и распределяют основной поток электроэнергии. Цепи для собственных нужд обеспечивают работу основного электрического оборудования. Через них напряжение поступает на электродвигатели установок, в систему освещения и на другие участки.
Вторичными считаются те цепи, в которых подаваемое напряжение не превышает 1 киловатта. Они обеспечивают выполнение функций автоматики, управления, защиты, диспетчерской службы. Через вторичные цепи осуществляется контроль, измерения и учет электроэнергии. Знание этих свойств поможет научиться читать электрические схемы.
Полнолинейные схемы используются в трехфазных цепях. Они отображают электрооборудование, подключенное ко всем трем фазам. На однолинейных схемах показывается оборудование, размещенное лишь на одной средней фазе. Данное отличие обязательно указывается на схеме.
На принципиальных схемах не указываются второстепенные элементы, которые не выполняют основных функций. За счет этого изображение становится проще, позволяя лучше понять принцип действия всего оборудования. Монтажные схемы, наоборот, выполняются более подробно, поскольку они применяются для практической установки всех элементов электрической сети. К ним относятся однолинейные схемы, отображаемые непосредственно на строительном плане объекта, а также схемы кабельных трасс вместе с трансформаторными подстанциями и распределительными пунктами, нанесенными на упрощенный генеральный план.
В процессе монтажа и наладки широкое распространение получили развернутые схемы с вторичными цепями. На них выделяются дополнительные функциональные подгруппы цепей, связанных с включением и выключением, индивидуальной защитой какого-либо участка и другие.
Обозначения в электрических схемах
В каждой электрической цепи имеются устройства, элементы и детали, которые все вместе образуют путь для электрического тока. Они отличаются наличием электромагнитных процессов, связанных с электродвижущей силой, током и напряжением, и описанных в физических законах.
В электрических цепях все составные части можно условно разделить на несколько групп:
- В первую группу входят устройства, вырабатывающие электроэнергию или источники питания.
- Вторая группа элементов преобразует электричество в другие виды энергии. Они выполняют функцию приемников или потребителей.
- Составляющие третьей группы обеспечивают передачу электричества от одних элементов к другим, то есть, от источника питания - к электроприемникам. Сюда же входят трансформаторы, стабилизаторы и другие устройства, обеспечивающие необходимое качество и уровень напряжения.
Каждому устройству, элементу или детали соответствует условное обозначение, применяющееся в графических изображениях электрических цепей, называемых электрическими схемами. Кроме основных обозначений, в них отображаются линии электропередачи, соединяющие все эти элементы. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Места их соединений представляют собой узлы, обозначаемые на электрических схемах в виде точек. Существуют замкнутые пути движения тока, охватывающие сразу несколько ветвей и называемые контурами электрических цепей. Самая простая схема электрической цепи является одноконтурной, а сложные цепи состоят из нескольких контуров.
Большинство цепей состоят из различных электротехнических устройств, отличающихся различными режимами работы, в зависимости от значения тока и напряжения. В режиме холостого хода ток в цепи вообще отсутствует. Иногда такие ситуации возникают при разрыве соединений. В номинальном режиме все элементы работают с тем током, напряжением и мощностью, которые указаны в паспорте устройства.
Все составные части и условные обозначения элементов электрической цепи отображаются графически. На рисунках видно, что каждому элементу или прибору соответствует свой условный значок. Например, электрические машины могут изображаться упрощенным или развернутым способом. В зависимости от этого строятся и условные графические схемы. Для показа выводов обмоток используются однолинейные и многолинейные изображения. Количество линий зависит от количества выводов, которые будут разными у различных типов машин. В некоторых случаях для удобства чтения схем могут использоваться смешанные изображения, когда обмотка статора показывается в развернутом виде, а обмотка ротора - в упрощенном. Таким же образом выполняются и другие .
Также осуществляются упрощенным и развернутым, однолинейным и многолинейным способами. От этого зависит способ отображения самих устройств, их выводов, соединений обмоток и других составных элементов. Например, в трансформаторах тока для изображения первичной обмотки применяется утолщенная линия, выделенная точками. Для вторичной обмотки может использоваться окружность при упрощенном способе или две полуокружности при развернутом способе изображения.
Графические изображения других элементов:
- Контакты. Применяются в коммутационных устройствах и контактных соединениях, преимущественно в выключателях, контакторах и реле. Они разделяются на замыкающие, размыкающие и переключающие, каждому из которых соответствует свой графический рисунок. В случае необходимости допускается изображение контактов в зеркально-перевернутом виде. Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой.
- . Могут быть однополюсными и многополюсными. Основание подвижного контакта отмечается точкой. У автоматических выключателей на изображении указывается тип расцепителя. Выключатели различаются по типу воздействия, они могут быть кнопочными или путевыми, с размыкающими и замыкающими контактами.
- Плавкие предохранители, резисторы, конденсаторы. Каждому из них соответствуют определенные значки. Плавкие предохранители изображаются в виде прямоугольника с отводами. У постоянных резисторов значок может быть с отводами или без отводов. Подвижный контакт переменного резистора обозначается в виде стрелки. На рисунках конденсаторов отображается постоянная и переменная емкость. Существуют отдельные изображения для полярных и неполярных электролитических конденсаторов.
- Полупроводниковые приборы. Простейшими из них являются диоды с р-п-переходом и односторонней проводимостью. Поэтому они изображаются в виде треугольника и пересекающей его линии электрической связи. Треугольник является анодом, а черточка - катодом. Для других видов полупроводников существуют собственные обозначения, определяемые стандартом. Знание этих графических рисунков существенно облегчает чтение электрических схем для чайников.
- Источники света. Имеются практически на всех электрических схемах. В зависимости от назначения, они отображаются как осветительные и сигнальные лампы с помощью соответствующих значков. При изображении сигнальных ламп возможна заштриховка определенного сектора, соответствующего невысокой мощности и небольшому световому потоку. В системах сигнализации вместе с лампочками применяются акустические устройства - электросирены, электрозвонки, электрогудки и другие аналогичные приборы.
Как правильно читать электрические схемы
Принципиальная схема представляет собой графическое изображение всех элементов, частей и компонентов, между которыми выполнено электронное соединение с помощью токоведущих проводников. Она является основой разработок любых электронных устройств и электрических цепей. Поэтому каждый начинающий электрик должен в первую очередь овладеть способностями чтения разнообразных принципиальных схем.
Именно правильное чтение электрических схем для новичков, позволяет хорошо усвоить, каким образом необходимо выполнять соединение всех деталей, чтобы получился ожидаемый конечный результат. То есть устройство или цепь должны в полном объеме выполнять назначенные им функции. Для правильного чтения принципиальной схемы необходимо, прежде всего, ознакомиться с условными обозначениями всех ее составных частей. Каждая деталь отмечена собственным условно-графическим обозначением - УГО. Обычно такие условные знаки отображают общую конструкцию, характерные особенности и назначение того или иного элемента. Наиболее ярким примером служат конденсаторы, резисторы, динамики и другие простейшие детали.
Гораздо сложнее работать с компонентами, представленными транзисторами, симисторами, микросхемами и т.д. Сложная конструкция таких элементов предполагает и более сложное отображение их на электрических схемах.
Например, в каждом биполярном транзисторе имеется минимум три вывода - база, коллектор и эмиттер. Поэтому для их условного изображения требуются особые графические условные знаки. Это помогает различить между собой детали с индивидуальными базовыми свойствами и характеристиками. Каждое условное обозначение несет в себе определенную зашифрованную информацию. Например, у биполярных транзисторов может быть совершенно разная структура - п-р-п или р-п-р, поэтому изображения на схемах также будут заметно отличаться. Рекомендуется перед тем как читать принципиальные электрические схемы, внимательно ознакомиться со всеми элементами.
Условные изображения очень часто дополняются уточняющей информацией. При внимательном рассмотрении, можно увидеть возле каждого значка латинские буквенные символы. Таким образом обозначается та или иная деталь. Это важно знать, особенно, когда мы только учимся читать электрические схемы. Возле буквенных обозначений расположены еще и цифры. Они указывают на соответствующую нумерацию или технические характеристики элементов.
Учимся читать принципиальные электрические схемы
О том, как читать принципиальные схемы я уже рассказывал в первой части . Теперь хотелось бы раскрыть данную тему более полно, чтобы даже у новичка в электронике не возникало вопросов. Итак, поехали. Начнём с электрических соединений.
Не секрет, что в схеме какая-либо радиодеталь, например микросхема может соединяться огромным количеством проводников с другими элементами схемы. Для того чтобы высвободить место на принципиальной схеме и убрать "повторяющиеся соединительные линии" их объединяют в своеобразный "виртуальный" жгут - обозначают групповую линию связи. На схемах групповая линия связи обозначается следующим образом.
Вот взгляните на пример.
Как видим, такая групповая линия имеет большую толщину, чем другие проводники в схеме.
Чтобы не запутаться, куда какие проводники идут, их нумеруют.
На рисунке я отметил соединительный провод под номером 8 . Он соединяет 30 вывод микросхемы DD2 и 8 контакт разъёма XP5. Кроме этого, обратите внимание, куда идёт 4 провод. У разъёма XP5 он соединяется не со 2 контактом разъёма, а с 1, поэтому и указан с правой стороны соединительного проводника. Ко 2-му же контакту разъёма XP5 подключается 5 проводник, который идёт от 33 вывода микросхемы DD2. Отмечу, что соединительные проводники под разными номерами электрически между собой не связаны, и на реальной печатной плате могут быть разнесены по разным частям платы.
Электронная начинка многих приборов состоит из блоков. А, следовательно, для их соединения применяются разъёмные соединения. Вот так на схемах обозначаются разъёмные соединения.
XP1 - это вилка (он же "Папа"), XS1 - это розетка (она же "Мама"). Всё вместе это "Папа-Мама" или разъём X1 (X2 ).
Также в электронных устройствах могут быть механически связанные элементы. Поясню, о чём идёт речь.
Например, есть переменные резисторы, в которые встроен выключатель. Об одном из таких я рассказывал в статье про переменные резисторы . Вот так они обозначаются на принципиальной схеме. Где SA1 - выключатель, а R1 - переменный резистор. Пунктирная линия указывает на механическую связь этих элементов.
Ранее такие переменные резисторы очень часто применялись в портативных радиоприёмниках. При повороте ручки регулятора громкости (нашего переменного резистора) сначала замыкались контакты встроенного выключателя. Таким образом, мы включали приёмник и сразу той же ручкой регулировали громкость. Отмечу, что электрического контакта переменный резистор и выключатель не имеют. Они лишь связаны механически.
Такая же ситуация обстоит и с электромагнитными реле . Сама обмотка реле и его контакты не имеют электрического соединения, но механически они связаны. Подаём ток на обмотку реле - контакты замыкаются или размыкаются.
Так как управляющая часть (обмотка реле) и исполнительная (контакты реле) могут быть разнесены на принципиальной схеме, то их связь обозначают пунктирной линией. Иногда пунктирную линию вообще не рисуют , а у контактов просто указывают принадлежность к реле (K1 .1) и номер контактной группы (К1.1 ) и (К1.2 ).
Ещё довольно наглядный пример - это регулятор громкости стереоусилителя. Для регулировки громкости требуется два переменных резистора. Но регулировать громкость в каждом канале по отдельности нецелесообразно. Поэтому применяются сдвоенные переменные резисторы, где два переменных резистора имеют один регулирующий вал. Вот пример из реальной схемы.
На рисунке я выделил красным две параллельные линии - именно они указывают на механическую связь этих резисторов, а именно на то, что у них один общий регулирующий вал. Возможно, вы уже заметили, что эти резисторы имеют особое позиционное обозначение R4.1 и R4.2 . Где R4 - это резистор и его порядковый номер в схеме, а 1 и 2 указывают на секции этого сдвоенного резистора.
Также механическая связь двух и более переменных резисторов может указываться пунктирной линией, а не двумя сплошными.
Отмечу, что электрически эти переменные резисторы не имеют контакта между собой. Их выводы могут быть соединены только в схеме.
Не секрет, что многие узлы радиоаппаратуры чувствительны к воздействию внешних или "соседствующих" электромагнитных полей. Особенно это актуально в приёмопередающей аппаратуре. Чтобы защитить такие узлы от воздействия нежелательных электромагнитных воздействий их помещают в экран, экранируют. Как правило, экран соединяют с общим проводом схемы. На схемах это отображается вот таким образом.
Здесь экранируется контур 1T1 , а сам экран изображается штрих-пунктирной линией, который соединён с общим проводом. Экранирующим материалом может быть алюминий, металлический корпус, фольга, медная пластина и т.д.
А вот таким образом обозначают экранированные линии связи. На рисунке в правом нижнем углу показана группа из трёх экранированных проводников.
Похожим образом обозначается и коаксиальный кабель. Вот взгляните на его обозначение.
В реальности экранированый провод (коаксиальный) представляет собой проводник в изоляции, который снаружи покрыт или обмотан экраном из проводящего материала. Это может быть медная оплётка или покрытие из фольги. Экран, как правило, соединяют с общим проводом и тем самым отводят электромагнитные помехи и наводки.
Повторяющиеся элементы.
Бывают нередкие случаи, когда в электронном устройстве применяются абсолютно одинаковые элементы и загромождать ими принципиальную схему нецелесообразно. Вот, взгляните на такой пример.
Здесь мы видим, что в схеме присутствуют одинаковые по номиналу и мощности резисторы R8 - R15. Всего 8 штук. Каждый из них соединяет соответствующий вывод микросхемы и четырёхразрядный семисегментный индикатор. Чтобы не указывать эти повторяющиеся резисторы на схеме их просто заменили жирными точками.
Ещё один пример. Схема кроссовера (фильтра) для акустической колонки. Обратите внимание на то, как вместо трёх одинаковых конденсаторов C1 - C3 на схеме указан лишь один конденсатор , а рядом отмечено количество этих конденсаторов. Как видно из схемы, данные конденсаторы необходимо соединить параллельно , чтобы получить общую ёмкость 3 мкФ.
Аналогично и с конденсаторами C6 - C15 (10 мкФ) и C16 - C18 (11,7 мкФ). Их необходимо соединить параллельно и установить на место обозначенных конденсаторов.
Следует отметить, что правила обозначения радиодеталей и элементов на схемах в зарубежной документации несколько иные. Но, человеку, получившему хотя бы базовые знания по данной теме разобраться в них будет гораздо проще.
Основными техническими документами для электромонтера и электромонтажника являются чертежи и электрические схемы. Чертеж включает размеры, форму, материал и состав электроустановки. По нему не всегда можно понять функциональную связь между элементами. В ней помогает разобраться электрическая схема, которую необходимо иметь при пользовании чертежами электроустановок.
Чтобы читать , необходимо хорошо знать и помнить: наиболее распространенные условные обозначения обмоток, контактов, трансформаторов, двигателей, выпрямителей, ламп и т. п., условные обозначения, применяющиеся в той области с которой преимущественно приходится сталкиваться в силу профессии, схемы наиболее распространенных узлов электроустановок, например двигателей, выпрямителей, освещения лампами накаливания и газоразрядными и т. п, свойства последовательного и параллельного соединений контактов, обмоток, сопротивлений, индуктивностей и емкостей.
Расчленение схем на простые цепи
Любая электроустановка удовлетворяет определенным условиям действия. Поэтому при чтении схем, во-первых, нужно выявить эти условия, во-вторых - определить, отвечают ли полученные условия задачам, которые должны электроустановкой решаться, в-третьих, следует проверить, не получились ли попутно "лишние" условия, и оценить их последствия.
Для решения этих вопросов пользуются несколькими приемами.
Первый из них состоит в том, что схема электроустановки мысленно расчленяется на простые цепи, которые сначала рассматривают отдельно, а затем в сочетаниях.
Простая цепь включает источник тока (батарея, вторичная обмотка трансформатора, заряженный конденсатор и т. п.), приемник тока (двигатель, резистор, лампа, обмотка реле, разряженный конденсатор и т. п.), прямой провод (от источника тока к приемнику), обратный провод (от приемника тока к источнику) и один контакт аппарата (выключателя, реле и т. п.). Понятно, что в цепях, не допускающих размыкания, например в цепях трансформаторов тока, контактов нет.
При чтении схемы нужно сначала мысленно расчленить ее на простые цепи, чтобы проверить возможности каждого элемента, а затем рассмотреть их совместное действие.
Реальность схемных решений
Наладчики хорошо знают, что не всегда могут быть осуществлены на деле схемные решения, хотя они не содержат явных ошибок. Иными словами, проектные электрические схемы не всегда реальны.
Поэтому одна из задач чтения электрических схем состоит в том, чтобы проверить, могут ли быть выполнены заданные условия.
Нереальность схемных решений обычно имеет в основном следующие причины:
не хватает энергии для срабатывания аппарата,
В схему проникает "лишняя" энергия, вызывающая непредвиденное срабатывание пли препятствующая своевременному отпусканию ,
не хватает времени для совершения заданных действий,
аппаратом задана уставка, которая не может быть достигнута,
совместно применены аппараты, резко отличающиеся по свойствам,
не учтены коммутационная способность, уровень изоляции аппаратов и проводки, не погашены коммутационные перенапряжения,
не учтены условия, в которых электроустановка будет эксплуатироваться,
при проектировании электроустановки за основу принимается ее рабочее состояние, но не решается вопрос о том, как ее привести в это состояние и в каком состоянии она окажется, например, в результате кратковременного перерыва питания.
Порядок чтения электрических схем и чертежей
Прежде всего, необходимо ознакомиться с наличными чертежами (или составить оглавление, если его нет) и систематизировать чертежи (если этого не сделано в проекте) по назначению.
Чертежи чередуют в таком порядке, чтобы чтение каждого последующего являлось естественным продолжением чтения предыдущего. Затем уясняют принятую систему обозначений и маркировки.
Если она не отражена па чертежах, то ее выясняют и записывают.
На выбранном чертеже читают все надписи, начиная со штампа, затем примечания, экспликации, пояснения, спецификации и т. д. При чтении экспликации обязательно находят на чертежах аппараты, в ней перечисленные. При чтении спецификации сопоставляют их с экспликациями.
Если на чертеже имеются ссылки на другие чертежи, то нужно найти эти чертежи и разобраться в содержании ссылок. Например, в одну схему входит контакт, принадлежащий аппарату, изображенному на другой схеме. Значит, нужно уяснить, что это за аппарат, для чего служит, в каких условиях работает и т. п.
При чтении чертежей, отражающих электропитание, электрическую защиту, управление, сигнализацию и т. п.:
1) определяют источники электропитания, род тока, величину напряжения и т. п. Если источников несколько или применено несколько напряжений, то уясняют, чем это вызвано,
2) расчленяют схему па простые цени и, рассматривая их сочетание, устанавливают условия действия. Рассматривать всегда начинают с того аппарата, который нас в данном случае интересует. Например, если не работает двигатель, то нужно найти па схеме его цепь и посмотреть, контакты каких аппаратов в нее входят. Затем находят цепи аппаратов, управляющих этими контактами, и т. д.,
3) строят диаграммы взаимодействия, выясняя с их помощью: последовательность работы во времени, согласованность времени действия аппаратов в пределах данного устройства, согласованность времени действия совместно действующих устройств (например, автоматики, защиты, телемеханики, управляемых приводов и т. п.), последствия перерыва электропитания. Для этого поочередно, предполагая отключенными выключатели и автоматы электропитания (предохранители перегоревшие), оценивают возможные последствия, возможность выхода устройства в рабочее положение из любого состояния, в котором оно могло оказаться, например после ревизии,
4) оценивают последствия вероятных неисправностей: незамыкание контактов поочередно по одному, нарушения изоляции относительно земли поочередно для каждого участка,
5) нарушения изоляции между проводами воздушных линий, выходящих за пределы помещений и т. п.,
5) проверяют схему па отсутствие ложных цепей,
6) оценивают надежность электропитания и режим работы оборудования,
7) проверяют выполнение мер, обеспечивающих безопасность при условии организации работ, обусловленных действующими правилами ( , СНиП и т. п.).
Когда при выезде на рыбалку вдруг под вечер не загораются фары на личном авто, некоторые водители хватаются за голову. Они не умеют читать электрические схемы автомобиля и поломка такого рода сразу становится неразрешимой проблемой . По этой причине обучение грамоте чтения электросхем не просто прихоть, а необходимость для нормального использования железного коня.
Виды электросхем
Обучение всему неизвестному обычно начинают с азов или начальных понятий. Чтобы научиться читать электрические принципиальные схемы, узнают, что они из себя представляют и зачем нужны. Вот основные виды:
Тип таких изображений определяют по его предназначению. Например, для сборки требуется один план, для понятия принципа действия - другой, для ремонта - третий и так далее.
Условные обозначения
Столкнувшись впервые с электрической схемой, новичок может подумать, что перед ним китайская грамота. Однако, освоив основные обозначения и принципы построения, очень скоро чтение электросхем для начинающих может стать привычным делом. Для начала определяются с основными частями любой документации такого толка. Это три группы общих по функциям составляющих элементов:
Для всех составляющих электроцепи придуманы условные обозначения. Значки расставляются в той последовательности, как они соединены электропроводкой, а не по буквальному расположению. То есть две лампочки могут располагаться на приборе рядом, а на схеме - в противоположных друг от друга частях. Элементы, подсоединённые к одному напряжению цепи, называются ветвью. Они соединены узлами. Узлы на схеме выделяют точками. Замкнутые контуры могут содержать несколько ветвей. Самые простые электросхемы - это изображения одноконтурных цепей . Самые сложные - многоконтурные.
Для изучения расшифровки условных обозначений пользуются специальными справочниками. Кроме условных обозначений, на схемах применяют пояснительные надписи и указания маркировок используемого электрооборудования и деталей.
Порядок чтения
По сути, электросхема - это чертёж. На ней с помощью условных обозначений изображено устройство электрооборудования. Зная основные принципы построения таких чертежей и условные обозначения, можно освоить чтение электрических схем. Для начинающих это именно то, что нужно. Так, легче всего тренироваться на упрощённых чертежах, чем на тех, где показаны все детали.
Для правильного чтения схем усваивают простой алгоритм действий, который поможет не упустить важных мелочей. Вот последовательность изучения электросхемы:
Понять такие схемы начинающему электрику очень трудно. Однако, зная азы, они могут сделать простой ремонт электрооборудования, используя электросхему своего автомобиля.
