Электрические схемы: Как читать электрические схемы ⋆ diodov.net

Содержание

Как читать электрические схемы ⋆ diodov.net

При изучении электроники возникает вопрос, как читать электрические схемы. Естественным желанием начинающего электронщика или радиолюбителя является спаять какое-то интересное электронное устройство. Однако на начальном пути достаточных теоретических знаний и практических навыков как всегда не хватает. Поэтому устройство собирают вслепую. И часто бывает, что спаянное устройство, на которое было затрачено много времени, сил и терпения, – не работает, что вызывает только разочарование и отбивает желание у начинающего радиолюбителя заниматься электроникой, так и не ощутив все прелести данной науки. Хотя, как оказывается, схема не заработала из-за допущения сущего пустяковой ошибки. На исправление такой ошибки у более опытного радиолюбителя ушло бы меньше минуты.

В данной статье приведены полезные рекомендации, которые позволят свести к минимуму количество ошибок. Помогут начинающему радиолюбителю собирать различные электронные устройства, которые заработают с первого раза.

Как научиться читать электрические схемы

Любая радиоэлектронная аппаратура состоит из отдельных радиодеталей, спаянных (соединенных) между собой определенным образом. Все радиодетали, их соединения и дополнительные обозначения отображаются на специальном чертеже. Такой чертеж называется электрической схемой. Каждая радиодеталь имеет свое обозначение, которое правильно называется условное графическое обозначение, сокращенно – УГО. К УГО мы вернемся дальше в этой статье.

Принципиально можно выделить два этапа совершенствования чтения электрических схем. Первый этап характерен для монтажников радиоэлектронной аппаратуры. Они просто собирают (паяют) устройства не углубляясь в назначение и принцип работы основных его узлов. По сути дела – это скучная работа, хотя, хорошо паять, нужно еще поучиться. Лично мне гораздо интересней паять то, что я полностью понимаю, как оно работает. Появляются множества вариантов для маневров. Понимаешь какой номинал, например резистора или конденсатора критичный в данной случае, а каким можно пренебречь и заменить другим. Какой транзистор можно заменить аналогом, а где следует использовать транзистор только указанной серии. Поэтому лично мне ближе второй этап.

Второй этап присущ разработчикам радиоэлектронной аппаратуры. Такой этап является самый интересный и творческий, поскольку совершенствоваться в разработке электронных схем можно бесконечно.

По этому направлению написаны целые тома книг, наиболее известной из которых является «Искусство схемотехники». Именно к этому этапу мы будем стремиться подойти. Однако здесь уже потребуются и глубокие теоретические знания, но все оно того стоит.

Учиться читать электрические схемы мы будем из самых простых примеров и постепенно продвигаться дальше.

Обозначение источников питания

Любое радиоэлектронное устройство способно выполнять свои функции только при наличии электроэнергии. Принципиально выделяют два типа источников электроэнергии: постоянного и переменного тока. В данной статье рассматриваются исключительно источниках постоянного тока.

К ним относятся батарейки или гальванические элементы, аккумуляторные батареи, различного рода блоки питания и т.п.

В мире насчитывается тысячи тысяч разных аккумуляторов, гальванических элементов и т.п., которые отличаются как внешним видом, так и конструкцией. Однако всех их объединяет общее функциональное назначение – снабжать постоянным током электронную аппаратуру. Поэтому на чертежах электрических схем источники они обозначаются единообразно, но все же с некоторыми небольшими отличиями.

Электрические схемы принято рисовать слева на право, то есть так, как и писать текст. Однако такого правила далеко не всегда придерживаются, особенно радиолюбители. Но, тем не менее, такое правило следует взять на вооружение и применять в дальнейшем.

Гальванический элемент или одна батарейка, неважно “пальчиковая”, “мизинчиковая” или таблеточного типа, обозначается следующим образом: две параллельные черточки разной длины. Черточка большей длины обозначает положительный полюс – плюс «+», а короткая – минус «-».

Также для большей наглядности могут проставляться знаки полярности батарейки. Гальванический элемент или батарейка имеет стандартное буквенное обозначение G.

Однако радиолюбители не всегда придерживаются такой шифровки и часто вместо G пишут букву E, которая обозначает, что данный гальванический элемент является источником электродвижущей силы (ЭДС). Также рядом может указываться величина ЭДС, например 1,5 В.

Иногда вместо изображения источника питания показывают только его клеммы.

Группа гальванических элементов, которые могут повторно перезаряжаться, аккумуляторной батареей. На чертежах электрических схем они обозначается аналогично. Только между параллельными черточками находится пунктирная линия и применяется буквенное обозначение GB. Вторая буква как раз и обозначает «батарея».

Обозначение проводов и их соединений на схемах

Электрические провода выполняют функцию объединения всех электронных элементов в единую цепь.

Они выполняют роль «трубопровода» – снабжают электронные компонент электронами. Провода характеризуются множеством параметров: сечением, материалом, изоляцией и т.п. Мы же будем иметь дело с монтажными гибкими проводами.

На печатных платах проводами служат токопроводящие дорожки. Вне зависимости от вида проводника (проволока или дорожка) на чертежах электрических схем они обозначаются единым образом – прямой линией.

Например, для того, что бы засветить лампу накаливания необходимо напряжение от аккумуляторной батареи подвести с помощью соединительных проводов к лампочке. Тогда цепь будет замкнута и в ней начнет протекать ток, который вызовет нагрев нити лампы накаливания до свечения.

Проводник принять обозначать прямой линией: горизонтальной или вертикальной. Согласно стандарту, провода или токоведущие дорожки могут изображаться под углом 90 или 135 градусов.

В разветвленных цепях проводники часто пересекаются. Если при этом не образуется электрическая связь, то точка в месте пересечения не ставится.

Если в месте пересечения проводников образуется электрическая связь, то это место обозначается точкой, называемой электрическим узлом. В узле могут пересекаться одновременно несколько проводников. Здесь я советую познакомиться с первым законом Кирхгофа.

Обозначение общего провода

В сложных электрических цепях с целью улучшения читаемости схемы часто проводники, соединенные с отрицательной клеммой источника питания, не изображают. А вместо них применяют знаки, обозначающие отрицательных провод, который еще называют общий или масса или шасси или земля.

Рядом со знаком заземления часто, особенно в англоязычных схемах, делается надпись GND, сокращенно от GRAUND – земля.

Однако следует знать, что общий провод не обязательно должен быть отрицательным, он также может быть и положительным. Особенно часто за положительный общий провод принимался в старых советских схемах, в которых преимущественно использовались транзисторы

pnp структуры.

Поэтому, когда говорят, что потенциал в какой-то точке схемы равен какому-то напряжению, то это означает, что напряжение между указанной точкой и «минусом» блока питания равен соответствующему значению.

Например, если напряжение в точке 1 равно 8 В, а в точке 2 оно имеет величину 4 В, то нужно положительный щуп вольтметра установить в соответствующую точку, а отрицательный – к общему проводу или отрицательной клемме.

Таким подходом довольно часто пользуются, поскольку это очень удобно с практической точки зрения, так как достаточно указать только одну точку.

Особенно часто это применяется при настройке или регулировке радиоэлектронной аппаратуре. Поэтому учиться читать электрические схемы гораздо проще, пользуясь потенциалами в конкретных точках.

Условное графическое обозначение радиодеталей

Основу любого электронного устройства составляют радиодетали. К ним относятся резисторы, светодиоды, транзисторы, конденсаторы, различные микросхемы и т.

д. Чтобы научиться читать электрические схемы нужно хорошо знать условные графические обозначения всех радиодеталей.

Для примера рассмотрим следующий чертеж. Он состоит из батареи гальванических элементов GB1, резистора R1 и светодиода VD1. Условное графическое обозначение (УГО) резистора имеет вид прямоугольника с двумя выводами. На чертежах он обозначается буквой R, после которой ставится его порядковый номер, например R1, R2, R5 и т. д.

Поскольку важным параметром резистора помимо сопротивления является мощность рассеивания, то ее значение также указывается в обозначении.

УГО светодиода имеет вид треугольника с риской у его вершины; и двумя стрелочками, острия которых направлены от треугольника. Один вывод светодиода называется анодом, а второй – катодом.

Светодиод, как и «обычный» диод, пропускает ток только в одном направлении – от анода к катоду.

Данный полупроводниковый прибор обозначается VD, а его тип указывается в спецификации или в описании к схеме. Характеристики конкретного типа светодиода приводятся в справочниках или «даташитах».

Как читать электрические схемы реально

Давайте вернемся к простейшей схеме, состоящей из батареи гальванических элементов GB1, резистора R1 и светодиода VD1.

Как мы видим – цепь замкнута. Поэтому в ней протекает электрический ток I, который имеет одинаковое значение, поскольку все элементы соединены последовательно. Направление электрического тока I от положительной клеммы GB1 через резистор R1, светодиод VD1 к отрицательной клемме.

Назначение всех элементов вполне понятно. Конечной целью является свечение светодиода. Однако, чтобы он не перегрелся и не вышел из строя резистор ограничивает величину тока.

Величина напряжения, согласно второму закона Кирхгофа, на всех элементах может отличаться и зависит от сопротивления резистора

R1 и светодиод VD1.

Если измерить вольтметром напряжение на R1 и VD1, а затем полученные значения сложить, то их сумма будет равна напряжению на GB1: V1 = V2 + V3.

Соберем по данному чертежу реальное устройство.

Как читать электрические схемы с минимальным набором радиодеталей мы разобрались. Теперь можем перейти к более сложному варианту.

Добавляем радиодетали

Рассмотрим следующую схему, состоящую из четырех параллельных ветвей. Первая представляет собой лишь аккумуляторную батарею GB1, напряжением 4,5 В. Во второй ветви последовательно соединены нормально замкнутые контакты K1.1 электромагнитного реле K1, резистора R1 и светодиода VD1. Далее по чертежу находится кнопка

SB1.

Третья параллельная ветвь состоит из электромагнитного реле K1, шунтированного в обратном направлении диодом VD2.

В четвертой ветви имеются нормально разомкнутые контакты K1.2 и бузер BA1.

Здесь присутствуют элементы, ранее нами не рассмотрены в данной статье: SB1 – это кнопка без фиксации положения. Пока она нажата ее, контакты замкнуты. Но как только мы перестанем нажимать и уберем палец с кнопки, контакты разомкнутся. Такие кнопки еще называют тактовыми.

Следующий элемент– это электромагнитное реле K1. Принцип работы его заключается в следующем. Когда на катушку подано напряжение, замыкаются его разомкнутые контакты и размыкаются замкнутые контакты.

Все контакты, которые соответствуют реле K1, обозначаются K1.1, K1. 2 и т. д. Первая цифра означает принадлежность их соответствующему реле.

Бузер

Следующий элемент, ранее не знакомый нам, – это бузер. Бузер в какой-то степени можно сравнить с маленьким динамиком. При подаче переменного напряжения на его выводы раздается звук соответствующей частоты. Однако в нашей схеме отсутствует переменное напряжение. Поэтому мы будем применять активный бузер, который имеет встроенный генератор переменного тока.

Пассивный бузер – для переменного тока.

Активный бузер – для постоянного тока.

Активный бузер имеет полярность, поэтому следует ее придерживаться.

Теперь мы уже можем рассмотреть, как читать электрическую схему в целом.

В исходном состоянии контакты K1.1 находятся в замкнутом положении. Поэтому ток протекает по цепи от GB1 через K1. 1, R1, VD1 и возвращается снова к GB1.

При нажатии кнопки SB1 ее контакты замыкаются, и создается путь для протекания тока через катушку K1. Когда реле получило питание ее нормально замкнутые контакты K1.1 размыкаются, а нормально замкнутые контакты K1.2 замыкаются. В результате гаснет светодиод VD1 и раздается звук бузера BA1.

Теперь вернемся к параметрам электромагнитного реле K1. В спецификации или на чертеже обязательно указывается серия применяемого реле, например HLS‑4078‑DC5V. Такое реле рассчитано на номинальное рабочее напряжение 5 В. Однако GB1 = 4,5 В, но реле имеет некоторый допустимы диапазон срабатывания, поэтому оно будет хорошо работать и при напряжении 4,5 В.

Для выбора бузера часто достаточно знать лишь его напряжение, однако иногда нужно знать и ток. Также следует не забывать и о его типе – пассивный или активный.

Диод VD2 серии 1N4148 предназначен для защиты элементов, которые производят размыкание цепи, от перенапряжения. В данном случае можно обойтись и без него, поскольку цепь размыкает кнопка SB1. Но если ее размыкает транзистор или тиристор, то VD2 нужно обязательно устанавливать.

Учимся читать схемы с транзисторами

На данном чертеже мы видим транзистор VT1 и двигатель M1. Для определенности будем применять транзистор типа 2N2222, который работает в режиме электронного ключа.

Чтобы транзистор открылся, нужно на его базу подать положительный потенциал относительно эмиттера – для npn типа; для pnp типа нужно подавать отрицательный потенциал относительно эмиттера.

Кнопка SA1 с фиксацией, то есть он сохраняет свое положение после нажатия. Двигатель M1 постоянного тока.

В исходном состоянии цепь разомкнута контактами SA1. При нажатии кнопки SA1 создается несколько путей протеканию тока. Первый путь – «+» GB1 – контакты SA1 – резистор R1 – переход база-эмиттер транзистора VT1 – «-» GB1. Под действием протекающего тока через переход база-эмиттер транзистор открывается и образуется второй путь току – «+»GB1SA1 – катушка реле K1 – коллектор-эмиттер VT1 – «-» GB1.

Получив питание, реле K1 замыкает свои разомкнутые контакты K1.1 в цепи двигателя M1. Таким образом, создается третий путь: «+» GB1SA1K1. 1M1 – «-» GB1.

Теперь давайте все подытожим. Для того чтобы научиться читать электрические схемы, на первых порах достаточно лишь четко понимать законы Кирхгофа, Ома, электромагнитной индукции; способы соединения резисторов, конденсаторов; также следует знать назначение всех элементом. Также поначалу следует собирать те устройства, на которые имеются максимально подробные описания назначения отдельных компонентов и узлов.

Разобраться в общем подходе к разработке электронных устройств по чертежам, с множеством практических и наглядных примеров поможет мой очень полезный для начинающих курс Как читать электрические схемы и создавать электронные устройства. Пройдя данный курс, Вы сразу почувствуете, что перешли от новичка на новый уровень.

Еще статьи по данной теме

Как читать электрические схемы с транзистором

В прошлой статье мы рассматривали схему без биполярного транзистора. Для того, чтобы понять, как работает транзистор, мы с вами соберем простой регулятор мощности свечения лампочки накаливания с помощью двух резисторов и транзистора.

Управление мощностью с помощью транзистора

Итак, я буду делать схему регулятора мощности свечения лампочки накаливания с помощью советского транзистора КТ815Б. Она будет выглядеть следующим образом:

На схеме мы видим лампу накаливания, транзистор и два резистора. Один из них переменный. Итак, главное правило транзистора: меняя силу тока в цепи базы, мы тем самым меняем силу тока в цепи коллектора, а следовательно,  мощность свечения самой лампы.

Как в нашей схеме будет все это выглядеть? Здесь я показал две ветви. Одну синим цветом, другую красным.

Как вы видите, в синей ветке цепи последовательно друг за другом идут +12В—-R1—-R2—-база—-эмиттер—-минус питания. А как вы помните, если резисторы либо  различные потребители (нагрузки) цепи идут друг за другом последовательно, то через все эти нагрузки, потребители и резисторы протекает одна и та же сила тока. Правило делителя напряжения. То есть в данный момент для удобства объяснения, я назвал эту силу тока, как ток базы Iб . Все то же самое можно сказать и о красной ветви. Ток пойдет по такому пути: +12В—-лампочка—-коллектор—-эмиттер—-минус питания.  В ней будет протекать ток коллектора Iк.

Итак, для чего мы сейчас разобрали эти ветви цепи? Дело в том, что через базу и эмиттер протекает базовый ток Iб , который протекает также и через переменный резистор R1 и резистор R2. Через коллектор-эмиттер протекает ток коллектора , который  также течет и через лампочку накаливания.

Ну и теперь самое интересное: коллекторный ток зависит от того, какая сила тока в данный момент течет через базу-эмиттер. То есть прибавив базовый ток, мы тем самым прибавляем и коллекторный ток. А раз коллекторный ток у нас стал больше, значит и через лампочку сила тока стала больше, и лампочка загорелась еще ярче. Управляя слабым током базы, мы можем управлять большим током коллектора. Это и есть принцип работы биполярного транзистора.

[quads id=1]

Как нам теперь регулировать силу тока через базу-эмиттер? Вспоминаем закон Ома: I=U/R. Следовательно, прибавляя или убавляя значение сопротивления в цепи базы, мы тем самым можем менять силу тока базы! Ну а она уже будет регулировать силу тока в цепи коллектора. Получается, меняя значение переменного резистора, мы тем самым меняем свечение лампочки 😉

И еще один небольшой нюанс.

Как вы заметили в схеме есть резистор R2. Для чего он нужен? Дело все в том, что может случится пробой перехода база-эмиттер. Или, простым языком, он выгорит. Если бы его не было, то при изменении сопротивления на переменном резисторе R1 до нуля Ом, мы бы махом выжгли P-N переход базы-эмиттера. Поэтому, чтобы такого не было, мы должны  подобрать резистор, который бы при сопротивлении на R1 в ноль Ом, ограничивал бы силу тока на базу, чтобы ее не выжечь.

Получается, мы должны подобрать такую силу тока на базу, чтобы лампочка светилась на полную яркость, но при этом переход база-эмиттер был бы целым. Если сказать языком электроники –  мы должны подобрать такой резистор, который бы вогнал  транзистор в границу насыщения, но не более того.

Такой резистор я подбирал с помощью магазина сопротивления. Его также можно подобрать с помощью переменного резистора. Резистор в базе часто называют токоограничительным.

Регулятор свечения лампочки на транзисторе


Ну а теперь дело за практикой. Собираем схему в реале:

Кручу переменный резистор и добиваюсь того, чтобы лампочка горела на весь накал:

Кручу еще чуток и лампочка светит в пол накала:

Выкручиваю переменный резистор до упора и лампочка тухнет:

Вместо лампочки можно взять любую другую нагрузку, например, вентилятор от компьютера. В этом случае, меняя значение переменного резистора, я могу управлять частотой вращения вентилятора, тем самым убавляя или прибавляя силу потока воздуха.

Здесь вентилятор не крутится, так как я на переменном резисторе выставил большое сопротивление:

Ну а здесь, покрутив переменный резистор, я уже могу регулировать обороты вентилятора:

Можно сказать, что получилась готовая схема, чтобы обдувать себя жарким летним деньком ;-). Стало холодно – убавил обороты, стало слишком жарко – прибавил 😉

Прошаренные чайники-электронщики могут сказать: “А зачем так сильно все было усложнять? Не проще ли было просто взять переменный резистор и соединить последовательно с нагрузкой?

Да, можно.

Но должны соблюдаться некоторые условия. Предположим у нас лампа накаливания большой мощности, а значит и сила тока в цепи тоже будет приличная. В этом случае переменный резистор должен быть большой мощности, так как при выкручивании до упора в сторону маленького сопротивления через него побежит большой ток. Вспоминаем формулу выделяемой мощности на нагрузке: P=I2R. Переменный резистор сгорит (проверено не раз на собственном опыте).

В схеме с транзистором весь груз ответственности, то бишь всю мощность рассеивания, транзистор берет на себя. В схеме с транзистором переменный резистор спалить уже будет невозможно, так как сила тока в цепи базы в десятки, а  то и в сотни раз меньше (в зависимости от беты транзистора), чем сила тока через нагрузку, в нашем случае через лампочку.

Греться по-максимуму транзистор будет только тогда, когда мы регулируем мощность нагрузки наполовину. В этом случае половина отсекаемой мощности в нагрузке будет рассеиваться на транзисторе. Поэтому, если вы регулируете мощную нагрузку, то для начала поинтересуйтесь таким параметром, как мощность рассеивания транзистора и при необходимости не забывайте ставить транзисторы на радиаторы.

Резюме

Главное предназначение транзистора – управление большой силой тока с помощью малой силы тока, то есть с помощью маленького базового тока мы можем регулировать приличный коллекторный ток.

Есть критического значение базового тока, которые нельзя превышать, иначе сгорит переход база-эмиттер. Такая сила тока через базу возникает, если потенциал на базе будет более 5 Вольт в прямом смещении. Но лучше даже близко не приближаться к такому значению. Также не забывайте, чтобы открыть транзистор, на базе должен быть потенциал больше, чем 0,6-0,7 Вольт для кремниевого транзистора.

Резистор в базе служит для ограничения протекающего  тока через базу-эмиттер. Его значение выбирают в зависимости от режима работы схемы. В основном это граница насыщения транзистора, при котором коллекторный ток начинает принимать свои максимальные значения.

При проектировании схемы не забываем, что лишняя мощность рассеивается на транзисторе. Самый щадящий режим – это режим отсечки и насыщения, то есть лампа либо вообще не горит, либо горит на всю мощность. Самая большая мощность будет выделяться на транзисторе в том случае, если лампа горит в пол накала.

Как читать электрические схемы: как работает, как составлять

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

Как научиться читать электрическую схему

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

Простейшая электрическая схема

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

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

Условные графические значения электросхемы

Основные правила

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

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

Разбивка чертежа на несколько частей как основное правило

Условные обозначения

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

Условное значение букв на документе

Как составлять схему

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

Составление документа по госту

Описание работы

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

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

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

Схемы электрических цепей, параметры и элементы электрических цепей, ЭДС

Схемы электрической цепи, понятие параметров и элементов электрических цепей:

Для начала вспомним определения:

Параметрами электрической цепи называется величина, связывающая ток и напряжение на конкретном участке цепи (r – сопротивлением, рис. 1 а; L – индуктивностью, рис. 1 б; C  – ёмкостью, рис. 1 в. ).

Элементами электрической цепи называют отдельные устройства входящие в электрическую цепь и выполняющие в ней определённую функцию. Пример отдельных элементов и простой схемы электрической цепи:

Рис.1

                                             Схемы электрических цепей:

        При конструировании, монтаже и работе электрических установок (электрооборудования) нельзя обойтись без электрических схем. Электрические схемы по своему назначению различаются на несколько типов: структурные, функциональные, принципиальные, монтажные, однолинейные, и др.

        Принципиальная схема даёт полное представление о работе электроустановки, полный состав элементов и связи между ними.

         Схема электрической цепи – это графическое представление изображения электрической цепи, которая содержит условные обозначения элементов и соединение этих элементов. Условные обозначение в электрических схемах установлены стандартами системы ЕСКД. Различают последовательное и параллельное соединение элементов в схемах и электрических цепях. Сложные электрические схемы образуются в результате включения групп элементов соединенных между собой последовательно или параллельно (см. на рис. 2).

 Рис.2

                                Электродвижущая сила (ЭДС):

       Физические процессы получения электрической энергии различаются в зависимости от вида преобразуемой энергии, где главное различие состоит в природе сил, которые разделяют положительный и отрицательный заряды в веществе. На электрически заряженные частицы кроме сил электрического поля при определенных условиях действуют сторонние силы, обусловленные неэлектромагнитными процессами (тепловые процессы, химические реакции и т.д.)

             В результате действия сторонних сил в источнике электрической энергии происходит разделение электрических зарядов и образуется электродвижущая сила (ЭДС).

                Величина, характеризующая способность стороннего поля и индуцированного электрического поля вызывает электрический ток, называется электродвижущей силой.

     Для примера рассмотрим преобразование тепловой энергии в электрическую:

            В замкнутой цепи из двух разных металлов при одинаковой температуре (контактов 1 и 2) электрический ток не возникает, так как контактные разности потенциалов в обоих контактах  одинаковы, но направлены в противоположные стороны по цепи (см. рис. 3):

        Рис.3

 

Электрические схемы мостовых кранов

Категория:

   Электрическое оборудование

Публикация:

   Электрические схемы мостовых кранов

Читать далее:



Электрические схемы мостовых кранов

Электрические схемы бывают принципиальные или элементные, монтажные или маркированные. Принципиальные схемы отражают взаимодействие элементов электрооборудования, указывают последовательность пппупжирния тпкя по силовым цепям и аппаратам

управления. Пользоваться принципиальными схемами удобно при ремонте и наладке. Аппаратура в них просто и четко разбита на отдельные самостоятельные цепи, и они легко запоминаются. Электрические цепи на принципиальных схемах подразделяются на силовые, изображаемые толстыми линиями, и цепи управления, выполненные тонкими линиями. На монтажных или маркированных схемах в отличие от принципиальных изображают электрическую проводку крана и взаимное расположение электрооборудования.

Электрическая защита. В качестве электрической защиты, как уже отмечалось выше, применяются защитные панели ПЗКБ-160 и ПЗКН-150. Некоторые заводы выполняют защитные панели собственной сборки. Независимо от этого каждая такая сборка представляет собой укомплектованную панель, на которой смонтированы: трехполюсный рубильник, предохранители цепи управления, трехполюсный контактор, реле максимального тока, контактные зажимы цепей управления и линейных проводов, пусковая кнопка и трансформатор цепей управления.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рассмотрим электрическую схему защитной панели ПЗКБ-160 (рис. 36). Цепь управления показана тонкими линиями, силовая цепь — жирными линиями. Пояснение схемы силовой цепи будет дано ниже. В данный момент рассмотрим схему цепи управления без элементов, расположенных правее пунктирной линии, соединяющей точки.

Из приведенной схемы видно, что подача напряжения к катушке контактора Л возможна после нажатия на кнопку KB, когда рукоятки всех контроллеров КП, КТ, КМ поставлены в нулевое положение, включен аварийный выключатель АВ, замкнуты контакт люка КЛ, контакт дверей кабины КД, включена ключ-марка КМ и замкнуты контакты максимального реле MP. После включения линейного контактора Л замыкаются его блок-контакты Л в цепи управления, шунтирующие кнопку КВ. При этом создается замкнутая цепь: провод Л1, катушка Л, контакты MP, КМ, КД, KЛ, АВ, КМ, КВМН, КВТН, КТ, КП, блок-контакт Л, провод Л2.

При выводе контроллеров из нулевого положения в рабочее цепь не размыкается, так как ток проходит не через нулевые контакты контроллеров, а через цепь с блок-контактом Л, и катушка линейного контактора запитывается по параллельной цепи.

Рис. 1. Электрическая схема защиты кранов.

Вторая замкнутая цепь образуется при включении контакторов ВМ или НМ, что осуществляется контактами контроллера передвижения К11М или К9М. При этом в цепи размыкаются контакты взаимной блокировки НМ или ВМ, предохраняющие от одновременного включения этих контакторов.

При срабатывании конечных выключателей механизма передвижения моста КВМН, КВМВ линейный контактор Л не отпадает, а отключается только контактор направления ВМ или НМ и механизм передвижения останавливается. Линейный контактор отключится при срабатывании любого другого концевого выключателя или прибора безопасности. В этом случае отключаются контакты Л в силовой цепи и механизмы обесточиваются. Для пуска рукоятки контроллеров необходимо снова поставить в нулевое положение и нажать на кнопку КВ.

Реверсирование. Для реверсирования, т.е. изменения направления вращения двигателей, применяют контакторы или реверсивные магнитные пускатели. На рис. 37, а показана схема реверсивной контакторной панели, а на рис. 2 — схема реверсивного магнитного пускателя. Для реверсирования двигателей достаточно двух двухполюсных контакторов. При повороте рукоятки контроллера подается напряжение в цепь управления и включается катушка, которая замыкает верхнюю пару контактов линии 1-11 и 3-12. При этом двигатель вращается в направлении Вперед. При подаче напряжения в цепь управления, что соответствует повороту контроллера в противоположную сторону, включаются катушка Я и нижняя пара силовых контактов, замыкая линии 1-12 и 3-11. В этом случае двигатель вращается в направлении Назад.

Рис. 2. Схема реверсирования. а — с помощью контакторной панели: б — с помощью магнитных пускателей.

Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух трехполюсных пускателей, имеющих взаимную механическую и электрическую блокировку. При замыкании контактов универсального переключателя VII включается катушка В пускателя и соответствующими силовыми контактами В замыкаются линии 1-12, 2-13, 3-11. Двигатель вращается в одну сторону. При включении катушки Н замыкаются линии 1-11, 2-13, 3-12, что вызывает изменение порядка чередования фаз электродвигателя, поэтому он вращается в противоположную сторону.

Управление электроприводом. Как указывалось выше, для смягчения пусковых характеристик механизмов применяют пусковые резисторы.

Пусковыми резисторами управляют: – прямым способом, при котором цепи сопротивлений подключаются непосредственно к зажимам контроллера, установленного в кабине крана; – дистанционным способом, когда цепи резисторов включаются контакторами магнитной панели, управляемой с помощью командоконтроллера, установленного в кабине.

На рис. 3 приведена схема управления электроприводом крана прямым способом. На схеме показаны контроллер КМ типа ККТ-62А, два пусковых резистора ПС1 и ПС2 типа НФ-2А, два двигателя Ml и МЗ и два электрогидротолкателя тормоза М2, М4. На первой позиции контроллера обмотки роторов замыкаются на полный комплект сопротивлений, на второй позиции включаются контакты контроллера, часть резистора отключается. Двигатель переходит на более жесткую характеристику, его частота вращения возрастает и т. д. На пятой позиции контроллера все резисторы отключены, обмотки роторов замкнуты накоротко, двигатели работают на естественных характеристиках, где скорость достигает наибольшего значения.

В качестве примера дистанционного способа регулирования пуска электродвигателя с фазным ротором на рис. 4 приведена электрическая схема управления механизма передвижения. Управляют пуском электродвигателя и регулируют частоту вращения в этом случае с помощью контроллера КК типа ККТ-61А. Однако здесь контроллер работает в цепи управления как командоконтроллер, а пускорегулирующие резисторы коммутируют с помощью магнитного контроллера. При включении рубильника В напряжение через катушки реле максимального тока РТ1 и РТ2 подается к неподвижным контактам контакторов К1 и К2. На нулевой позиции ком андоконтроллера КК втягивающая катушка промежуточного реле Р1 получает питание по цепи: провод 010, замкнутые контакты КК, УП1, РТ1, РТ2, УП1, провод 037. Реле Р1 замыкает свои контакты в цепях 020-023 и 025-036.

Рис. 3. Схема управления электроприводом крана прямым способом.

Рис. 4. Схема управления электроприводом дистанционным способом. а — силовая цепь; б — цепь управления.

При установке рукоятки командоконтроллера КК на первую позицию положения Вперед замыкается контактор К1 — При этом включаются электродвигатели Ml, МЗ, М5 и М7 механизма передвижения и М2, М4, Мб, М8 гидротолкателей тормозов. При переводе командоконтроллера на вторую позицию питание получает катушка контактора Кб, который замыкает секции пусковых резисторов в цепях роторов двигателей передвижения. Дальнейший поворот рукоятки контроллера последовательно включает катушки контакторов К7, К8 и К9. На последней позиции все сопротивления зашунтированы, т.е. роторы электродвигателей замкнуты накоротко, поэтому двигатели работают на естественных характеристиках. При переводе рукоятки командоконтроллера КК в сторону Назад на первой позиции включается катушка контактора К2. В результате изменения порядка подключения фаз двигатели вращаются в обратную сторону.

При срабатывании каждого из реле РТ1 и РТ2 на любой позиции контроллера размыкается размыкающий контакт одного из этих реле, катушка Р1 окажется обесточенной и разомкнет свои контакты в цепи катушек K1, К2. Силовая цепь окажется разомкнутой, кран остановится. Дальнейший пуск электропривода станет возможным только после возвращения рукоятки командоконтроллера в нулевое положение.

Особенности управления магнитным контроллером типа ТСАЗ-160. У магнитных контроллеров ТСА и КС первое и второе положения контроллера служат для спуска с пониженной скоростью грузов выше 50% от номинального. При этом на первом положении спуска возможна работа только с номинальным грузом. Для спуска тяжелых грузов на первом и втором положениях необходимо включить педаль НП. Тогда в первом положении включается реле 1РУ, 2РУ. Включатся при нажатой педали и контактор противовключения П, контактор В, контактор пуска КП, контактор тормоза Т и реле блокировки РБ.

При втором положении командоконтроллера контактор П противовключения отключается. На первом и втором положениях двигатель работает в режиме противовключения.

Груз массой, меньшей 50% номинального, на первом и втором положениях командоконтроллера опускаться не будет. Его опускание возможно только в третьем положении командоконтроллера. В третьем положении командоконтроллера включаются контакторы Н и О. Это вызывает включение двигателя в режим однофазного торможения. Контакторы Я и О включают реле блокировки РБ, которое включает контактор Т — механизм растормаживается. Цепь контакторов В и КП разорвана блок-контактами Я и О. В этом же положении последовательно включаются контакторы 1У, 2У. Контактор 2У разрывает цепь реле 1РУ, которое в свою очередь включает с выдержкой времени контакторы ЗУ и 4У, т.е. заворачиваются пусковые резисторы.

Рис. 5. Принципиальная схема электропривода подъема с магнитным контроллером ТСАЗ-160. а — силовая цепь; б — цепь управления; М двигатель; ТМ — тормозной магнит; Т — контактор тормозного магнита; КП- контактор пуска; В, Н- контакторы направления вращения двигателя; О — контактор однофазного торможения; П — контактор противовключения; 1У-4У- контакторы ускорения; MP — реле максимального тока; РБ — реле блокировочное; 1РУ, 2РУ — реле ускорения; КВВ, КВН — конечные выключатели; ВС — выпрямитель селеновый; R1-R2 — добавочные резисторы; НП — ножная педаль; Р — рубильник; 1П, 2П — предохранители.

В четвертом положении контроллера контактор О отключается. Контакторы ускорения 1У — 4У включены, все резисторы выведены. Контакторы Я, КП, Т и реле блокировки РБ включены. Осуществляется спуск груза со сверхсинхронной частотой вращения двигателя.

При медленном переводе рукоятки командоконтроллера с третьего положения во второе и первое легкий груз в этом случае неизбежно пойдет вверх, так как включится контактор В, который в свою очередь включает КП, затем Т и РБ. На первом положении дополнительно включится. Данная схема позволяет крановщику выбрать соответствующее грузу положение коман-доконтроллера.

Рекламные предложения:


Читать далее: Рекомендуемые изменения в электрических схемах кранов

Категория: - Электрическое оборудование

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Принципиальные и монтажные электрические схемы

Современное электрическое оборудование в своей работе использует многочисленные технологические процессы, протекающие по различным алгоритмам.

Электромонтёру, напомним, что это специалист, который занимается эксплуатацией, монтажом, наладкой и ремонтом электрооборудования, нужно иметь правильную информацию обо всех особенностях электрооборудования. Для этого создают специальные электрические схемы.

Электросхема представляет собой документ, в котором по определённым правилам обозначаются связи между составными частями устройств, которые работают за счёт протекания электроэнергии.

Проще говоря, электрическая схема – это чертёж или графическое изображение электрооборудования и цепей связи.

Самая простая электрическая цепь может содержать всего лишь три элемента: источник, нагрузку и соединительные провода.

Но в реальности электрические цепи намного сложнее. Они, помимо основных элементов, содержат различные выключатели, рубильники, пускатели, контакторы, предохранители, реле в автоматах, электроизмерительные приборы, розетки, вилки и другое.

Всё это и указывается в электрической схеме и даёт понимание электромонтёрам о том, как работает установка и из каких элементов она состоит.

Основное назначение электросхемы – помощь в подключении установок, а также в поиске неисправности в цепи.

Электрические схемы создаются для электриков всех специальностей. Но каждая отдельная схема имеет свои особенности оформления. Чаще всего электрические схемы делят на принципиальные и монтажные.

Оба типа этих схем очень взаимосвязаны. Они дополняют информацию друг у друга, выполняются по единым стандартам, понятным всем пользователям, но имеют отличия в своём назначении.

Итак, принципиальная электрическая схема представляет собой графическое изображение электрической цепи, на котором все её элементы изображают в виде условных знаков.

На экране вы видите таблицу с условными обозначениями элементов электрической цепи.

Принципиальные электрические схемы создают в первую очередь для того, чтобы показать принцип работы и взаимодействие составляющих элементов в порядке очерёдности их срабатывания.

На экране вы видите простейшую принципиальную электрическую схему цепи.

Обратите внимание, она состоит из источника электрической энергии в виде батареи гальванических элементов, нагрузки в виде лампы накаливания и выключателя.

Что касается монтажных электрических схем, то они представляют собой чертежи или эскизы частей электрооборудования, по которым выполняется сборка, монтаж электроустановки. В монтажных схемах учитываются расположение, компоновка составных частей и отображаются все электрические связи между ними.

На экране вы видите пример монтажной электрической схемы.

По этой схеме электромонтёр увидит, что все элементы электрической цепи крепятся на монтажной плате. Источником электроэнергии служит батарея от карманного фонарика. Монтажные провода, которые идут к батарее, припаиваются непосредственно к её электродам. А малогабаритная лампочка вворачивается в ламповый патрон, который закреплён на плате. В свою очередь монтажные провода крепятся к клеммам лампового патрона с помощью пайки, как и провода к выключателю. А контакты выключателя также закреплены на монтажной плате.

По указанным примерам схем можно сделать вывод, что основным отличием принципиальной и монтажной электрических схем является то, что принципиальная схема показывает соединение только основных элементов цепи, без комплектующей арматуры (например, электророзеток, вилок, ламповых патронов), а вот монтажная электрическая схема показывает точное (реальное) расположение элементов относительно друг друга, комплектующую арматуру и места подключения проводов.

Получается, что все монтажные схемы создаются на основе принципиальных и содержат всю необходимую информацию по производству монтажа электроустановки, включая выполнение электрических соединений. Без их использования создать качественно, надёжно и понятно для всех специалистов электрические подключения современного оборудования невозможно.

Для того чтобы правильно вычертить электрическую схему нужно обязательно соблюдать размеры и пропорции условных графических обозначений.

Линии связей между элементами схемы обязательно нужно проводить параллельно или взаимно перпендикулярно, соблюдая условие замкнутости цепи, наклонные линии не применять.

Итоги урока

На этом уроке мы говорили об электрических схемах. Узнали, что электросхема – это чертёж или графическое изображение электрооборудования и цепей связи. Основное назначение электрической схемы – помощь в подключении установок, а также в поиске неисправности в цепи. Электрические схемы чаще всего делят на принципиальные и монтажные. Принципиальные электрические схемы создают для того, чтобы показать принцип работы и взаимодействие составляющих элементов в порядке очерёдности их срабатывания. В монтажных схемах учитываются расположение, компоновка составных частей и отображаются все электрические связи между ними.

их классификация и назначение по ГОСТ

При эксплуатации электрического оборудования нередко приходится иметь дело со схематическим обозначением на всевозможных графических изображениях. В них иногда бывает тяжело разобраться даже бывалым электрикам из-за большого разнообразия их типов, которые отличаются назначением и принципом исполнения.  Именно поэтому необходимо детально рассмотреть деление на виды электрических схем и особенности каждой из них.

Общая классификация

Само понятие подразумевает под собой комплекс условных обозначений, которые предназначены для определения каких-либо конструктивных элементов или частей. В соответствии с правилами и требованиями ГОСТ 2.701-84 выделяют несколько видов, отличающихся как сферой применения, так и типом устанавливаемых обозначений.

Разделение по видам приведено в таблице ниже:

Таблица: разновидности схема

Вид схемы Буквенное обозначение
1 Электрические Э
2 Гидравлические Г
3 Пневматические П
4 Газовые (кроме пневматических) X
5 Кинематические К
6 Вакуумные В
7 Оптические Л
8 Энергетические Р
9 Деления Е
10 Комбинированные С

Так, для одного и того же устройства или объекта, при необходимости, могут разрабатываться сразу несколько схем, поясняющих принцип подключения, работы или реализации функций.  Для электротехнического оборудования схемы подразделяются на несколько типов:

  • Принципиальные или полные – обозначаются цифрой 3;
  • Структурные – обозначаются цифрой 1;
  • Функциональные – обозначаются цифрой 2;
  • Общие – обозначаются цифрой 6;
  • Монтажные или схемы соединений – обозначаются цифрой 4;
  • Подключений – обозначаются цифрой 5;
  • Расположения и объединенные – обозначаются цифрой 7 и 0 соответственно.

При составлении конкретной схемы используется, как правило, буквенно-цифровые обозначения, к примеру, для электрической функциональной маркировка будет выглядеть как Э2, для газовой структурной Х1 и т.д.

Принципы графического обозначения каких-либо элементов на схемах определяются отраслевыми и государственными стандартами. Они же устанавливают требования к расположению составных частей, их размеры, нанесение шифров, наименований или маркировок.

Определение и назначение каждой электросхемы

Каждый вид электрической схемы реализуется в виде чертежа или графического изображения, выполненного вручную или посредством печатных приспособлений. Основные отличия обусловлены описанием тех или иных функций, указанием последовательности, принципа действия или привязкой к чему-либо.

Принцип построения схем регламентируется стандартом ЕСКД, который реализуется рядом нормативных документов, среди которых достаточно важными считаются ГОСТ 2.702-2011, а также ГОСТ 2.708-81.

Они устанавливают:

  • требования к изображениями;
  • принципам расположения компонентов;
  • оформления чертежей;
  • нанесению обозначений и технических характеристик.

Далее детально рассмотрим особенности каждого вида электрических схем.

Принципиальная (полная)

Принципиальная схема предназначена для пояснения принципа действия того или иного устройства. Наиболее часто ее применяют для различных распределительных устройств в силовых цепях, каких-либо приборов и т.д.

Пример принципиальной схемы

На принципиальных схемах обязательно указываются действующие электрические компоненты и проводимые связи между ними, силовые контакты и электрически узлы, соединяющие радиодетали. В свою очередь, такие электрические схемы подразделяются на два подвида: однолинейные и полные.

Однолинейные также называют первичными цепями, на них, как правило, обозначается силовая часть оборудования или электроустановки. С другой стороны однолинейная схема широко распространена для обозначения трехфазных цепей, где все оборудование на трех фазах имеет идентичное расположение и подключение. За счет чего в однолинейном варианте демонстрируется только одна фаза с  некоторыми отступлениями в местах, где оборудование на разных фазах отличается.

Кроме силовых цепей существуют и слаботочные, для питания защит, средств измерительной техники и различных электронных устройств. Такие схемы вторичных цепей называются полными, так как показывают полную картину всего оборудования, выделяя даже состояние некоторых контактов и частей оборудования. Увы, из-за сложности современной аппаратуры, далеко не все устройства можно изобразить на одном листе, поэтому полные бывают элементными и развернутыми.

Полная схема

Структурная

На структурных схемах осуществляется общее изображение устройства, все компоненты или отдельные узлы которого выполняются в виде блоков, обозначающих оборудование, а связи между блоками могут говорить о тех или иных операциях, связующих отдельные блоки между собой.

Структурная схема

Этот тип графического изображения  призван дать общее представление об устройстве и принципе действия, поэтому на них часто проставлены стрелочки, имеются поясняющие надписи и прочие обозначения, упрощающие понимание процесса или поясняющие работу прибора. Для работы с таким изображением не нужно иметь электротехнического образования, так как ее обозначения будут понятны даже не искушенному в электричестве человеку.

Функциональная

Функциональная схема является более детальным вариантом структурной, на ней также все элементы изображаются отдельными блоками. Главное отличие в том, что каждый блок имеет уже индивидуальную форму обозначения в соответствии с  его функциональным назначением. Возможно также выделение различных видов связей между частями, объединение деталей в блоки и т.д.

Функциональная схема

Общая

Общая схема предназначена для изображения мест расположения электрических аппаратов на местности или в пределах электроустановки. Определяет основные типы электрических соединений этих аппаратов, места их реализации и т.д. Данный тип является обязательным при разработке различных конструкторских документов на этапе проектирования. Но кроме общей, конструкторская документация включает в себя еще две не менее важные схемы – соединений и подключений.

Общая схема

Схема соединений (монтажная)

Схема соединения используется для графического изображения мест подключения электрооборудования. На ней указываются конкретная привязка к частям зданий, распредустановок, по отношению к которым и должен осуществляться монтаж электрооборудования, благодаря чему такой тип схем еще называют монтажными.

Наиболее часто монтажные схемы используются для обозначения разводки электрических цепей в здании, широко применяются во время ремонта, чтобы обозначить места прокладки проводки, установки распределительных коробок и вывода точек подключения к приборам и контактам аппаратов.

Монтажная схема

На рисунке выше приведен пример монтажной схемы, как видите, для каждого варианта могут устанавливаться свои условные обозначения, указываемые отдельно. Имеются привязки к каждой конкретной комнате и планируемому электрооборудованию, осветительным приборам и т.д. В дальнейшем она используется не только для монтажных работ, но может применяться и в процессе эксплуатации.

Подключений

Схема подключения используется для указания принципов соединения различных электрических или электронных блоков в единую систему. Иногда предполагается, что блоки имеют территориальное разделение, в других ситуациях они могут находиться в пределах одного распределительного устройства, шинной сборки или стойки. Ее пример  приведен на рисунке ниже:

Схема подключения

В зависимости от сложности графического изображения и количества отображаемых подключений оно может дополняться таблицами соединений для пояснения порядка расположения выводов и подключения изделия.

Расположения

Также входит в состав проектной документации и помогает определить местоположения всех частей электроустановки относительно друг друга и других значимых объектов.

Схема расположения

На схеме расположения могут наноситься:

  • составные части всего объекта, а при необходимости и связи между всеми частями;
  • соединительные провода, кабели, шнуры и т.д. в упрощенном виде;
  • наименование каждого элемента, его тип и документ, на основании которого он применяется.

Такое изображение может выполняться как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве. Но в любом случае изображение должно соблюдать масштаб по отношению к натурным размерам и расстояниям.

Трехмерная схема расположения

Объединенная

Объединенная схема

Объединенная схема строиться на основании нескольких типов изображений, рассмотренных нами ранее. Такое построение призвано упростить работу электромонтажников или проектировщиков за счет объединения различной информации в единое целое. Но на практике далеко не всегда целесообразно объединять несколько типов графических элементов. Это связанно со сложностью некоторых приборов и устройств, в которых из-за нагромождения элементов довольно сложно объединять разные изображения.

Что такое электрическая цепь?

Электрическая схема представляет собой соединение электрических компонентов. Электрическая цепь состоит из батарей, резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов, переключателей или транзисторов. Электрическая сеть состоит из замкнутого контура. Цепь - это замкнутый путь, по которому электроны текут по проволоке. Пока медная проволока находится в свободном доступе, электроны дрейфуют между атомами, но никогда не покидают медь.

Однако, когда мы подключаем этот медный провод к батарее, свободные электроны будут двигаться к положительному полюсу батареи.Эта толкающая сила называется Электродвижущая сила (E.M.F). E.M.F. выражается в вольтах. И обычно это называется напряжением. В результате этого напряжения происходит движение электронов. Это движение известно как электронный ток или электрический ток . Мы можем измерить ток, подключив амперметр между медным проводом и источником напряжения.

Полная цепь - это бесконечный цикл электронов. Если мы возьмем провод и закрутим его, он образует непрерывный путь, по которому электроны могут течь вечно.Это основная концепция схемы.

Электрическая цепь в основном состоит из

  • Электрические источники, обеспечивающие напряжение и ток, такие как батареи. Они источник электронов.
  • Переключатели, резисторы, потенциометры, конденсаторы, которые используются для управления электричеством.
  • Устройства защиты в цепях высокого напряжения. Это автоматический выключатель, предохранитель и т. Д.
  • Провода, по которым проходит электрический ток из одной точки в другую в цепи.
  • Нагрузкой в ​​цепи может быть двигатель, светодиод, лампа и т. Д.

Вот некоторые основные свойства электрических цепей:

  • Контур всегда замкнутый.
  • Цепь всегда состоит из источника энергии,
  • Направление потока тока - от положительной клеммы к отрицательной клемме источника.
  • Направление потока электронов от отрицательной клеммы к положительной клемме источника.

Принципиальная схема

Принципиальная схема - это визуальное отображение электрической цепи.Принципиальные схемы бывают двух типов:

  1. Иллюстрированное изображение: Иллюстрированное изображение выполнено с использованием базовых изображений. Диаграмма этого типа дает аудитории менее техническое представление.

Наглядная принципиальная схема

  1. Схема: На этих схемах используются стандартные промышленные символы. Эти диаграммы используются для представления схемы электрику или любой другой технической аудитории.

Схема

Условные обозначения принципиальных схем

На принципиальной схеме есть сотни символов.Некоторые основные символы:

Предположим, мы хотим нарисовать простую схему, в которой батарея подключена к светодиоду таким образом, что положительная клемма батареи подключена к положительной клемме светодиода, а отрицательная клемма батареи подключена к отрицательной клемме светодиода. Тогда это можно представить как:

Типы цепей

В основном есть три типа цепей:

  1. Обрыв цепи

Если в простой цепи одна клемма отключена, ток через эту цепь не протекает.Это состояние называется обрывом цепи или отсутствием нагрузки.

Обрыв цепи

  1. Замкнутый контур

Электрическая цепь имеет источник электродвижущей силы и нагрузку. Эта нагрузка действует как токопроводящий путь. Если ток протекает через нагрузку, это считается замкнутой цепью. Если в простой цепи ток может течь от одной клеммы батареи к другой без какого-либо прерывания, это называется замкнутой цепью.

Замкнутый контур

  1. Короткое замыкание

Если положительная клемма аккумулятора напрямую соединена с отрицательной клеммой без какого-либо сопротивления между ними, это называется коротким замыканием.

Короткое замыкание

Помимо вышеуказанных схем, компоненты в электрической цепи могут быть расположены двумя различными способами: последовательно и параллельно.

Цепь серии

Если в цепи компоненты соединены последовательно, тогда цепь называется последовательной схемой. В последовательной цепи ток через каждый компонент одинаков, а подаваемое напряжение представляет собой сумму напряжений на каждом компоненте. Если провод соединяет батарею с одной лампой, со следующей лампой, а затем обратно с батареей, говорят, что лампы соединены последовательно.

Последовательное соединение двух ламп

Параллельная цепь

Если в цепи компоненты соединены параллельно, тогда цепь называется параллельной цепью. В параллельной цепи напряжение на каждом компоненте будет одинаковым, а общий приложенный ток представляет собой сумму тока, протекающего через каждый компонент. Если лампа подключена к батарее, а другая лампа подключена в отдельном шлейфе с первой лампой, то лампа подключается параллельно.

Параллельное соединение двух ламп

Здесь напряжение на каждой лампочке будет таким же, как напряжение, подаваемое батареей.Ток через каждую лампу будет разделен, значит, если мы приложим к цепи 5А, 5А будет током, протекающим через каждую лампу.

Таким образом работают последовательные и параллельные цепи, и у них есть свои собственные свойства деления тока и напряжения.

Электрические цепи есть повсюду вокруг нас, в наших мобильных телефонах, в наших компьютерах, в вентиляторах и фонариках. Трудно предположить практическое использование электричества без электрических цепей. Мы все зависим от этих сложных цепей вокруг нас.

Понимание электричества - код, схемы и конструкция

Основные электрические определения

Электричество - это поток электрической энергии через проводящий материал. Электроника относится к использованию изменяющихся электрических свойств для передачи информации. Электронные датчики преобразуют некоторые другие формы энергии (свет, тепло, звуковое давление и т. Д.) В электрическую, чтобы мы могли интерпретировать происходящее в электронном виде. Например, микрофон изменяет волны звукового давления в воздухе на изменяющееся электрическое напряжение.Усиливая и считывая этот электрический сигнал, мы можем интерпретировать звук, вызвавший его. Этот процесс преобразования одной энергии в другую называется преобразованием , а устройства, которые это делают, называются преобразователями . Большая часть технической работы физических вычислений заключается в выяснении того, какую форму энергии выделяет человек, и какой преобразователь вы можете купить или построить, чтобы считывать эту энергию. Однако для этого необходимо кое-что понять об электричестве.Мы начнем с нескольких терминов, которые мы будем использовать для обозначения электрических свойств и компонентов. После этого мы поговорим о важных отношениях между некоторыми из этих терминов.

Ток - это мера величины потока электронов в цепи. Он измеряется в амперах или амперах. Многие люди объясняют электрический поток, используя аналогию с потоком воды. Следуя этой аналогии, ток будет означать, сколько воды (или электричества) проходит через определенную точку. Чем выше сила тока, тем больше протекает вода (или электричество).

Напряжение - это мера электрической энергии цепи. Измеряется в вольтах. В аналогии с водой, напряжение будет давлением воды. Думайте о гейзере как о высоком напряжении, а о душе в недорогой квартире на пятом этаже многоквартирного дома как о низком напряжении (если вы не один из тех счастливчиков, у которых хороший напор воды!).

Сопротивление - это мера способности материала противостоять току электричества. Измеряется в Ом.Губка в трубе будет действовать как резистор, ограничивая ток (и напряжение), протекающий по трубе.

Схема - это замкнутый контур, содержащий источник электроэнергии (например, аккумулятор) и нагрузку (например, лампочку). Каждая цепь должна иметь какую-то нагрузку. Вся электрическая энергия в цепи должна использоваться нагрузкой. Нагрузка преобразует электрическую энергию в другую форму энергии. Цепь без нагрузки называется коротким замыканием. В случае короткого замыкания источник питания передает всю свою энергию по проводам и обратно к себе, и либо провода плавятся (если вам повезет), либо взрывается аккумулятор, либо происходит что-то еще катастрофическое.

Ниже представлена ​​очень простая схема, состоящая из лампы, переключателя и батареи. Электрическая энергия, поступающая от батареи, преобразуется лампочкой в ​​тепловую и световую энергию.

Существует два распространенных типа цепей: постоянный или постоянный ток и переменный или переменный ток. В цепи постоянного тока ток всегда течет в одном направлении. В цепи переменного тока полюса цепи меняются местами в регулярном повторяющемся цикле. В одной части цикла один полюс имеет более высокий потенциал (положительный), а другой - более низкий (отрицательный).В следующей части цикла второй полюс более положительный, а первый - более отрицательный. Большинство цепей, о которых мы будем говорить в этом классе, будут цепями постоянного тока. Схематические диаграммы представляют собой схемы цепей с символами, представляющими компоненты в цепи. Многие из типичных символов показаны ниже.

Компоненты

Проводники - это материалы, по которым свободно проходит электрический ток.

Изоляторы - это материалы, препятствующие прохождению электричества.

Резисторы сопротивляются, но не полностью блокируют электрический ток. Они используются для управления течением тока. Ток может проходить через резистор в любом направлении, поэтому не имеет значения, каким образом они подключены в цепи. Обозначаются они так:

Конденсаторы накапливают электричество, пока в них протекает ток, а затем высвобождают энергию, когда входящий ток снимается. Иногда они поляризованы, то есть ток может течь через них только в определенном направлении, а иногда - нет.Если конденсатор поляризован, он будет отмечен на схеме как таковой. Не подключайте поляризованный конденсатор в обратном направлении; он может взорваться.

Конденсаторы обозначаются следующим образом:

Диоды пропускают электрический ток в одном направлении и блокируют его в другом направлении. Из-за этого их можно включать в цепь только в одном направлении. Обозначаются они так:

Светодиоды (светодиоды) - это диоды особого типа, которые излучают свет, когда через них протекает ток.Обозначаются они так:

Есть много других типов компонентов, с которыми вы столкнетесь:

  • переключатели управляют протеканием тока через переход в цепи:
  • транзисторы и реле коммутационные устройства:
  • термисторы изменяют сопротивление при изменении температуры;
  • фоторезисторы изменяют сопротивление при изменении света;
  • датчики изгиба изменяют сопротивление в ответ на изгиб или изгиб;
  • пьезоэлектрические устройства создают переменное напряжение в ответ на небольшие изменения давления.

Отношения

Напряжение (В), ток (I) и сопротивление связаны (R) и связаны следующей формулой:
Вольт = Ампер x Ом, или

В = I x R

Ток (I), напряжение (В) и сопротивление (R) также связаны с электрической мощностью (P) (измеряется в ваттах) следующим образом: Ватты = Вольт x Ампер или

W = V x A

Электрический ток течет из мест с более высокой потенциальной энергией в места с более низкой потенциальной энергией (т.е.е. от положительного к отрицательному).

Земля - это место в цепи, где потенциальная энергия электронов равна нулю. Иногда эта точка соединяется с реальной землей через заземленную электрическую цепь, водопровод или каким-либо другим способом. В принципе, подойдет любой проводник, идущий на землю.

Несколько важных правил:

Ток идет по пути наименьшего сопротивления к земле. Итак, если у него есть выбор из двух путей в цепи, и один имеет меньшее сопротивление, он выберет именно этот путь.

В любой данной цепи полное напряжение на пути цепи равно нулю . Каждый компонент, который предлагает сопротивление, снижает напряжение, и к тому времени, когда мы дойдем до конца контура цепи, напряжения не останется.

Величина тока, идущего в любую точку цепи, равна величине, выходящей из этой точки.

Эти последние два правила дают нам возможность выяснить, что происходит, когда мы подключаем компоненты в схему.Когда мы смотрим на то, как компоненты схемы размещаются относительно друг друга, есть два способа сделать это: один за другим или бок о бок. Когда они расположены один за другим, мы говорим, что компоненты находятся в серии друг с другом. Рядом они находятся на параллелях друг с другом.

Давайте посмотрим, как изменяются ток и напряжение, когда компоненты включены последовательно или параллельно:

Когда два компонента расположены последовательно, они размещаются один за другим, например:

Когда резисторы включены последовательно, напряжение на каждом резисторе падает, а общее сопротивление равно сумме всех резисторов.Мы знаем, что в приведенной выше схеме ток везде постоянный. Мы знаем, что напряжение падает на каждом резисторе, и мы знаем, что сумма всех падений напряжения равна напряжению на батарее. Таким образом, V в = V 1 + V 2 . Если нам известны номиналы резисторов, мы можем использовать формулу V = I x R для вычисления точных напряжений в каждой точке. Когда два компонента параллельны, они размещаются рядом друг с другом, например:

Для резисторов, включенных параллельно, напряжение на них одинаковое, но ток делится между ними.Однако общий ток постоянен, поэтому мы знаем, что разделенный ток через параллельные резисторы равен полному току. Итак, I 1 + I 2 = I итого .

Хотя иногда полезно подумать о математических отношениях параллельных и последовательных цепей, часто более полезно думать о них с точки зрения практических эффектов. Опять же, подумайте о метафоре воды. Для последовательного примера, если один резистор понижает напряжение (давление воды), только меньшее напряжение (струйка воды) проходит к следующему.В параллельном примере количество воды из основного потока (общий поток) делится на два потока, но общее количество воды, протекающей через эти два потока, равно исходному количеству воды. Помня об этих основных соотношениях, вы сможете понять, какое влияние оказывает один компонент на другой, когда вы видите их вместе в цепи, даже если вы не знаете (или не заботитесь) об их точном математическом соотношении.

Когда вы будете готовы приступить к созданию схем, прочтите примечания на макетных платах, чтобы быстро узнать, как использовать макетные платы без пайки.

Виды электрических схем со схемами

Электрическая цепь - это проводящий путь для прохождения тока, называется электрической цепью. Проводящий провод используется для соединения между источником напряжения и нагрузкой. Переключатель ВКЛ / ВЫКЛ также используется между источником и нагрузкой. В этой статье мы собираемся подробно объяснить типы электрических цепей.

Виды электрических цепей

Существует пять (5) основных типов электрических цепей: эти цепи делятся по своему характеру следующим образом

  • Замкнутая цепь
  • Обрыв
  • Короткое замыкание
  • Последовательная цепь
  • Параллельная цепь

Открытый и закрытый Цепь: Типы электрических цепей

Поскольку цепь не завершена и переключатель находится в выключенном положении, это состояние называется разомкнутой цепью, а когда нагрузка работает сама по себе в цепи, это называется замкнутой цепью.в этом случае величина текущего расхода зависит от нагрузки. Оба условия показаны на приведенной ниже диаграмме:

Короткое замыкание

, когда (+ и -) точки подключения напряжения в цепи соединяются друг с другом по какой-либо причине, это называется коротким замыканием. В этой ситуации ток максимален.
В основном короткое замыкание происходит, когда электрические провода соединяются из-за короткого замыкания в нагрузке.

Последовательная цепь

Когда две или более нагрузки соединены друг с другом последовательно, это называется последовательной схемой.например, лампочка, светодиод, вентилятор и т. д. В последовательной цепи, если одна нагрузка получает предохранитель, то остальные не будут получать питание и не будут работать. Принципиальная схема последовательной и параллельной цепи приведена ниже.


Параллельная цепь

, когда две или более нагрузки соединены друг с другом бок о бок, это называется параллельной цепью. В этом случае или типе схемы допустимая нагрузка на входное напряжение одинакова, но мощность нагрузки может быть разной.В этой схеме, если одна нагрузка или лампочка перегорят, остальные все равно получат питание. Принципиальная схема последовательной и параллельной цепи приведена ниже.

Разница между последовательной и параллельной цепями

Основная разностная серия и параллельная цепь описаны на данной принципиальной схеме.

Основные электрические схемы-компоненты, типы

Что такое электрическая цепь?

Электрическая цепь - это замкнутый путь для передачи электрического тока через среду электрических и магнитных полей.Поток электронов через петлю составляет электрический ток. Электроны входят в цепь через «Источник», которым может быть батарея или генератор. Источник обеспечивает электроны энергией, создавая электрическое поле, которое обеспечивает электродвижущую силу.

Электроны покидают цепь через нагрузку на землю, замыкая тем самым замкнутый путь. Нагрузкой или выходом может быть любое простое бытовое устройство, такое как телевизор, лампа, холодильник, или сложная нагрузка, например, на гидроэлектростанции.

Простая электрическая цепь состоит из источника (например, батареи), проводов в качестве проводящей среды и нагрузки (например, лампочки). Батарея обеспечивает необходимую энергию для потока электронов к лампочке.

Основные элементы схемы

Как упоминалось выше во введении, схема представляет собой соединение элементов. Эти элементы подразделяются на активные и пассивные в зависимости от их способности генерировать энергию.

Активные элементы схемы

Активные элементы - это элементы, которые могут генерировать энергию.Примеры включают батареи, генераторы, операционные усилители и диоды. Обратите внимание, что в электрической цепи элементы источника являются наиболее важными активными элементами.

Источники энергии, будь то источник напряжения или тока, бывает двух типов - независимые и зависимые источники. Примером независимого источника является батарея, которая обеспечивает постоянное напряжение в цепи, независимо от тока, протекающего через клеммы.

Примером зависимого источника является транзистор, который обеспечивает ток в цепи в зависимости от приложенного к нему напряжения.Другой пример - операционный усилитель, который выдает напряжение в зависимости от дифференциального входного напряжения, приложенного к его клеммам.

Пассивные элементы схемы

Пассивные элементы могут быть определены как элементы, которые могут управлять потоком электронов через них. Они либо увеличивают, либо уменьшают напряжение. Вот несколько примеров пассивных элементов.

Резистор : резистор препятствует прохождению тока через него. Для линейной цепи применим закон Ома, который гласит, что напряжение на резисторе прямо пропорционально току, протекающему через него, а пропорциональная константа - это сопротивление.

Индуктор : Индуктор накапливает энергию в форме электромагнитного поля. Напряжение на катушке индуктивности пропорционально скорости изменения тока, протекающего через нее.

Конденсатор : Конденсатор накапливает энергию в виде электростатического поля. Напряжение на конденсаторе пропорционально заряду.

Типы электрических цепей

Цепи постоянного тока

В цепях постоянного тока применяемое возбуждение является постоянным источником.В зависимости от типа соединения активных и пассивных компонентов с источником цепь можно разделить на последовательные и параллельные цепи.

Цепи серии

Когда несколько пассивных элементов соединены последовательно с источником энергии, такая цепь называется последовательной цепью. В последовательной цепи через каждый элемент протекает одинаковое количество тока, и напряжение делится. В последовательной цепи, поскольку элементы соединены в линию, если среди них есть неисправный элемент, полная цепь действует как разомкнутая цепь.

  • Для резистора, подключенного в цепи постоянного тока, напряжение на его выводах прямо пропорционально току, проходящему через него, таким образом, сохраняется линейная зависимость между напряжением и током. Для резисторов, соединенных последовательно, общее сопротивление равно сумме всех значений сопротивлений.
  • Для конденсаторов, соединенных последовательно, общая емкость равна сумме обратных величин всех значений емкости.
  • Для катушек индуктивности, соединенных последовательно, общая индуктивность равна сумме всех значений индуктивности.
Параллельные схемы

В параллельной схеме один вывод всех элементов подключен к одному выводу источника, а другой вывод всех элементов подключен к другому выводу источника.

В параллельных цепях напряжение в параллельных элементах остается неизменным, а ток изменяется. Если среди параллельных элементов есть неисправный элемент, это не повлияет на схему.

  • Для резисторов, соединенных параллельно, полное сопротивление равно сумме обратных величин всех значений сопротивлений.
  • Для конденсаторов, соединенных последовательно, общая емкость равна сумме всех значений емкости.
  • Для катушек, соединенных последовательно, общая индуктивность равна сумме всех обратных значений индуктивности.

Цепи переменного тока

Цепи переменного тока - это те цепи, в которых элементом возбуждения является источник переменного тока. В отличие от источника постоянного тока, который является постоянным, источник переменного тока имеет переменные ток и напряжение через равные промежутки времени. Обычно для приложений с большой мощностью используются цепи переменного тока.

Простая схема переменного тока с использованием сопротивления

Для переменного тока, проходящего через резистор, соотношение тока и напряжения зависит от фазы и частоты источника питания. Приложенное напряжение будет постоянно меняться со временем, и закон Ома можно использовать для расчета тока, проходящего через резистор в любой момент времени.

Другими словами, если в момент времени t секунд значение напряжения равно v вольт, ток будет:

i = v / R

, где значение R всегда постоянно.

Приведенное выше уравнение показывает, что полярность тока зависит от полярности напряжения. Кроме того, как ток, так и напряжение достигают своей максимальной и нулевой точек одновременно. Таким образом, для резистора напряжение синфазно с приложенным током.

Рассмотрим приведенную ниже принципиальную схему

Когда переключатель замкнут, ток проходит через резистор и определяется уравнением ниже

i = Im cos (ωt + Φ)

Напряжение, V = IR = RIm cos (ωt + Φ)

Для резистора значения напряжения и тока будут расти и падать одновременно.Следовательно, разность фаз между напряжением и током равна нулю.

Цепь переменного тока с использованием чистой индуктивности

Катушка из тонкой проволоки, намотанная на цилиндрический сердечник, известна как индуктор. Сердечник может быть воздушным сердечником (многослойным полым) или железным сердечником. Когда через индуктор протекает переменный ток, магнитное поле также изменяется. Это изменение магнитного поля приводит к индуцированному напряжению на катушке индуктивности. Согласно закону Ленца, индуцированное напряжение таково, что оно противодействует протеканию через него тока.

Во время первого полупериода напряжения источника индуктор накапливает энергию в виде магнитного поля, а в следующей половине он выделяет энергию.
Индуцированная ЭДС определяется следующим образом:

e = Ldi / dt

Здесь L - самоиндукция.

Теперь, приложенное входное напряжение переменного тока определяется как v (t) = Vm Sinωt

Ток через катушку индуктивности равен: I (t) = Im Sinωt

Таким образом, напряжение на катушке индуктивности будет

e = L di / dt = wLI_m cos⁡wt = wLI_m sin⁡ (wt + 90)

Таким образом, для катушки индуктивности напряжение опережает ток на 90 градусов.

Теперь сопротивление катушки индуктивности называется реактивным сопротивлением и выражается формулой

Таким образом, полное сопротивление или сопротивление пропорционально скорости изменения тока катушки индуктивности.

Цепь переменного тока с конденсатором

При постоянном питании постоянного тока пластины конденсатора заряжаются до приложенного напряжения, временно накапливают этот заряд и затем начинают разряжаться. Когда конденсатор полностью заряжен, он блокирует ток, поскольку пластины насыщаются.


Когда на конденсатор подается напряжение переменного тока, скорость заряда и разряда зависит от частоты источника питания.Напряжение на конденсаторе отстает от протекающего через него тока на 90 градусов.

Ток через конденсатор определяется как

e = Ldi / dt

Емкостное реактивное сопротивление определяется как:

e = Ld / idt

Таким образом, полное сопротивление или реактивное сопротивление источника переменного тока обратно пропорционально частоте источника питания. .

Что такое короткое замыкание и обрыв?

Короткое замыкание

Соединение с низким или незначительным сопротивлением между двумя проводниками в электрической цепи называется коротким замыканием.Короткое замыкание приведет к выделению большего количества тепла и, в конечном итоге, к искрам, пламени или дыму.

Короткое замыкание может быть вызвано неплотными контактами, неисправной изоляцией, резким пережевыванием проводов вредителями и старыми приборами. Один из лучших и часто используемых методов предотвращения повреждений в результате короткого замыкания - это использование предохранителя или автоматического выключателя.

Обрыв цепи

Обрыв цепи вызван обрывом в электрической цепи. Когда какой-либо элемент в цепи остается неподключенным, создается разомкнутая цепь.В то время как напряжение на разомкнутой цепи имеет некоторое конечное значение, ток равен нулю.

Защита цепи

Преднамеренная установка слабого звена в электрической цепи называется защитой цепи. Целью этой установки является предотвращение повреждений из-за короткого замыкания, превышения температуры и других повреждений.
Устройство защиты цепи может быть предохранителем, автоматическим выключателем, тиристором или переключателем.

ENS203 Электрические схемы I | E-Campus

Код курса Название курса Часы работы в неделю * ECTS Еженедельное расписание занятий
Т п.
по средам с полудня до 14.50
Необходимое условие Это предварительное условие для номера
Преподаватель Датчик Ералан Часы работы / Комната / Телефон
Эл. Почта syeralan @ ius.edu.ba
Ассистент Харис Базарич и Альминко Касибович Помощник Эл. Почта
Задачи курса Курс знакомит с принципами работы с основными электрическими цепями, включая цепи постоянного и переменного тока, анализ сети, методы решения и соответствующее инженерное программное обеспечение. В курсе представлен фундаментальный формализм математического представления цепей переменного тока с использованием комплексных переменных.Курс дает студентам практические навыки в лаборатории, чтобы наблюдать, как математический формализм соответствует измерениям. Курс также дает возможность писать содержательные, профессиональные, технические отчеты и делать выводы и заключения.
Учебник Electric Circuits, 9-е или 10-е издание, Nilsson and Pearson
Дополнительная литература
  • Введение в электротехнику, Мутукула Сарма
Результаты обучения После успешного завершения курса студент сможет:
  1. Объясните основные электрические элементы, такие как резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы, и их взаимодействие в электрических цепях
  2. Рассчитайте напряжение и ток в различных комбинациях электрических цепей постоянного тока
  3. Измерьте напряжение и ток в различных комбинациях электрических цепей постоянного тока
  4. Объясните основные принципы электрических цепей переменного тока и необходимость в цепях переменного тока
  5. Использование программных пакетов для анализа цепей постоянного тока
  6. Использование сетевых теорем при анализе цепей
Методы обучения Обсуждения класса с примерами.Активные учебные занятия для активного обучения и постоянной обратной связи по прогрессу. Командные задания. Командные проекты, включающие реальные данные, резюме, интерпретацию и отчетность.
Метод обучения Гибрид / смешанный Примечания к выполнению метода обучения
НЕДЕЛЯ ТЕМА СПРАВКА
Неделя 1 Введение Ч2
Неделя 2 Переменные схемы, элементы схемы Канал 2
Неделя 3 Простые резистивные схемы Канал 3
Неделя 4 Методы анализа цепей Канал 4
Неделя 5 Методы анализа цепей Канал 4
Неделя 6 Операционный усилитель Ch 5
7 неделя Среднесрочная
Неделя 8 Емкость, индуктивность и взаимная индуктивность Ch 6
Неделя 9 Емкость, индуктивность и взаимная индуктивность Ch 6
Неделя 10 Отклик цепей RL и RC 1-го порядка Канал 7
11 неделя Отклик цепей RL и RC 1-го порядка Канал 7
Неделя 12 Ответ цепей RLC Канал 8
Неделя 13 Введение в комплексные числа и анализ синусоидального устойчивого состояния Ch 9
Неделя 14 Анализ синусоидального установившегося состояния Ch 9
15 неделя Обзор Примечания к уроку

Электрическая цепь - ток, устройства, поток и сопротивление

Электрическая цепь - это система проводящих элементов, предназначенная для управления траекторией электрического тока для определенной цели.Цепи состоят из источников электрической энергии , таких как генераторы и батареи; элементы, которые преобразуют, рассеивают или накапливают эту энергию, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности; и соединительные провода. Цепи часто включают предохранитель или автоматический выключатель для предотвращения перегрузки по мощности.

Устройства, подключенные к цепи, подключаются к ней одним из двух способов: последовательно или параллельно . Последовательная цепь образует единый путь для прохождения тока, в то время как параллельная цепь образует отдельные пути или ответвления для прохождения тока.Параллельные цепи имеют важное преимущество перед последовательными цепями. Если устройство, подключенное к последовательной цепи, выходит из строя или выключается, цепь разрывается, и другие устройства в цепи не могут потреблять энергию. Отдельные пути параллельной цепи позволяют устройствам работать независимо друг от друга, поддерживая цепь, даже если одно или несколько устройств выключены.

Первая электрическая цепь была изобретена Алессандро Вольта в 1800 году. Он обнаружил, что может производить постоянный поток электричества , используя чаши с солевым раствором , соединенные металлическими полосами .Позже он использовал чередующиеся диски из , меди, , цинка и картона, которые были пропитаны солевым раствором, чтобы создать свою гальваническую батарею (ранняя батарея ). Прикрепив провод, идущий сверху вниз, он заставил электрический ток течь по своей цепи. Первое практическое использование схемы было при электролизе , что привело к открытию нескольких новых химических элементов. Георг Ом (1787-1854) обнаружил, что некоторые проводники имеют большее сопротивление, чем другие, что влияет на их эффективность в цепи.Его знаменитый закон гласит, что напряжение на проводнике, деленное на ток, равно сопротивлению, измеренному в Ом . Сопротивление вызывает нагрев в электрической цепи, что часто нежелательно.

Основные электрические схемы: Школа электриков, статья

Основные электрические цепи состоят из трех компонентов - напряжения, сопротивления и тока.

  • Напряжение (E) - это дисбаланс распределения электронов или разница зарядов между двумя точками.Измеряется в вольтах (В)
  • Сопротивление (R) - это сопротивление протеканию тока, насколько трудно зарядам перемещаться в системе. Единицы сопротивления измеряются в омах.
  • Ток (I) это движение электронов. В электрических цепях с траекторией электроны будут перемещаться от отрицательного полюса к положительному полюсу. Измеряется в амперах (A)

Для основных электрических цепей требуется бесконечный петлевой путь, по которому проходят электроны.Электронам нужен источник электродвижущей силы (ЭДС) и нагрузка.

Для того, чтобы эта схема работала, и источник, и нагрузка должны иметь бесконечную емкость, чтобы позволить электронам поддерживать непрерывный поток.

Когда вы берете провод или соединяете множество проводов вместе и закручиваете его в петлю, образуя непрерывный путь, у вас есть столько электронов, сколько нужно для движения.

Когда все электроны продвигаются по кругу по часовой стрелке, они толкают электроны впереди, как если бы у вас был хула-хуп, полный шариков.Это схема, и теперь у вас есть возможность поддерживать непрерывный поток электронов.

Непрерывность цепи важна. Любой разрыв цепи остановит поток электронов. Где находится перерыв, значения не имеет. Проволока или токопроводящий материал должны быть целыми от начала до конца, чтобы поддерживать поток электронов.

Например, если вы включаете лампу и она не загорается, возможные причины могут быть - либо перегорела лампочка, либо обрыв провода, либо неисправен выключатель света.

Эти причины останавливают поток электронов. Электроны не могут пройти через перегоревшую лампочку, потому что нить накала (резистор) сломана. Так же, как он не может пройти через обрыв провода.

Что такое сила?

Помимо тока и напряжения, мощность также измеряется в активности электронов в цепи. Прежде чем анализировать мощность в основных электрических схемах, необходимо понять, что такое мощность. В этом может помочь изучение основ теории электричества.

Ежедневно к розеткам подключаются миллиарды приборов и других устройств.Люди считают само собой разумеющимся, что после подключения предмета он будет работать.

Если это не сработает, ваша задача - выяснить, почему и устранить проблему. Скорее всего где-то в цепи обрыв.

Но, на жаргоне электрика, мощность - это не просто сила, заставляющая работать приборы. Это показатель того, сколько работы можно выполнить за определенный промежуток времени. В данном случае работа определяется как то, какой вес можно поднять против силы тяжести.

Более тяжелые грузы или тяжелые грузы, поднимаемые выше, требуют больше работы.Мощность - это мера того, насколько быстро выполняется стандартный объем работы.

Мощность в автомобильных двигателях измеряется в лошадиных силах, что изначально было изобретено производителями паровых двигателей, потому что в то время лошади были наиболее распространенным источником энергии.

Среднестатистический человек мог понять сравнение мощности двигателя с мощностью того, сколько лошадиных сил потребуется для получения эквивалентной мощности.

Мощность механического двигателя включает как скорость двигателя, так и крутящий момент, который он обеспечивает на выходном валу.Мощность на выходном валу измеряется в оборотах в минуту (обороты в минуту). Крутящий момент - это величина крутящего момента, создаваемого двигателем. Ни скорость, ни крутящий момент сами по себе не являются мерой мощности двигателя.

Например, дизельный двигатель трактора мощностью 100 лошадиных сил вращается довольно медленно, но обеспечивает большой крутящий момент. В то время как двигатель мотоцикла мощностью 100 лошадиных сил крутится очень быстро, но обеспечивает очень небольшой крутящий момент.

Оба двигателя вырабатывают 100 лошадиных сил, но не с одинаковой скоростью или крутящим моментом.

Почему для электрика важны лошадиные силы? Обычно электродвигатель оценивается в лошадиных силах, и нам, электрикам, необходимо преобразовывать лошадиную силу в мощность. Это не сложная задача, 1 лошадиная сила равна 746 Вт.

У вас есть электродвигатель мощностью 15 л.с., какова номинальная мощность этого двигателя?

Просто умножьте 15 л.с. на 746 Вт = 11 190 Вт

Заземление источника питания

Опасность поражения электрическим током возникает при отсутствии надежного заземления.В незаземленном состоянии невозможно узнать, какое напряжение существует между любой точкой цепи и землей.

Когда вы заземляете один конец источника напряжения в энергосистеме, в цепи будет хотя бы одна точка без опасности поражения электрическим током.

В основных электрических цепях переменного тока, использующих только два провода, провод, подключенный к отрицательному полюсу, называется нейтралью, а другой провод - горячим или находящимся под напряжением.

Земля никак не влияет на источник напряжения и нагрузку.Заземление - это чисто мера безопасности. Убедитесь, что хотя бы одна точка в цепи должным образом заземлена. Токоведущая сторона цепи может привести к серьезным травмам и даже смерти.

Работаете ли вы с большим сложным оборудованием или с основными электрическими цепями, очень важно всегда отключать оборудование, с которым вы работаете, от источника питания и использовать надлежащую процедуру блокировки.


Изучите различные типы электрических цепей


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *