¿Eres un diseñador experimentado o nuevo en el campo de la electricidad? Si es así, debes empezar desde lo básico. Seguramente te estarás preguntando qué es un esquema eléctrico. Entonces, no te preocupes. Te explicaré el concepto.
Para empezar, los símbolos esquemáticos o esquemas eléctricos son comparables al lenguaje de los circuitos. ¿Por qué son importantes? Porque ayudan a comprender el objetivo del diseño de un circuito. Leerlos y comprenderlos no es una técnica que se deba aprender y olvidar, sino una necesidad. Si ya conoces la importancia de un esquema eléctrico pero no sabes cómo leerlo, ¡este artículo es para ti! Así que, no pierdas tiempo y profundicemos en los detalles de los componentes de un esquema eléctrico, cómo interpretarlos y más.
¿Qué es un esquema eléctrico?
Un esquema eléctrico es otro método para mostrar o dibujar la ruta eléctrica de un circuito. El término "esquema eléctrico" es una ilustración técnica que permite comprender los componentes básicos y su conexión en un circuito eléctrico. Los diseños de circuitos tradicionales solo muestran la disposición física del sistema y sus horas de funcionamiento, mientras que un esquema eléctrico muestra cómo se mueve y se conecta la electricidad en el sistema.
Veamos ahora las características clave de los símbolos esquemáticos eléctricos, que incluyen:
● Resistencias variables, interruptores pulsadores y diodos.
● Abarca no sólo la ubicación de los componentes del circuito, sino el orden de estos conceptos.
● También es un medio de comunicación comprensible en todo el mundo de la ingeniería.
● Ofrece información específica sobre si el componente es original, su valor o su clasificación.
En resumen, sin esquemas, habría un caos total a la hora de encontrar fallos, crear circuitos y construir sistemas.
Los elementos clave que normalmente se encuentran en un esquema eléctrico incluyen:
A continuación se muestra una lista de los elementos comunes que normalmente se encuentran en un esquema eléctrico, junto con una explicación de sus significados:
● LámparaSe representa como un círculo con una cruz dentro. Se parece más a una bombilla o lámpara que enciende la luz al pasarle corriente.
● InterruptorSe presenta como una interrupción en una línea con un ángulo entre sus extremos. Regula el flujo de corriente en un circuito.
● Cable:Esta línea recta muestra la conexión entre los componentes del circuito.
● Conectado/No conectado:Estos símbolos de cables especifican si los cables están conectados (línea fina con un punto) o no (cruce de líneas punteadas sin un punto).
● Resistor: Se muestra como una línea en zigzag que restringe la corriente eléctrica al tiempo que permite diferentes partes y prácticas del circuito.
● Resistencia variable: Es una resistencia con una flecha que la atraviesa, lo que indica que es una resistencia cuya resistencia puedes ajustar para controlar la corriente.
● Condensador:Retiene energía eléctrica y la proporciona según sea necesario, a menudo para “suavizar” o “filtrar” señales.
● Condensador polarizado: Básicamente, un condensador de polarización es cualquier condensador normal, pero con la polaridad marcada por (+) y (-). Se utiliza en circuitos de CC.
● Diodo:Cuenta con una flecha triangular que apunta a una línea, y que solo permite que la corriente circule en una dirección, para proteger los componentes sensibles.
● LED (diodo emisor de luz):Donde hay un LED o diodo emisor de luz, tenemos las flechas que apuntan hacia afuera donde hay una corriente direccional.
Comprender los conceptos básicos de un circuito
Al aprender los fundamentos de un circuito, debes tener los componentes clave a mano. Primero, ¿qué es un circuito? En otras palabras, un circuito es algo por donde fluye la corriente eléctrica. Fácil, ¿verdad? Bueno, profundicemos un poco más y veamos los componentes principales a considerar al construir tu propia configuración de circuito.
Así es como funciona un circuito:
Cuando una fuente de energía empuja electrones a través de conductores en un camino cerrado, estos electrones fluyen en un circuito para producir corriente.
Para que fluya la corriente:
● El circuito no debe estar roto, debe estar cerrado.
● El terminal positivo de la fuente de energía debe forzar la corriente a través del circuito y regresar a su terminal negativo.
No, todos sabemos cómo funciona un circuito, así que pasemos a los diferentes tipos de circuitos que probablemente encontraríamos.
● Circuito en serieEn este caso, la corriente circula por los componentes uno tras otro en una sola trayectoria. Si falla un componente del circuito, afecta a todo el circuito.
● Circuito paraleloEste circuito representa componentes configurados en varias ramas, donde solo se permite una ruta de flujo de corriente. Si una pieza falla, todo lo demás funciona correctamente.
● Circuito combinado:Consiste en configuraciones en serie y en paralelo para cumplir algunos objetivos de diseño.
Leyes básicas que rigen los circuitos.
Entonces, veamos las leyes básicas que tienen los circuitos.
1. Ley de Ohm:
Explica la relación entre el voltaje (V), la corriente (I) y la resistencia (R). Es importante comprender cómo se comportan el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito.
V= I×RV = I \veces
RV=I×R
2. Leyes de Kirchhoff:
La Ley de Corriente de Kirchhoff (LKC) establece que:
La suma de la corriente total que entra en la unión de un circuito eléctrico es igual a la corriente total que sale de ella. La fórmula para la LCK es:
∑I(entrada) = ∑I(salida)
Lugar:
I(in) son las corrientes que fluyen hacia la unión.
I(out) son las corrientes que fluyen fuera de la unión.
Formas de representar un circuito gráficamente
A la hora de representar un circuito, ¿qué es? ¿Es un diagrama con unidades del SI? ¿O un diagrama de flujo? Siendo sinceros, no creo que haya una solución universal. Existen varios métodos de representación gráfica en el mercado, cada uno con sus ventajas. ¿Cuál de estos elementos se adapta mejor a tu próximo uso en el proyecto? Vamos a explicarlo. Al final de esta sección, sabrás qué diseño gráfico elegir.
1 Diagrama esquemático
Son planos de tus circuitos. ¿Qué ofrecen? Son fáciles de representar para que un principiante pueda comprenderlos. Su objetivo es conectar los componentes entre sí. En lugar de analizar el diseño físico del circuito, utilizan símbolos de diagramas de cableado para comprender su uso.
2. Diagrama de cableado
Después, tenemos un diagrama de cableado en la página. Ofrece una visión más práctica de los circuitos integrados. No se trata de los aburridos símbolos abstractos de la vieja escuela, sino de la facilidad con la que el componente funciona en el mundo real. Este diagrama permite instalar y reparar el color de los cables, las conexiones físicas y la ubicación de los terminales.
3. Diagrama de bloques
¿Qué impresión te produce esta representación gráfica al oír el término "diagrama de bloques"? ¿Es un diagrama de flujo o de bloques? Si te inclinas por el diagrama de flujo, es muy posible que tengas razón. Este diagrama, similar a un diagrama de flujo, ofrece una visión general del sistema. Divide el diagrama en dos secciones:
● Alimentación eléctrica
● Amplificador operacional
¿Lo mejor? No profundiza en los detalles. Pero analiza cómo ese contenido encaja en el vacío que llena. Cuando sepas que vas a crear un diagrama de bloques para el próximo proyecto, presta atención a este, ya que tiene una buena ventaja para la planificación de alto nivel o para explicar los sistemas a personas sin conocimientos técnicos.
4. Diagrama pictórico
Este es, sin duda, nuestro favorito porque es el formato más fácil de usar tanto para principiantes como para principiantes. ¿A quién no le gusta una imagen? A todos nos gusta. La forma más fácil y segura de memorizar un circuito es ver su imagen en lugar de leer todos los símbolos. En resumen, reemplaza los símbolos con ilustraciones realistas, lo que facilita ver cómo reacciona el circuito con sus contrapartes.
5. Diagrama unifilar (SLD)
Si bien, a veces un diagrama unifilar puede resultar complejo, una vez terminado, permite descomponer sistemas eléctricos complejos en representaciones unifilares claras y elegantes. No obstante, se centra en las partes más extensas de las líneas eléctricas, los transformadores y los interruptores automáticos, por lo que es ideal para sistemas más grandes, como la red eléctrica industrial y los diseños de edificios eléctricos.
Cómo leer un circuito simple
Todos los ingenieros, electricistas y aficionados deberían saber leer un diagrama de circuito. Un diagrama de circuito (también conocido como esquema) es una representación simbólica de las partes de un sistema eléctrico. Aquí te explicamos cómo leerlo.
Paso 1: Comprender los conceptos básicos de un sistema de circuito
La clave está en comprender primero los componentes. Por ejemplo, en los diagramas de circuitos, los componentes se representan mediante símbolos estandarizados. Pero ¿qué símbolos? Son los siguientes:
● resistencias: Representado como líneas o zigzag.
● condensadores: Líneas paralelas (una recta, una curva para capacitores polarizados).
● Diodos: Los triángulos apuntan en una línea, marcando la dirección del flujo de la corriente.
● Fuentes de energía: Líneas largas y cortas para baterías, o líneas onduladas para el caso de fuente de CA.
Paso 2: Identificar la fuente de energía
Con los símbolos ya conocidos, estás listo para ver cómo se alimenta el circuito. Pero ¿cómo se hace? Primero, debes averiguar la fuente de alimentación: suele ser una batería o un enchufe de CA. Después, anota su polaridad o voltaje nominal. Por ejemplo, si se trata de un circuito de CC, una línea más larga representa el terminal positivo y una más corta, el negativo.
Paso 3: Sigue el flujo de la corriente
Es hora de comprobar la dirección de la corriente en tu circuito y si fluye en la dirección correcta o incorrecta. Normalmente, la corriente eléctrica fluye del terminal positivo al negativo. Esto es más susceptible al flujo de corriente convencional. Para determinarlo, simplemente traza la ruta desde la fuente de alimentación, pasando por los componentes, hasta la fuente, y así conocerás la trayectoria de la corriente.
Paso 4: Analizar los componentes individuales
Una vez completados todos estos pasos, debes analizar cada conexión por separado. Al principio, puede parecer un poco difícil, pero realmente es muy útil. Lo único que necesitas saber es la función de cada componente. Te lo explico.
● ResistenciasLimite el flujo de corriente. Observe los valores de resistencia (en ohmios) impresos junto al símbolo.
● condensadores: También almacenan y liberan energía eléctrica. Deberíamos buscar valores de capacitancia en faradios.
● SwitchesControlan el flujo de corriente. Los interruptores abiertos interrumpen el circuito; los interruptores cerrados, lo cierran.
● DiodosLos diodos permiten el flujo de corriente en una sola dirección. Luego, busque los terminales ánodo (positivo) y cátodo (negativo).
● LED: Emiten luz como diodos para la corriente. Hay que tener en cuenta la polaridad de sus señales.
Paso 5: Reconocer la configuración en serie y en paralelo
Finalmente, aquí viene la parte más sencilla. Debes saber si el esquema eléctrico es una configuración en serie o en paralelo. Si están conectados de extremo a extremo, son una serie. El otro caso, donde los componentes están conectados a través de dos puntos comunes, se llama circuito en paralelo.
Cómo leer e interpretar un diagrama esquemático
Si eres un aficionado que busca construir dispositivos sencillos, es casi esencial que aprendas a leer e interpretar un diagrama esquemático. Leer un esquema es como aprender a leer un mapa: si sabes su significado, puedes orientarte. Por ejemplo, se utiliza un símbolo específico para cada componente: un zigzag para las resistencias, líneas paralelas para los condensadores y triángulos para los diodos. Para comprender un diagrama esquemático, primero debes conocerlos bien.
Querrás conocer estos símbolos, su función y su aspecto. Luego, tendrás que encontrar la fuente de alimentación. Estará etiquetada como a+++ o símbolo de batería, y luego trazarás las líneas (cables) hasta los componentes para observar el flujo de corriente.
Luego, busca etiquetas como R1R1R1 o C1C1C1, que te indican los componentes de resistencia en ohmios o, en el caso de los condensadores, en faradios. Una vez que conozcas la función de cada parte del circuito, intenta trazar la ruta de la electricidad. De esta manera, comprenderás e interpretarás fácilmente un diagrama esquemático.
Cómo diseñar un diagrama esquemático de aspecto profesional
Mucha gente no se da cuenta de la simplicidad de los pasos que implica diseñar un diagrama esquemático. Crear un diagrama esquemático de aspecto profesional no es sencillo. Pero una vez que conoces los pasos correctos, puedes crear tu propio diagrama de cableado de alta tecnología. Si estás empezando, usar software de diseño esquemático como KiCad, Eagle, Altium, etc., te servirá. Luego, organiza el circuito de sistemas seleccionado en bloques funcionales (Entrada, Proceso y Salida), de izquierda a derecha o de arriba a abajo para indicar la progresión de la señal o la potencia.
Después de esto, básicamente necesitas usar los símbolos eléctricos habituales para que todos los entiendan. A todos los componentes se les deben asignar identificadores únicos (p. ej., R1, C2, U3, etc.) y se deben anotar todos los valores (resistencia, capacitancia y, si corresponde, número de pieza del circuito integrado). Seguir estos pasos es la única manera de garantizar que tu esquema funcione, se vea bien y tenga sentido.
Conclusión
Los diagramas esquemáticos son un modelo para el ensamblaje, la resolución de problemas y la colaboración. Comunican profesionalmente la funcionalidad y la estructura de un circuito. Tras seguir los estándares de la industria, organizar los componentes de forma racional y destacar la claridad, garantizan que sus diagramas no solo sean útiles, sino también visualmente atractivos.
