Ben je een ervaren ontwerper of nieuw in de elektrotechniek? Zo ja, dan moet je bij de basis beginnen. Je vraagt je waarschijnlijk af wat een elektrisch schema is. Maak je dan geen zorgen. Ik leg je het concept uit.
Om te beginnen zijn schematische symbolen of elektrische schema's vergelijkbaar met de taal van schakelingen. Waarom zijn ze belangrijk? Omdat ze je helpen het doel van je schakelingsontwerp te begrijpen. Het lezen en begrijpen ervan is geen techniek die je moet leren en vergeten, maar het is een noodzaak. Nu je je bewust bent van het belang van een elektrisch schema, maar niet zeker weet hoe je het moet lezen, is dit artikel iets voor jou! Laten we dus geen tijd verspillen en ons verdiepen in de details van componenten in elektrische schema's, manieren om ze te interpreteren en meer.
Wat is een elektrisch schema?
Een elektrisch schema is een andere manier om de elektrische route van uw circuit weer te geven of te tekenen. De term elektrisch schema is een technische illustratie die wordt gebruikt om iemand te laten nadenken over de basiscomponenten en hun samenhang in een elektrisch circuit. Circuitlay-outs van traditioneel ontwerp tonen alleen de fysieke indeling van het systeem en de werktijden, terwijl een elektrisch schema aangeeft hoe elektriciteit zich in het systeem verplaatst en verbindt.
Laten we nu eens kijken naar de belangrijkste kenmerken van elektrische schemasymbolen, waaronder:
● Regelbare weerstanden, drukknoppen en diodes.
● Het omvat niet alleen de locatie van de circuitcomponenten, maar ook de volgorde van deze concepten.
● Het is ook een communicatiemiddel dat in de hele technische wereld begrijpelijk is.
● Biedt specifieke informatie over de vraag of het onderdeel origineel is, wat de waarde ervan is of wat de beoordeling ervan is.
Kortom, zonder schema's zou het een enorme klus zijn om fouten te vinden, circuits te maken en systemen te bouwen.
Belangrijke elementen die doorgaans in een elektrisch schema voorkomen, zijn onder meer:
Hieronder vindt u een lijst met de meest voorkomende elementen in een elektrisch schema, inclusief een uitleg van hun betekenis:
● Lamp: Het wordt weergegeven als een cirkel met een kruis erin. Het lijkt meer op een gloeilamp of lamp, waarbij het licht aangaat wanneer er stroom doorheen wordt geleid.
● Stap over voor slechts: Het verschijnt als een onderbreking in een lijn met een schuine lijn tussen de twee uiteinden. Het reguleert de stroom in een circuit.
● Wire:Deze rechte lijn laat de verbinding zien tussen de componenten in het circuit.
● Verbonden/Niet verbonden:Zulke draadsymbolen geven aan of de draden verbonden zijn (dunne lijn met een punt) of niet (kruising van stippellijnen zonder punt).
● Weerstand: Het wordt weergegeven als een zigzaglijn die de elektrische stroom beperkt, maar verschillende onderdelen en circuitpraktijken toestaat.
● Variabele weerstand: Het is een weerstand met een pijl erdoorheen, wat aangeeft dat het een weerstand is waarvan u de weerstand kunt aanpassen om de stroomsterkte te regelen.
● Condensator:Het houdt elektrische energie vast en geeft deze indien nodig door, vaak om signalen te 'verzachten' of te 'filteren'.
● Gepolariseerde condensator: Een polarisatiecondensator is in principe elke gewone condensator, maar dan eentje waarvan de polariteit wordt aangegeven met (+) en (-). Hij wordt gebruikt in gelijkstroomcircuits.
● Diode:Er zit een driehoekige pijl in die naar een lijn wijst en die de stroom alleen in één richting laat lopen, om gevoelige componenten te beschermen.
● LED (lichtgevende diode):Waar een LED of lichtgevende diode zit, wijzen de pijlen naar buiten, naar de plek waar de stroom in één richting loopt.
De basisprincipes van een circuit begrijpen
Om de basisprincipes van een schakeling te leren begrijpen, moet je de belangrijkste componenten paraat hebben. Allereerst, wat is een schakeling? Met andere woorden, een schakeling is iets waar elektrische stroom doorheen loopt. Makkelijk, toch? Laten we er wat dieper op ingaan en kijken naar de belangrijkste onderdelen waar je rekening mee moet houden bij het bouwen van je eigen schakeling.
Dit is hoe een circuit werkt:
Wanneer een stroombron elektronen via geleiders in een gesloten pad duwt, stromen deze elektronen in een circuit rond en produceren zo stroom.
Om stroom te laten vloeien:
● Het circuitpad mag niet onderbroken zijn, het moet gesloten zijn.
● De positieve aansluiting van de stroombron moet de stroom door het circuit dwingen en vervolgens terugvoeren naar de negatieve aansluiting.
Nee, we weten allemaal hoe een circuit werkt. Laten we daarom eens kijken naar de verschillende soorten circuits die we waarschijnlijk tegenkomen.
● SerieschakelingHierbij gaat de stroom één voor één door de componenten in één pad. Als één component van de schakeling uitvalt, heeft dat invloed op de hele schakeling.
● Parallelschakeling: Dit circuit vertegenwoordigt componenten die in verschillende takken zijn geplaatst, waar slechts één stroomroute is toegestaan. Als één onderdeel defect raakt, werkt de rest nog steeds prima.
● Combinatiecircuit:Het bestaat uit serie- en parallelconfiguraties om aan bepaalde ontwerpdoelen te voldoen.
Basiswetten voor circuits.
Laten we eens kijken naar de basiswetten van circuits.
1. Wet van Ohm:
Het legt de relatie uit tussen spanning (V), stroomsterkte (I) en weerstand (R). Het is belangrijk om te begrijpen hoe spanning, stroomsterkte en weerstand zich in een circuit gedragen.
V = I × RV = I \ keer
RV=I×R
2. Wetten van Kirchhoff:
De wet van Kirchhoff (KCL) stelt dat:
De som van de totale stroom die een elektrisch circuit binnenkomt, is gelijk aan de totale stroom die de verbinding verlaat. De formule voor KCL is:
∑I(in) = ∑I(uit)
Waar:
I(in) is de stroomsterkte die door de kruising stroomt.
I(uit) zijn de stromen die uit de kruising lopen.
Manieren om een circuit grafisch weer te geven
Wat is het eigenlijk als het gaat om het weergeven van een circuit? Is het een diagram vol SI-eenheden? Of een diagram van een stroomdiagram? Ik geef eerlijk toe: ik geloof niet dat er één standaard is. Er zijn verschillende grafische weergavemethoden op de markt, elk met zijn eigen voordelen. Welke van deze methoden past het beste bij uw volgende project? Laten we het voor u analyseren. Aan het einde van deze sectie weet u welk grafisch ontwerp u moet kiezen.
1. Schematisch diagram
Het zijn blauwdrukken voor je schakelingen. Wat hebben ze te bieden? Ze zijn eenvoudig weer te geven, zodat een beginner ze kan begrijpen. Ze zijn bedoeld om de communicatie tussen de componenten te overbruggen. In plaats van naar het fysieke ontwerp van de schakeling te kijken, gebruiken ze symbolen uit bedradingsschema's om het gebruik van de schakeling te illustreren.
2. Bedradingsschema
Daarna hebben we een bedradingsschema op de pagina. Het geeft een praktischer beeld van geïntegreerde schakelingen. Het zijn niet de saaie, ouderwetse, abstracte symbolen die je te zien krijgt; het gaat erom hoe gemakkelijk je component zich in de echte wereld gedraagt. Met dit schema kun je de kleur van je draden, je fysieke verbindingen en de plaatsing van je aansluitingen installeren en repareren.
3. Blokschema
Welke indruk roept deze grafische weergave bij u op als u de term "blokdiagram" tegenkomt? Is het een stroomdiagram of blokken? Als u voor het stroomdiagram kiest, zou u wel eens gelijk kunnen hebben. Dit stroomdiagram geeft een overzicht van het systeem in vogelvlucht. Het verdeelt het diagram in twee delen:
● Laboratoriumvoedingen
● Operationele versterker
Het mooiste eraan? Het gaat niet tot in de details. Maar het analyseert wel hoe dat stukje content past in het gat dat het vult. Als je weet dat je een blokdiagram gaat maken voor het volgende project, besteed dan aandacht aan dit diagram, want het is goed geschikt voor planning op hoog niveau of om de systemen uit te leggen aan niet-technische mensen.
4. Picturaal diagram
Deze is zonder twijfel onze favoriet, omdat het het meest gebruiksvriendelijke format is voor beginners en niet-experts. Wie houdt er nou niet van een plaatje? Ik bedoel, we houden er allemaal van. De makkelijkste en meest effectieve manier om een circuit te onthouden is door naar de afbeelding te kijken in plaats van alle symbolen te lezen. Over het algemeen worden symbolen vervangen door realistische illustraties, waardoor het makkelijker is om te zien hoe het circuit reageert op zijn tegenhangers.
5. Enkellijndiagram (SLD)
Soms kan een enkellijnsdiagram complex worden. Maar als je er klaar mee bent, kunnen ze je complexe elektrische systemen opsplitsen in heldere, strakke, enkellijns weergaven. Desondanks richt het zich op de grote delen van de elektriciteitsleidingen, de transformatoren en de stroomonderbrekers, en is het daarom meer geschikt voor grotere systemen, waaronder het industriële elektriciteitsnet en de lay-outs van elektrische gebouwen.
Hoe een eenvoudig circuit te lezen
Alle ingenieurs, elektriciens en hobbyisten zouden een schakelschema moeten kunnen lezen. Een schakelschema (ook wel schema genoemd) is een symbolische weergave van de onderdelen van een elektrisch systeem. Hier leest u hoe u het kunt lezen.
Stap 1: Begrijp de basisprincipes van een circuitsysteem
De truc is dat je eerst de componenten moet begrijpen. In schakelschema's worden componenten bijvoorbeeld weergegeven met gestandaardiseerde symbolen. Maar welke symbolen? Dit zijn ze:
● Weerstanden: Weergegeven als lijnen of zigzag.
● Condensatoren: Evenwijdige lijnen (één rechte, één gebogen voor gepolariseerde condensatoren).
● diodes: Driehoekspunten op een lijn geven de richting van de stroom aan.
● Stroomvoorziening: Lange en korte lijnen voor batterijen, of golvende lijnen in het geval van een wisselstroombron.
Stap 2: Identificeer de stroombron
Nu je de symbolen kent, ben je klaar om te zien hoe het circuit van stroom wordt voorzien. Maar hoe doe je dat? Eerst moet je de voeding achterhalen: dit is meestal een batterij of een stekker. Noteer vervolgens de polariteit of de spanning. Als het bijvoorbeeld een gelijkstroomcircuit is, staat een langere lijn voor de positieve pool en een kortere lijn voor de negatieve pool.
Stap 3: Volg de stroom van de stroom
Het is tijd om te controleren waar de stroom in je circuit naartoe gaat en of deze in de goede of de verkeerde richting loopt. Normaal gesproken loopt elektrische stroom van de positieve pool van de voeding naar de negatieve pool. Dit blijkt gevoeliger te zijn dan de conventionele stroom. Om dit te lezen, volg je gewoon het pad van de stroombron door de componenten en terug naar de bron, en je weet hoe de stroom loopt.
Stap 4: Analyseer individuele componenten
Zodra al deze stappen zijn voltooid, moet je alle afzonderlijke verbindingen analyseren. In het begin lijkt dat misschien wat lastig, maar het brengt je echt een heel eind. Het enige wat je hoeft te weten, is wat elk onderdeel doet. Ik leg het je uit.
● Weerstanden: Beperk de stroomsterkte. Let op de waarden van de weerstand (in ohm) die naast het symbool staan vermeld.
● Condensatoren: Ze slaan ook elektrische energie op en geven deze weer af. We moeten kijken naar de capaciteitswaarden in farad.
● Schakelaars: Regel de stroomtoevoer. Open schakelaars verbreken het circuit; gesloten schakelaars sluiten het circuit.
● Diodes: De diodes laten de stroom slechts in één richting door. Kijk vervolgens naar de anode (positief) en kathode (negatief) aansluitingen.
● LEDs: Ze zenden licht uit, net als diodes voor stroom. Je moet op de polariteit van hun signalen letten.
Stap 5: Herken serie- en parallelconfiguratie
Tot slot het makkelijkste deel. Je moet weten of het een serieschakeling of een parallelschakeling van het elektrische schema betreft. Als ze achter elkaar zijn aangesloten, vormen ze een serieschakeling. Het andere geval, waarbij de componenten over de twee gemeenschappelijke punten zijn aangesloten, wordt een parallelschakeling genoemd.
Hoe een schematisch diagram te lezen en te interpreteren
Als je een hobbyist bent die eenvoudige gadgets wil bouwen, is het bijna essentieel dat je leert hoe je een schema moet lezen en interpreteren. Het lezen van een schema is als het leren lezen van een kaart: als je weet wat het allemaal betekent, kun je de weg vinden. Zo wordt er voor elk onderdeel een specifiek symbool gebruikt: een zigzag voor weerstanden, evenwijdige lijnen voor condensatoren en driehoeken voor diodes. Je moet ze eerst goed kennen om een schema te begrijpen.
Je wilt deze symbolen, hun functie en hoe ze eruitzien leren kennen. Vervolgens moet je de stroombron vinden. Deze is gemarkeerd met een +++ of batterijsymbool. Vervolgens volg je de lijnen (draden) naar de componenten om de stroomsterkte te bekijken.
Vervolgens ga je op zoek naar labels zoals R1R1R1 of C1C1C1, die je vertellen over weerstandscomponenten in ohm of, bij condensatoren, componenten in farad. Zodra je de functie van elk onderdeel van de schakeling kent, probeer je de route te traceren die elektriciteit aflegt. Zo kun je een schema gemakkelijk begrijpen en interpreteren.
Hoe u een professioneel ogend schema ontwerpt
Veel mensen realiseren zich niet welke eenvoudige stappen er nodig zijn om een schema te ontwerpen. Het maken van een professioneel ogend schema is niet eenvoudig. Maar zodra je de juiste stappen kent, kun je zelfstandig aan de slag met het volgende hightech bedradingsschema. Als je net begint, kun je schemaontwerpsoftware zoals KiCad, Eagle, Altium, enz. gebruiken. Verdeel vervolgens het geselecteerde circuit van systemen in functionele blokken (invoer, proces en uitvoer), die van links naar rechts of van boven naar beneden lopen om de signaal- of vermogensvoortgang aan te geven.
Hierna moet u in principe de normale elektrische symbolen gebruiken, zodat iedereen ze begrijpt. Alle componenten moeten unieke identificatiecodes krijgen (bijv. R1, C2, U3, enz.) en alle waarden (weerstand, capaciteit, indien van toepassing IC-onderdeelnummer) moeten worden genoteerd. Alleen door u aan deze symbolen te houden, weet u zeker dat uw schema werkt, er goed uitziet en logisch is.
Conclusie
Schema's vormen een blauwdruk voor assemblage, probleemoplossing en samenwerking. Ze communiceren op professionele wijze de functionaliteit en structuur van een circuit. Nadat ze de industrienormen hebben gevolgd, componenten op een rationele manier hebben geordend en de duidelijkheid hebben benadrukt, zorgen ze ervoor dat uw schema's niet alleen nuttig zijn, maar ook een lust voor het oog.
