Вы опытный проектировщик или новичок в области электротехники? Если да, то вам следует начать с основ. Вы, должно быть, задаетесь вопросом, что такое электрическая схема в первую очередь. Тогда не волнуйтесь. Я проведу вас через концепцию.
Для начала, условные обозначения или электрические схемы можно сравнить с языком цепей. Почему они важны? Потому что они помогают вам понять цель вашего проекта схемы. Чтение и понимание этого — это не техника, которую вы должны выучить и забыть, но это необходимость. Теперь, когда вы осознаете важность электрической схемы, но не уверены, как ее читать, эта статья для вас! Итак, не будем тратить ваше время и погрузимся в детали компонентов электрической схемы, способы их интерпретации и многое другое.
Что такое электрическая схема?
Электрическая схема — это еще один метод отображения или рисования электрического маршрута вашей цепи. Термин электрическая схема — это техническая иллюстрация, используемая для того, чтобы человек мог представить себе основные компоненты и их связь в электрической цепи. Схемы цепей традиционного дизайна показывают только физическое расположение системы и рабочие часы, тогда как электрическая схема рассказывает вам, как электричество движется и соединяется в системе.
Давайте теперь рассмотрим основные характеристики условных обозначений электрических схем, в том числе:
● Переменные резисторы, кнопочные переключатели и диоды.
● Он охватывает не только расположение компонентов схемы, но и порядок этих понятий.
● Это также средство общения, понятное всему миру инженерии.
● Предоставляет конкретную информацию о том, является ли компонент оригинальным, его стоимости или рейтинге.
Короче говоря, без схем был бы полный беспорядок при поиске неисправностей, создании цепей и построении систем.
Ключевые элементы, обычно встречающиеся в электрической схеме, включают:
Ниже приведен список общих элементов, которые обычно встречаются в электрических схемах, а также пояснение их значений:
● лампа: Он представлен в виде круга с крестом внутри. Он больше похож на лампочку или светильник, где свет загорается, когда через него пропускают ток.
● Коммутатор: Он выглядит как разрыв линии с наклонной линией между двумя концами. Он регулирует поток тока в цепи.
● Провод: Эта прямая линия показывает соединение между компонентами в цепи.
● Подключено/Не подключено: Такие символы проводов указывают, соединены ли провода (тонкая линия с точкой) или нет (пересечение пунктирных линий без точки).
● Резистор: Она представлена в виде зигзагообразной линии, которая ограничивает электрический ток, допуская при этом различные детали и схемы.
● Переменный резистор: Это резистор со стрелкой, указывающей на то, что сопротивление этого резистора можно регулировать для управления током.
● Конденсатор: Он хранит электрическую энергию и выдает ее по мере необходимости, часто для «сглаживания» или «фильтрации» сигналов.
● Поляризованный конденсатор: По сути, поляризационный конденсатор — это любой обычный конденсатор, но имеющий полярность, обозначенную (+) и (-). Он используется в цепях постоянного тока.
● Диод: Он имеет треугольную стрелку, которая указывает на линию и позволяет току течь только в одном направлении, чтобы защитить чувствительные компоненты.
● Светодиод (светоизлучающий диод): Там, где есть светодиод или светоизлучающий диод, у нас есть стрелки, которые указывают наружу, где ток одного направления.
Понимание основ схемы
Когда вы учитесь понимать основы схемы, вы должны иметь ключевые компоненты на рукавах. Прежде всего, что такое схема? Другими словами, схема — это то, через что протекает любой электрический ток. Легко, не так ли? Что ж, давайте немного углубимся и рассмотрим основные части, о которых следует подумать при построении собственной конфигурации схемы.
Вот как работает схема:
Когда источник питания проталкивает электроны через проводники по замкнутому контуру, эти электроны движутся по цепи, создавая ток.
Для протекания тока:
● Цепь цепи не должна быть разорвана, она должна быть замкнута.
● Положительный вывод источника питания должен пропускать ток через цепь и возвращать его на отрицательный вывод.
Нет, мы все знаем, как работает электрическая цепь, поэтому давайте перейдем к различным видам цепей, с которыми мы, скорее всего, столкнемся.
● Последовательная цепь: В этом случае ток проходит через компоненты один за другим по одному пути. Если один компонент цепи выходит из строя, это влияет на всю цепь.
● Параллельная цепь: Эта схема представляет компоненты, установленные в различных ветвях, где разрешен только один путь для тока. Если одна часть выходит из строя, все остальное продолжает работать нормально.
● Комбинированная схема: Он состоит из последовательных и параллельных конфигураций для достижения некоторых целей проектирования.
Основные законы, управляющие цепями.
Итак, давайте рассмотрим основные законы, которым подчиняются электрические цепи.
1. Закон Ома:
Он объясняет связь между напряжением (V), током (I) и сопротивлением (R). Важно понимать, как ведут себя напряжение, ток и сопротивление в цепи.
V= I×RV = I \times
РВ=И×Р
2. Законы Кирхгофа:
Текущий закон Кирхгофа (KCL) гласит:
Сумма общего тока, входящего в соединение электрической цепи, равна общему току, выходящему из соединения. Формула для KCL:
∑I(вход) = ∑I(выход)
Где:
I(вх) — это токи, текущие в соединение.
I(out) — это токи, вытекающие из соединения.
Способы графического представления схемы
Когда дело доходит до представления схемы, что это? Это какая-то диаграмма, заполненная единицами СИ? Или диаграмма типа блок-схемы? Я буду с вами честен, я не верю, что это универсально. На рынке существует несколько методов графического представления, каждый из которых имеет свои преимущества. Какой из этих фрагментов лучше всего подходит для вашего следующего использования в проекте? Давайте разберем это для вас. К концу этого раздела вы будете знать, какой из графических дизайнов вам следует выбрать.
1. Схематическая диаграмма
Это чертежи для ваших схем. Что они могут предложить? Они базовые для представления, чтобы новичок мог понять. Они предназначены для моста связи между компонентами. Вместо того, чтобы смотреть на физическую конструкцию схемы, они используют символы схемы электропроводки, чтобы увидеть использование схемы.
2. Схема подключения
После этого на странице у нас есть схема электропроводки. Она дает более практичный взгляд на интегральные схемы. Это не скучные абстрактные символы старой школы, которые вам показывают; это то, как легко ваш компонент играет в реальном мире. Это позволяет вам устанавливать и ремонтировать цвет ваших проводов, ваши физические соединения и размещение ваших клемм.
3. Блок-схема
Какое впечатление это графическое представление создает в вашем сознании, когда вы сталкиваетесь с термином «блок-схема»? Это блок-схема или блоки? Если вы выбираете блок-схему, то вы вполне можете быть правы. Эта диаграмма типа блок-схемы дает обзор системы с высоты птичьего полета. Она разбивает диаграмму на две части:
● Напряжение питания
● Операционный усилитель
Лучшая часть? Она не переходит к мелочам. Но она анализирует, как эта часть контента вписывается в дыру, которую она заполняет. Когда вы знаете, что собираетесь построить блок-схему для следующего проекта, обратите внимание на эту, так как она хороша для высокоуровневого планирования или объяснения систем нетехническим людям.
4. Наглядная диаграмма
Это, безусловно, наш фаворит, потому что это самый удобный формат для новичков и неспециалистов. Кто не любит визуальные образы? Я имею в виду, мы все их любим. Самый простой и верный способ запомнить схему — увидеть ее изображение вместо того, чтобы читать все символы. В целом, он заменяет символы реалистичными иллюстрациями, поэтому легче увидеть, как схема реагирует на свои аналоги.
5. Однолинейная схема (SLD)
В то время как иногда однолинейная схема может стать сложной. Но если вы закончили с ними, они могут разбить ваши сложные электрические системы на чистые, гладкие однолинейные представления. Тем не менее, она фокусируется на больших частях линий электропередач, трансформаторах, а также автоматических выключателях, и из-за этого она более идеальна для более крупных систем, включая промышленные электросети и схемы электрических зданий.
Как читать простую схему
Все инженеры, электрики и любители должны уметь читать принципиальную схему. Принципиальная схема (также известная как схема) — это символическое представление частей электрической системы. Вот как их можно читать.
Шаг 1: Понимание основ схемотехнической системы
Хитрость здесь в том, что сначала нужно понять компоненты. Например, на принципиальных схемах компоненты представлены стандартизированными символами. Но какими символами? Вот что это такое:
● Резисторы: Представлены в виде линий или зигзагов.
● Конденсаторы: Параллельные линии (одна прямая, одна изогнутая для поляризованных конденсаторов).
● Диоды: Треугольники образуют линию, указывающую направление тока.
● Источники питания: Длинные и короткие линии для аккумуляторов или волнистые линии для источника переменного тока.
Шаг 2: Определите источник питания
С уже известными символами вы готовы увидеть, как питается цепь. Но как это сделать? Во-первых, вы должны выяснить источник питания: обычно это батарея или вилка переменного тока. После этого запишите его полярность или номинальное напряжение. Например, если это цепь постоянного тока, длинная линия обозначает положительный вывод, а более короткая — отрицательный.
Шаг 3: Следуйте течению
Пришло время проверить, куда идет ток вашей цепи и течет ли он в правильном или неправильном направлении. Обычно электрический ток выходит из положительного вывода питания и попадает в его отрицательный вывод. Показано, что он более восприимчив к обычному току. Чтобы прочитать это, просто проследите путь от источника питания через компоненты и обратно к источнику, и вы узнаете свой путь тока.
Шаг 4: Анализ отдельных компонентов
После того, как все эти шаги выполнены, вам нужно проанализировать все отдельные соединения. В начале это может показаться немного сложным, но это действительно имеет большое значение. Единственное, что вам нужно знать, это то, что делает каждый компонент. Позвольте мне объяснить это вам.
● Резисторы: Ограничить ток. Обратите внимание на значения сопротивления (в омах), напечатанные рядом с символом.
● Конденсаторы: Они также хранят и высвобождают электрическую энергию. Мы должны искать значения емкости в фарадах.
● Коммутаторы: Управление потоком тока. Открытые переключатели разрывают цепь; закрытые переключатели замыкают цепь.
● Диоды: Диоды пропускают ток только в одном направлении. Затем вы ищете анодную (положительную) и катодную (отрицательную) клеммы.
● светодиоды: Они излучают свет, как диоды для тока. Вы должны заметить полярность их сигналов.
Шаг 5: Распознавание последовательной и параллельной конфигурации
Наконец, вот самая простая часть. Вам нужно знать, является ли это последовательной или параллельной конфигурацией электрической схемы. Если они присоединены конец к концу, они являются последовательной. Другой случай, когда компоненты соединены через общие две точки, называется параллельной схемой.
Как читать и интерпретировать принципиальную схему
Если вы любитель, желающий построить несколько простых гаджетов, вам почти необходимо научиться читать и интерпретировать принципиальную схему. Чтение схемы похоже на изучение карты: если вы знаете, что все это значит, вы можете найти свой путь. Например, для каждого компонента используется определенный символ: зигзаг для резисторов, параллельные линии для конденсаторов и треугольники для диодов. Сначала вам нужно хорошо их знать, чтобы понять принципиальную схему.
Вам нужно будет узнать эти символы, их функцию и то, как они выглядят. Затем вам нужно будет найти источник питания. Он будет помечен как +++ или символ батареи, и вы затем проследите вдоль линий (проводов) к компонентам, чтобы увидеть поток тока.
Затем вы ищете метки типа R1R1R1 или C1C1C1, которые сообщают вам о компонентах сопротивления в омах или, для конденсаторов, компонентах в фарадах. Как только вы узнаете функцию каждой части цепи, попробуйте проследить путь, по которому движется электричество. Таким образом, вы легко поймете и интерпретируете принципиальную схему.
Как разработать профессионально выглядящую принципиальную схему
Многие люди не осознают простых шагов, которые необходимо выполнить, когда они хотят разработать принципиальную схему. Создание профессионально выглядящей принципиальной схемы — непростая задача. Но как только вы узнаете правильные шаги, вы самостоятельно справитесь со следующей высокотехнологичной схемой электропроводки. Если вы только начинаете, то вам подойдет программное обеспечение для проектирования схем, такое как KiCad, Eagle, Altium и т. д. Затем организуйте выбранную схему систем в функциональные блоки (вход, процесс и выход), идущие слева направо или сверху вниз, чтобы обозначить прогрессию сигнала или мощности.
После этого вам в основном нужно использовать обычные электрические символы, чтобы все поняли. Всем компонентам должны быть назначены уникальные идентификаторы (например, R1, C2, U3 и т. д.), и все значения (сопротивление, емкость, если применимо, номер детали ИС) должны быть указаны. Соблюдение этих требований — единственный способ быть уверенным, что ваша схема будет работать, хорошо выглядеть и иметь смысл.
Заключение
Схемы схем — это чертежи для сборки, устранения неполадок и совместной работы. Они профессионально передают функциональность и структуру схемы. После соблюдения отраслевых стандартов, рациональной организации компонентов и подчеркивания ясности они гарантируют, что ваши схемы будут не только полезными, но и приятными для глаз.
