Принципиальная электрическая схема это кратко и понятно

Обновлено: 05.07.2024

Электрическая схема представляет собой документ, в котором по правилам ГОСТ обозначаются связи между составными частями устройств, работающих за счет протекания электроэнергии. Как Вы понимаете, этот чертеж дает понимание электрикам о том, как работает установка и из каких элементов она состоит. Основное назначение электросхемы – помощь в подключении установок, а также поиске неисправности в цепи.

Для начала следует разобраться, что подразумевают под типами, а что под видами документов. Итак, согласно ГОСТ 2.701-84, существуют следующие виды схем (в скобках краткое обозначение):

Электрические (Э).
Гидравлические (Г).
Пневматические (П).
Газовые (Х).
Кинематические (К).
Вакуумные (В).
Оптические (Л).
Энергетические (Р).
Деления (Е).
Комбинированные (С).

Что, касается типов, основными считаются:

Структурные (1).
Функциональные (2).
Принципиальные (полные) (3).
Соединений (монтажные) (4).
Подключения (5).
Общие (6).
Расположение (7).
Объединенные (8).

Исходя из указанных обозначений, можно по наименованию электросхемы понять ее вид и тип.

Далее мы подробно рассмотрим, назначение и состав каждой из перечисленных типов электросхем. Рекомендуем перед этим ознакомиться со стандартными условными обозначениями на схемах, чтобы было еще проще понять, что собой представляет каждый вариант чертежа.

1. Виды электрических схем

1.1. Структурная схема

Этот тип документа является наиболее простым и дает понимание о том, как работает электроустановка и из чего она состоит. Графическое изображение всех элементов цепи позволяет изначально увидеть общую картину, чтобы переходить к более сложному процессу подключения или же ремонта. Порядок чтения обозначается стрелочками и поясняющими надписями, что позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже начинающему электрику. Принцип построения Вы можете увидеть на примере ниже:

Рисунок 1 — Структурная схема

1.2. Функциональная схема

Функциональная электросхема установки, по сути, не слишком отличается от структурной. Единственное отличие – более подробное описание всех составляющих узлов цепи. Выглядит этот документ следующим образом:

Рисунок 2 — Функциональная схема

1.3. Принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема чаще всего применяется в распределительных сетях, т.к. дает самое раскрытое пояснение о том, как работает рассматриваемое электрооборудование. На таком чертеже должны обязательно быть указаны все функциональные узлы цепи и вид связи между ними. В свою очередь, принципиальная электросхема может иметь две разновидности: однолинейная (рисунок 3) или полная (рисунок 4). В первом случае на чертеже изображают только первичные сети, называемые также силовыми. Пример однолинейного изображения Вы можете увидеть ниже:

Рисунок 3 — Однолинейная принципиальная схема

Полная принципиальная схема может быть развернутой или элементной. Если электроустановка несложная и на один главный чертеж можно нанести все пояснения, достаточно сделать развернутый план. Если же Вы имеете дело со сложной аппаратурой, которая имеет в составе цепь управления, автоматизации и измерения, лучше разнести все отдельные узлы на разные листы, чтобы не запутаться.

Рисунок 4 — Полная принципиальная схема

Существует также принципиальная электросхема изделия. Этот тип документа представляет собой своеобразную выкопировку из общего плана, на которой обозначено только, как работает и из чего состоит определенный узел.

1.4. Монтажная схема

Эту разновидность электрических схем мы чаще всего используем, когда рассказываем о том, как самостоятельно выполнить монтаж электропроводки. Дело в том, что на монтажной электросхеме можно показать точное расположение всех элементов цепи, способ их соединения, а также буквенно-цифровые характеристики составляющих чертеж установок. Если взять за пример схему электропроводки в однокомнатной квартире рисунок 5, на ней мы увидим, где нужно размещать розетки, выключатели, светильники и остальные изделия.

Рисунок 5 — Монтажная схема

Основное назначение монтажной схемы – руководство для проведения электромонтажных работ. Согласно подготовленному чертежу можно понять, где, что и как нужно подключать.

1.5. Объединенная схема

Ну и последней из применяемых в распределительных сетях электросхемой является объединенная рисунок 6, которая может включать в себя несколько видов и типов документов. Ее используют в том случае, если можно без сильного нагромождения чертежа обозначить все важные особенности цепи. Используют объединенный проект чаще всего на предприятиях. Домашним мастерам такой тип схемы вряд ли может встретиться. Пример Вы можете увидеть ниже:

Рисунок 6 — Объединённая схема

2. Условно-графические обозначения на электрических схемах

Все элементы на схемах изображаются условными графическими обозначениями, начертание и размеры которых установлены в стандартах ЕСКД (ГОСТ 2.721-74 … ГОСТ 2.796-81).

В схемах, насыщенных условными графическими обозначениями, допускается все обозначения пропорционально уменьшать или увеличивать, при этом расстояние (просвет) между двумя соседними линиями условного графического обозначения должно быть не менее 1,0 мм. Условные графические обозначения элементов, используемых как составные части обозначений других элементов, можно изображать уменьшенными по сравнению с остальными элементами (например, резистор в ромбической антенне).

Расстояние между отдельными условными графическими обозначениями должно быть не менее 2,0 мм.

Изображения элементов вычерчиваются на схемах в положении, установленном соответствующим стандартом, либо повернутыми на угол, кратный 90°, по отношению к этому положению. В отдельных случаях допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45°, или изображать зеркально развернутыми.

Условные графические обозначения, содержащие буквенные, цифровые можно поворачивать против часовой стрелки только на угол 90° или 45°.

Условные графические обозначения, соотношение размеров которых приведено в соответствующих стандартах на модульной сетке, должны изображаться на схемах в размерах, определяемых по вертикали и горизонтали количеством шагов модульной сетки М.

Рисунок 7 – Модульная сетка

При этом шаг модульной сетки для каждой схемы может быть любым но одинаковым для всех элементов и устройств данной схемы.

Что касается графического обозначения всех элементов, используемых на схеме, этот обзор мы предоставим в виде таблиц, в которых изделия будут сгруппированы по назначению.

В таблице 1 Вы можете увидеть, как отмечены электрические коробки, щиты, шкафы и пульты на электросхемах:

Таблица 1 — Обозначение коробок, щитов, шкафов, пультов

Следующее, что Вы должны знать – условное обозначение питающих розеток и выключателей (в том числе проходных) на однолинейных схемах квартир и частных домов:

Таблица 2 – Обозначение выключателей, переключателей и штепсельных розеток

Что касается элементов освещения, светильники и лампы по ГОСТу указывают следующим образом:

Таблица 3 – Изображения светильников и прожекторов при совмещенном изображении на плане оборудования и электрических сетей

В более сложных схемах, где применяются электродвигатели, могут указываться такие элементы, как:

Таблица 4 – Условно графическое обозначение электрических машин

Также полезно знать, как графически обозначаются трансформаторы и дроссели на принципиальных электросхемах:

Таблица 5 — Условно графическое обозначение трансформаторов, автотрансформаторов, дросселей

Электроизмерительные приборы по ГОСТу имеют следующее графические обозначение на чертежах:

Таблица 6 — Условно графическое обозначение некоторых электроизмерительных приборов

А вот, кстати, полезная для начинающих слесарей — электриков таблица, в которой показано, как выглядит на плане электропроводки контур заземления, а также сама силовая линия:

Таблица 7 – Линии электрической связи, провода, кабели и шины

Таблица 8 – Род тока и напряжения, виды соединения обмоток, формы импульсов

В более сложных схемах автоматизации Вы можете встретить непонятные графические обозначения, вроде контактных соединений. Запомните, как обозначаются эти устройства на электросхемах:

Таблица 9 – Коммутационные устройства и контактные соединения

2) сборного соединения

Помимо этого Вы должны быть в курсе, как выглядят радиоэлементы на проектах (диоды, резисторы, транзисторы и т.д.).

Таблица 10 – Условно графическое обозначение (диоды, резисторы, транзисторы)

Диод
Стабилитрон
Тиристор
Фотодиод
Светодиод
Фоторезистор
Солнечный фотоэлемент
Транзистор
Конденсатор
Дроссель
Сопротивление

В однолинейных электросхемах также присутствуют свои буквы, которые дают понять, что включено в сеть. Итак, согласно ГОСТ 7624-55, буквенное обозначение элементов на электрических схемах выглядит следующим образом:

Реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, времени, промежуточное, указательное, газовое и с выдержкой по времени, соответственно – РТ, РН, РМ, РС, РВ, РП, РУ, РГ, РТВ.
КУ – кнопка управления.
КВ – конечный выключатель.
КК – командо-контроллер.
ПВ – путевой выключатель.
ДГ – главный двигатель.
ДО – двигатель насоса охлаждения.
ДБХ – двигатель быстрых ходов.
ДП – двигатель подач.
ДШ – двигатель шпинделя.

Помимо этого в маркировке элементов радиотехнических и электрических схем выделяют следующие буквенные обозначения:

Таблица 11 — Буквенные обозначения элементов радиотехнических и электрических схем

3. Чтение электрических схем

Что значит прочитать схему.

В дальнейшем нам все время придется работать со схемами — читать схемы. А прочитать схему — это значит почерпнуть из нее сведения, необходимые для выполнения определенной работы. Так, например, если нужно рассчитать ток КЗ, то чтение схемы сводится к выборке из нес данных для расчета. В других случаях прочитать схему необходимо, чтобы: понять принцип: действия электроустановки; выяснить назначение того или иного ее элемента; определить, что с чем следует соединить; обнаружить ложную цепь и найти способ ее устранения; проверить, верно ли задан режим работы и т. п. Одним словом, разнообразных задач, которые решаются в результате чтения схем, — много, и задачи эти не только различны, но и разнообразны. Соответственно различны и разнообразны приемы, с помощью которых читают схемы.

К чтению схем нужно подготовиться, т. е. накопить необходимый минимум знаний, точно так же, как перед чтением текста нужно изучить алфавит, правила словообразования и словосочетания. Эти обстоятельства определили способ построения книги.

Что же такое схема? Слово схема употребляют в нескольких значениях.

Схема — это конструкторский документ (своеобразный чертеж), в котором составные части изделия — его элементы и связи между ними изображены условно, без соблюдения масштаба. Так, например, элементами электрической схемы являются резисторы, лампы, трансформаторы, двигатели и другие электротехнические изделия. А связями между ними служат проводники.
Схемой называют также предмет или набор предметов, например интегральная схема и т. п.
Когда говорит: схема работает, схема неисправна, элемент схемы перегревается, то ясно, что речь идет не о чертеже, а о самой электроустановке. Действительно, перегреваться может резистор (элемент схемы), но не его изображение. Одним словом, Электроустановка и ее схема далеко не одно и то же, точно так же как не одно и то же, машина и ее чертеж. В этом пособии под словом схема, как правило, подразумевается не собственно чертеж, а то, что на нем изображено.

Порядок чтения электрических схем и чертежей.

Прежде всего, необходимо ознакомиться с наличными чертежами (или составить оглавление, если его нет) и систематизировать чертежи (если этого не сделано в проекте) по назначению.

Чертежи чередуют в таком порядке, чтобы чтение каждого последующего являлось естественным продолжением чтения предыдущего. Затем уясняют принятую систему обозначений и маркировки.

Если она не отражена на чертежах, то ее выясняют и записывают.

На выбранном чертеже читают все надписи, начиная со штампа, затем примечания, экспликации, пояснения, спецификации и т. д. При чтении экспликации обязательно находят на чертежах аппараты, в ней перечисленные. При чтении спецификации сопоставляют их с экспликациями.

Если на чертеже имеются ссылки на другие чертежи, то нужно найти эти чертежи и разобраться в содержании ссылок. Например, в одну схему входит контакт, принадлежащий аппарату, изображенному на другой схеме. Значит, нужно уяснить, что это за аппарат, для чего служит, в каких условиях работает и т. п.

При чтении чертежей, отражающих электропитание, электрическую защиту, управление, сигнализацию и т. п.:

определяют источники электропитания, род тока, величину напряжения и т. п. Если источников несколько или применено несколько напряжений, то уясняют, чем это вызвано,
расчленяют схему па простые цени и, рассматривая их сочетание, устанавливают условия действия. Рассматривать всегда начинают с того аппарата, который нас в данном случае интересует. Например, если не работает двигатель, то нужно найти па схеме его цепь и посмотреть, контакты каких аппаратов в нее входят. Затем находят цепи аппаратов, управляющих этими контактами, и т. д.,
строят диаграммы взаимодействия, выясняя с их помощью: последовательность работы во времени, согласованность времени действия аппаратов в пределах данного устройства, согласованность времени действия совместно действующих устройств (например, автоматики, защиты, телемеханики, управляемых приводов и т. п.), последствия перерыва электропитания. Для этого поочередно, предполагая отключенными выключатели и автоматы электропитания (предохранители перегоревшие), оценивают возможные последствия, возможность выхода устройства в рабочее положение из любого состояния, в котором оно могло оказаться, например после ревизии,
оценивают последствия вероятных неисправностей: не замыкание контактов поочередно по одному, нарушения изоляции относительно земли поочередно для каждого участка,
нарушения изоляции между проводами воздушных линий, выходящих за пределы помещений и т. п.,
проверяют схему па отсутствие ложных цепей,
оценивают надежность электропитания и режим работы оборудования,
проверяют выполнение мер, обеспечивающих безопасность.

Единая система конструкторской документации — комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой организациями и предприятиями.

Схема — это конструкторский документ (своеобразный чертеж), в котором составные части изделия — его элементы и связи между ними изображены условно, без соблюдения масштаба.

По освоению данного раздела обучающийся сможет оформлять и читать электрические схемы и чертежи, что является основой при изучении последующих модулей учебного пособия и использования рабочей документации на производстве.

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.

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.

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.

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.

Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:

Схема электрическая структурная (Э1)

На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними. Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
Пример схемы электрической структурной:

Схема электрическая функциональная (Э2)

На функциональной схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы), участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой.
Пример схемы электрической функциональной:

Схема электрическая принципиальная (полная) (Э3)

На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии установленных электрических процессов, все электрические взаимосвязи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На схеме допускается изображать соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.
Пример схемы электрической принципиальной:

Схема электрическая соединений (монтажная) (Э4)

На схеме соединений следует изображать все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.д.), а также соединения между этими устройствами и элементами. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе.
Пример схемы электрической соединений:

Схема электрическая подключения (Э5)

На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т.д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей и (или) адреса). Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.
Пример схемы электрической подключений:

Схема электрическая общая (Э6)

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.
Пример схемы электрической общей:

Схема электрическая расположения (Э7)

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены.
Пример схемы электрической расположения:

Схема электрическая объединенная (Э0)

На данном виде схем изображают различные типы, которые объединяются между собой на одном чертеже.
Пример схемы электрической объединенной:

Понятие и назначение

Для стандартизации и универсальности обозначений, различных радиоэлементов и электрических приборов был введён стандарт их изображения на схемах, что позволило довольно чётко различать узлы. Благодаря этому стало возможным не только подписывать их буквенно, но и графически.

В стандартизованных правилах указывается, что схема — это графически выполненный документ, на котором с помощью условных обозначений и графических изображений представляются части изделия и связи между ними. В зависимости от вида элементов, входящих в состав изображаемого изделия, схемы разделяются на следующие виды: электрические, гидравлические, кинематические и пневматические.

В свою очередь, их также принято разделять по назначению. Они могут быть:

Структурными — изображаются в виде блок-схемы с указанием ключевых узлов с условно выполненными соединениями.
Монтажными (печатны) — на них указывается точное место расположения деталей с разводкой их правильного соединения. Применительно к электросетям, например, проводка в доме, изображаются все комнаты, в которых показываются электрические точки, как к ним подводится электрокабель.
Принципиальные — на них условно указываются все детали, контакты и электрические связи.
Объединённые — содержат на одном листе, как правило, принципиальную и монтажную электрические схемы.

Следует отметить, что при проектировании изделия или электрической системы вначале создаётся блок-схема, затем принципиальная, а уже на основании её и монтажная. Но в радиолюбительстве для понимания работы устройства часто всё происходит наоборот.

Таким образом, совокупность изображений электрических деталей и приборов на одном документе с указанием их расположения относительно друг друга называют электрической схемой. Принципиальная же схема определяет полный состав электрических элементов и соединений, входящих в конструкцию какого-либо изделия.

Разработанные чертежи со схемой предназначены для изучения принципа работы устройства или электрической системы. Они часто используются при проведении профилактических и ремонтных работ. Умение читать и составлять план значительно упрощает объяснение и назначение используемого элемента в работе какого-либо прибора.

Стандарт обозначений

В этой документации исчерпывающе указываются виды изделий и стадии разработки. Отдельно рассмотрены основные положения при выполнении электрических схем (ГОСТ 2.702-75 ЕСКД) и условно графические, а также буквенные обозначения на них (ГОСТ 2.710-81, ГОСТ 2.709-89, ГОСТ 2.721-74).

Так, в ГОСТ 2.701-2008 даны определения часто используемым терминам:

линия связи – отрезок, соединяющий части цепи или условно изображённую с ней деталь и обозначающий электрическую связь;
позиционное обозначение – обязательное присвоение каждой детали или узлу информации, содержащей порядковый номер, наименование и параметр его характеризующий;
установка – условное название объекта в энергетических конструкциях;
устройство – соединение деталей и связей, образующих конструкцию;
функциональная группа – объединение деталей определённого назначения;
функциональная цепь – совокупность элементов или функциональных групп, объединённых линиями связей и образующих канал или тракт для реализации определённой цели;
элемент – неотъемлемая часть схемы, выполняющая определённую функцию в конструкции, которая не может быть разделена на части, характеризующаяся собственным назначением и уникальным обозначением.

При этом указано, что схема электрическая – это документ, в котором содержатся условные изображения и обозначения составных частей изделия, работающих при помощи электрической энергии и обоюдной взаимосвязи. Причём эти планы могут выполняться как в бумажном виде, так и электронном.

Требования к составлению схем

Суть построения принципиального плана заключается в наглядности понятия процессов, происходящих в изделии. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является максимально удобное чтение изображения. Достигается это соблюдением следующих рекомендаций:

Весь план разбивается на определённые функциональные группы, состав которых определяется совокупностью элементов, формирующих тот или иной промежуточный или оконечный сигнал. Иными словами, на выходе этой группы должна образовываться контрольная величина, например, уровень напряжения, переходной процесс, при этом детали, участвующие в его получении, группируются вблизи друг от друга.
Элементы располагаются таким образом, чтобы их связывающие цепи не загромождали план. Соединительные линии должны быть без резких изломов и с наименьшим количеством пересечений. При этом следует чертить элементы в соответствии с их типовыми положениями.
Группы, связанные между собой, располагаются последовательно слева направо или сверху вниз. Кроме этого, они должны соответствовать структурному изображению.
Менее важные узлы, без которых возможна нормальная работа изделия, например, световая индикации, резервный блок, а также связи между ними вычерчиваются вокруг основной схемы.
Состояния рисуемых элементов соответствуют положению, в котором они находятся при отключённом питании.
Размеры вычерчиваемых элементов должны соответствовать пропорциям, установленным в документах стандартизации. Соединительные линии носят условный характер и не обязаны соответствовать реальным расположениям проводников.

Такой подход при начертании электротехнических принципиальных планов позволяет располагать графические элементы удобным способом, ведущим к лучшему комплексному восприятию.

Для того чтобы схема получалась компактной, были введены нормы, помогающие оптимизировать чертёж. Так, расстояние от точки соединения или пересечения до рисунка элемента принимается равным 5 мм, промежуток между контурами деталей делается 8−10 мм для горизонтального исполнения и 12−15 мм для вертикального. Блоки же располагаются на расстоянии друг от друга порядка 20−40 мм. Но следует понимать, что эти положения носят рекомендательный характер, и если из-за специфики устройства расстояния получаются другими, то уменьшать их и водить изломы считается нецелесообразно.

Элементы цепи

Любая электрическая схема состоит из совокупности соединений и деталей. Условно она часто разделяется на первичную часть и вторичную. В радиоэлектронике к первичной цепи относится силовая часть, а к вторичной – исполнительная. В электротехнике это разделение происходит по величине напряжения.

Так, к цепям главной схемы относят элементы, участвующие в выработке и преобразовании основного потока электроэнергии. Через них сигнал попадает на электрооборудование системы конечного энергоснабжения. К вторичным же электротехническим цепям относят участки, на которых мощность обычно не превышает одного киловатта. Они предназначены для осуществления контроля, измерения или учёта расхода энергии, управления работы приборов.

Все элементы, из которых состоит чертёж, принято разделять на три группы:

блоки питания и генераторы сигналов;
преобразователи энергии, чаще всего являющиеся приёмниками;
элементы, обеспечивающие передачу электричества между частями цепи, то есть от источника энергии к конечному потребителю.

Участки, через которые проходят одинаковые токи, называются ветвями, а место соединения двух и более ветвей – узлом. В зависимости от количества замкнутых цепей в схеме, планы называются одно- и многоконтурными. Все детали, из которых состоит схема, обозначаются знаками. Их условно разделяют на электротехнические и электронные.

Принципы изображения

Система обозначения выполняется в соответствии с принятыми рекомендациями ГОСТ. Концевые выводы одиночно стоящего элемента подписываются цифрами или указанием его выводов буквенными обозначениями. Нумерация начинается от точки, подписанной меньшей цифрой.

Если на принципиальной электросхеме вычерчивается группа из одинаковых элементов, то их выводы на ней указываются следующим образом:

перед цифрой рисуется буква, обозначающая признак элемента или фазу, например, С – конденсатор, T – транзистор, U, V, W – фазы в трёхфазной цепи;
для одинаковых деталей или различных выходов одного элемента, например, микросхема или магазин сопротивлений, их выводы указываются двумя цифрами через точку;
вся группа обводится пунктирной линией, обозначающей узел.

Схемы можно выполнять как в многолинейном, так и однолинейном изображении. Выводы частей или деталей, которые не задействованы в протекании тока, обозначаются короче, чем контакты используемых элементов. Различные цепи по функциональности отделяются толщиной линий. Но на плане не рекомендуется использовать более трёх толщин.

Для упрощения схемы разрешается объединение электрически не связанных цепей в линию групповой связи, но при переходе к деталям каждую линию выделяют отдельно. В случае разветвления соединителя на нём обозначается номер, но не менее двух раз.

На схеме также указывается:

обозначение функциональной группы;
упрощённое изображение электронного или электротехнического прибора в виде прямоугольника, в середине которого ставится его обозначение, номер на принципиальной схеме, название, класс.

Обозначения указываются сверху расположения элементов или с их небольшим смещением в правую часть, на свободных участках и без пересечения с другими условными обозначениями. При этом на чертеже могут указываться названия присоединения конца участка или начала.

Распространённые знаки

Открыв ГОСТ или справочник радиолюбителя, можно обнаружить, что условно-графических обозначений существует более нескольких сотен. И это неудивительно, так как, кроме множества радиодеталей и их подвидов, существуют изображения коммутационных устройств, разных типов проводов и кабелей, видов сигналов.

Поэтому их подробное указание займёт несколько листов, но для примера и понятия подхода выполнения изображений следует указать наиболее распространённые условные знаки, которые можно найти практически в любом описании электрической схемы.

Так, ключевые радиоэлементы обозначаются следующим образом:

Графическое обозначение в какой-то мере подчёркивает функциональное назначение того или иного электронного прибора. Индуктивность выполняется в виде витков катушки, конденсатор – параллельных линий, подчёркивающих использование обкладок и диэлектрического слоя. Стрелки, используемые на чертежах, обозначают направление протекания тока или преобразованной энергии.

Не исключением являются обозначения, используемые для указания элементов электропроводки. Они также стандартизированы. Разбирающемуся человеку несложно понять, каким образом устроена принципиальная схема и из каких частей она состоит. При этом содержание щитков также имеет своё обозначение. Так, автоматические выключатели, устройства защитного отключения изображаются в виде группы переключающихся контактов с указанием буквенного кода.

Для обозначений различных форм и полярности электрических сигналов используются простые линии, изображающие их вид. Например, постоянный сигнал чертится прямой линией, а переменной частоты — волнистой. Высокочастотный — тремя волнистыми полосками, располагающимися друг под другом. Прямоугольный импульс или остроугольный соответственно прямоугольником (буква П) или треугольником без основания.

Немалое значение в обозначениях отведено проводам, кабелям и экранам. В частности, на рисунке указывается полная или частичная экранированность провода, его соединение с землёй, ответвление и соединение. При этом сами значки могут выполняться разным цветом, чтобы визуально легче было воспринимать, к какой группе относятся соединители.

Чтение документа

Зная, какие бывают значки, и разбираясь, что они обозначают, несложно будет прочитать и понять любую принципиальную схему. Так как принципиальная схема не что иное, как графическое отображение входящих в устройство всех его элементов со связывающими проводниками. Она является основным документом при разработке любой системы электрических цепей или электронного устройства. Поэтому любой даже начинающий электрик или радиолюбитель должен уметь её читать. Именно правильное понимание чертежа помогает осваивать азы конструирования, а мастерам быстро и эффективно восстанавливать поломки.

В первую очередь, изучаются элементы, входящие в состав изделия или системы. На схеме отмечаются основные узлы и их назначение. Отдельно изучается каждый узел. Если к схеме нет сопроводительных пояснений, описывающих её работу, на основании начерченных деталей разбирается самостоятельно её принцип действия. Для этого используются справочники или даташиты, выпускаемые производителями деталей. В них обычно подробно указывается, каким способом может использоваться их элемент в электрической цепи с видами его включения и параметрами.

Во вторую очередь, обращается внимание на уточняющую информацию, указанную возле каждого элемента и ключевых точек схемы. Благодаря ей несложно будет определить, какая деталь используется в этом месте или как изменяется сигнал после прохождения определённого узла.

Например, биполярный транзистор имеет как минимум три вывода. При этом для определения его подключения к электрическим связям используют буквенное обозначение базы элемента. Если вид детали непонятен, следует обратить внимание на его название и порядковый номер в схеме. Запомнив эти сведения, идентифицировать элемент, возможно, с помощью спецификации. Это отдельный документ или указываемая рядом возле схемы таблица, содержащая перечень всех компонентов, используемых для конструирования прибора или цепи.

Непосредственно чтение схемы происходит слева направо и начинается от места подачи входного сигнала на устройство. Далее, отслеживается путь его прохождения по электрическим связям, вплоть до выхода изделия или системы.

Пример с описанием

При небольшом опыте работы с электрическими цепями есть смысл начать изучение с простых схем. Их можно придумать самостоятельно, постепенно увеличивая функциональность. Например, классическая схема аналогового блока питания со стабилизируемым напряжением на выходе:

~ 220 В — напряжение, поступающее на схему в вольтах.
5…14 В — разность потенциалов которая может быть получена на выходе устройства.
+ — соответствует прямому направлению прохождения тока.
— — обозначает путь обратного тока.
T — трансформатор с заземлённой обмоткой.
S1 — кнопка коммутирования 220 В.
VDS1 — диодный мост.
КР142ЕН5А — стабилизирующую микросхему.
R2 — регулируемое сопротивление.
VT3, VT4 — выходные транзисторы.

Все остальные элементы играют второстепенную роль, но при этом также важны для обеспечения стабильного сигнала на выходе. Как видно из схемы, напряжение питания из переменной сети 220 вольт через предохранитель 5 А и кнопку S1 поступает на трансформатор. С него сигнал идёт на диодный мост, собранный из четырёх выпрямителей. На его выходе образуется постоянное напряжение требуемого значения, при этом паразитная переменная составляющая убирается с помощью конденсаторов C1 и C2.

Стабилизатор VR1, согласно даташиту, выдаёт на выходе стабильную амплитуду напряжения равную пяти вольтам. Для того чтобы его можно было изменять, введена обратная электрическая связь. То есть его вывод под №8 подключён через управляемый резистор к минусу схемы (земле). Это позволяет с помощью изменения его сопротивления менять величину сигнала на выходе микросхемы. Транзисторы, подключённые к выходу своими базами, являются не чем иным, как эмиттерным повторителем, позволяющим увеличить мощность источника питания.

Важно для правильного восприятия схемы не только понимать символы, но и разбираться в назначении различных электронных и радиотехнических элементов. Тогда без особого труда можно будет определить вид и форму сигнала в любой точке принципиальной схемы, что поможет при ремонте или усовершенствовании электрического устройства или цепи.

Электри́ческая схе́ма — это документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи. Электрические схемы являются разновидностью схем изделия и обозначаются в шифре основной надписи буквой Э.

Содержание

Структурные электрические схемы

Разрабатываются на первом этапе проектирования. На структурных схемах отображаются основные элементы (трансформаторы, линии электропередачи, распределительные устройства — в виде прямоугольников). Этот вид схем дает общее представление о работе электроустановки.

Функциональные электрические схемы

Функциональные электрические схемы — это наиболее общие схемы в отношении уровня абстракции и обычно показывают лишь функциональные связи между составляющими данного объекта и раскрывающими его сущность и дающие представление о функциях объекта, изображённого на данном чертеже. Каких-либо стандартов в изображении условных графических обозначениях этих схем нет. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации или технологической.

Принципиальные электрические схемы

Принципиальные электрические схемы — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Здесь существуют много стандартов как на оформление чертежей, так и на условные графические изображения компонентов. На территории бывшего СССР действует государственный стандарт, однако с появлением принципиально новых компонентов пришлось отступать от стандартов, так как условных изображений просто не существует, поэтому реально наиболее общего стандарта на УГО фактически нет. В зарубежных странах приняты стандарты IEC, DIN и ANSI и другие национальные стандарты, но на практике у производителей очень часто используется корпоративные стандарты, однако этот чертёж не учитывает габаритных размеров и расположения деталей объекта. В энергетике используются как однолинейные, так и полные схемы.

Эта разновидность схем предназначена в основном для наиболее полного понимания всех процессов, происходящих в цепи или на участке цепи, а также для расчёта параметров компонентов.

По уровню абстракции занимают среднее положение между функциональными и монтажными.

Монтажные схемы

Монтажные схемы — это чертежи, показывающие реальное расположение компонентов как внутри, так и снаружи объекта, изображённого на схеме. Предназначены, в основном, для того, чтобы можно было изготовить объект. Учитывает расположение компонентов схемы и электрических связей (электрических проводов и кабелей). Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.

Кабельные планы

Кабельные планы — это чертежи, показывающие расположение и марки электрических проводов и кабелей. Действуют лишь общие требования к оформлению конструкторской документации.

Топологические электрические схемы

Топологические электрические схемы — это чертежи, показывающие расположение компонентов изображённого объекта. В микроэлектронике это обычно изображение чертежа микрокристалла интегральных микросхем.

Мнемонические схемы

Мнемонические схемы — это обычно плакаты с указанием реального состояния действующего положения коммутационной аппаратуры на объекте, над которым совершается управление его режимами. В основном используются в диспетчерских пунктах на энергетических объектах.

В настоящее время активно вытесняется системами компьютерной и компьютеризированными системами управления контроля и сигнализации (SCADA) с функциями ручного управления и принятия решений оператором.

Ссылки

Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
Добавить иллюстрации.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Электрическая схема" в других словарях:

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА — графическое изображение электрических цепей электронных, электро или радиотехнических устройств, на котором условными обозначениями показаны элементы данного устройства и соединения между ними … Большой Энциклопедический словарь

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА — изображение при помощи линий и условных знаков соединений различных электр. приборов. Различают Э. с. плановые и развернутые: в первых изображения приборов, их обмоток и контактов сосредоточены в одном месте; во вторых провода изображаются по… … Технический железнодорожный словарь

электрическая схема — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN electric circuitelectrical network … Справочник технического переводчика

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА — гра фическое изображение электрических цепей (см. (17)), содержащее условные обозначения элементов цепей и показывающее связи этих элементов между собой. Различают Э. с.: а) принципиальные, определяющие полный состав элементов изделия… … Большая политехническая энциклопедия

электрическая схема — графическое изображение электрических цепей электронных, электро или радиотехнических устройств, на котором условными обозначениями показаны элементы данного устройства и соединения между ними. * * * ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА,… … Энциклопедический словарь

электрическая схема — elektrinė schema statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Sąlyginiais ženklais aiškinama elektrinės grandinės elementų jungimo tvarka. atitikmenys: angl. electric diagram; electrical schematic vok. elektrische Schaltung, f rus … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

электрическая схема — elektrinė schema statusas T sritis chemija apibrėžtis Sąlyginiais ženklais aiškinama grandinės elementų jungimo tvarka. atitikmenys: angl. circuitry; electric circuit rus. электрическая схема … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Электрическая схема — 2.1. Электрическая схема графический конструкторский документ, на котором при помощи графических обозначений изображены электрические составные части объекта и связи между ними. На некоторых типах схем связи могут быть не изображены. Источник: СТ … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Электрическая схема — графическое изображение электрической цепи (См. Электрическая цепь), в котором реальные элементы представлены в виде условных обозначений. Различают Э. с.: принципиальные, отражающие функциональные элементы электрической цепи и связи… … Большая советская энциклопедия

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА — 1) Э. с. принципиальная схема электрич. цепи, на к рой условными обозначениями показывается, из каких элементов (резисторов, конденсаторов, аппаратов и т. д.) состоит данная электрич. цепь и каков порядок соединения этих элементов между собой. 2) … Большой энциклопедический политехнический словарь

Читайте также: