Составление электрических схем. Чтение электросхем для начинающих. Читаем электрические схемы. Обозначение радиоэлементов. Как научиться читать принципиальные схемы. Обозначение транзисторов на схеме

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

"Как самостоятельно изучить электронику с нуля?" — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку -- будет интересно!

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину... Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: "Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику". Типичная чушь. Электроника -- это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное -- это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на "метод тыка", но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование -- это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения , владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше - люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать -- это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

1. Климчевский Ч. - Азбука радиолюбителя.
2. Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
3. Б.С.Иванов. Осциллограф - ваш помощник (как работать с осциллографом)
4. Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
5. Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
6. Ревич. Занимательная электроника
7. Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
8. Колдунов. Радиолюбительская азбука
9. Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
10. В. Новопольский - Работа с осциллографом

Это мой список книг для самых "маленьких". Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

1. Гендин. Советы по конструированию
2. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
3. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
4. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
5. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
6. Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
7. Барнс. Эллектронное конструирование
8. Миловзоров. Элементы информационных систем
9. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
10. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
11. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
12. Ю.Сато. Обработка сигналов
13. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
14. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь .

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет -- будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. (Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Да прибует с тобой Ом, Ампер и Вольт:

Во время работ по электротехнике человек может столкнуться с обозначениями элементов, которые условно обозначены на электромонтажных схемах. Разнообразия схемы по электрике очень широки. Они имеют разные функции и классификацию. Но все графические обозначения в условном виде приводятся к одним формам, и для всех схем элементы соответствуют друг другу.

Электромонтажная схема – это документ, в котором обозначены связи составных элементов разных устройств, потребляющих электроэнергию, между собой по определенным стандартным правилам. Такое изображение в виде чертежа призвано научить специалистов по электрическому монтажу, чтобы они поняли из схемы принцип действия устройства, и из каких составных частей и элементов она собрана.

Главное предназначение электромонтажной схемы – оказать помощь в монтаже электроустройств и приборов, простом и легком обнаружении неисправности в электрической цепи. Далее разберемся в видах и типах электромонтажных схем, выясним их свойства и характеристики каждого типа.

Схемы по электрике: классификация

Все электрические схемы, как документы, разделяются на виды и типы. По соответствующим стандартам можно найти разделение этих документов по видам схем и типам. Разберем их подробную классификацию.

Виды электромонтажных схем следующие:

• Электрические.
• Газовые.
• Гидравлические.
• Энергетические.
• Деления.
• Пневматические.
• Кинематические.
• Комбинированные.
• Вакуумные.
• Оптические.

Основные типы:

• Структурные.
• Монтажные.
• Объединенные.
• Расположения.
• Общие.
• Функциональные.
• Принципиальные.
• Подключения.

Рассматривая схемы по электрике, перечисленные обозначения, по названию электросхемы определяют тип и вид.

Обозначения в электросхемах

В современный период в электромонтажных работах используются как отечественные, так и импортные элементы. Зарубежные детали можно представить широким ассортиментом. На схемах и чертежах они также обозначаются условно. Описывается не только размер параметров, но и список элементов, входящих в устройство, их взаимосвязь.

Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит.

Принципиальная схема

Такой тип используется в распределительных сетях. Он обеспечивает полное раскрытие работы электрооборудования. На чертеже обязательно обозначают функциональные узлы, их связь. Схема имеет два вида: однолинейная, полная. На однолинейной схеме изображены первичные сети (силовые). Вот ее пример:

Полный вариант схемы по электрике изображается в элементном или развернутом виде. Если устройство простое, и на чертеже входят все пояснения, то хватит развернутого плана. При сложном устройстве с цепью управления, измерения и т. д., оптимальным решением будет изобразить все узлы на отдельных листах, во избежание путаницы.

Бывает также принципиальная электросхема, на которой изображена выкопировка плана с обозначением отдельного узла, его состав и работа.

Монтажная схема

Такие схемы по электрике применяются для разъяснения монтажа какой-либо проводки. На них можно изобразить точное положение элементов, их соединение, характеристики установок. На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т.д.

Эта схема руководит электромонтажными работами, дает понимание всех подключений. Для монтажа бытовых устройств такая схема лучше подходит для работы.

Объединенная схема

Этот тип схемы включает в себя разные виды и типы документов. Ее применяют для того, чтобы не загромождать чертеж, обозначить важные цепи, особенности. Чаще объединенные схемы применяют на предприятиях промышленности. Для домашнего применения она вряд ли имеет смысл.

Изучив условные обозначения, подготовив необходимую документацию, не трудно разобраться в работе любой электроустановке.

Порядок сборки по электрической схеме

Самым сложным делом для электрика является понимание взаимодействия элементов в схеме. Нужно знать, как читать и собирать схему. Сборка предполагает определенные правила:

• Во время сборки необходимо руководствоваться одним направлением, например, по часовой стрелке.
• Лучше для начала разделить схему на части, если много элементов и схема сложная.
• Начинают сборку от фазы.
• При каждом выполненном шаге по сборке нужно предположить, что будет происходить, если в данный момент подать напряжение.

После окончания сборки обязательно должна образоваться замкнутая цепь. Для примера разберем подключение в домашних условиях люстры, состоящей из 3-х плафонов, с применением двойного выключателя.

Сначала определим порядок работы люстры. При включении 1-й клавиши должна загораться одна лампочка, если включить 2-ю клавишу, то другие две. По схеме на выключатель и люстру идут по 3 провода. От сети идут два провода, фаза и ноль.

Индикатором определяем и находим фазу, соединяем ее с выключателем, не прерывая ноль. Провод присоединяем к общей клемме выключателя. От него пойдут 2 провода на 2 цепи. Один из проводов соединим с патроном лампы. От патрона выводим второй проводник, соединяем с нулем. Одна цепь готова. Для проверки щелкаем первой клавишей выключателя, лампа горит.

2-й провод от выключателя подключаем к патрону другой лампы. От патрона провод соединяем с нулем. Если по очереди щелкать клавишами выключателя, то будут светиться разные лампы.

Теперь подключим третью лампу. Соединяем ее параллельно к любой лампе. В люстре один провод стал общим. Его делают отличительным по цвету. Если у вас провода все одинаковые по цвету, то во избежание путаницы необходимо при монтаже пользоваться индикатором. Для подключения люстры обычно не требуется особого труда, так как эта схема не особо сложная.

Электрические схемы должны оформляться в соответствии с ГОСТ 2.702-75. В коде схемы ее вид обозначается буквой Э (электрическая). Тип схемы обозначается цифрами:

• 0 - объединенная
• 1 - структурная
• 2 - функциональная
• 3 - принципиальная
• 4 - монтажная
• 5 - подключений
• 6 - общая
• 7 - расположения

Получается, что в коде электрической принципиальной схемы должно находится обозначение - Э3.

Для того чтобы научиться читать принципиальные схемы необходимо понимать обозначения отдельных элементов , и научиться представлять как будет работать система в целом. Рассмотрим основные элементы и принципы построения принципиальных электрических схем .

Обозначение линий связи на электрических схемах

Отдельные элементы на электрических схемах соединяют сплошными линиями, которые могут символизировать различные кабели, каналы, шины, провода.

Пересечение не соединенных проводов изображается следующим образом:

В местах соединения линий связи ставят точку.

Нулевой провод обознается буквой N, а заземление - значком:

Контакты

Важным элементом электросхем являются переключающие контакты, или как их называют ключи. Наиболее распространены замыкающие, размыкающие и переключающие контакты , их обозначение показано на рисунке.

Для того, чтобы понять как будет работать система при переключении контакта необходимо мысленно переместить элемент контакта, от одной линии связи к другой.

Элементы управления

Реле применяется во многих электрических приводах.

При прохождении тока через обмотку реле, происходит переключение контакта, связь между реле управления и контактом может изображаться пунктирной линией.

Также связанные реле и контакт могут иметь одинаковое буквенное обозначение.

Реле времени по переднему и по заднему фронту обозначаются:

Геркон - переключающий контакт, срабатывающий при воздействии магнитного поля имеет следующую электрическую схему:

Исполнительные механизмы

И электромагниты наиболее распространенные исполнительные механизмы в электрических системах:

Источники энергии

Обозначение генератора - устройства, преобразующего механическую энергию в электрическую показано на рисунке.

Другие источники питания показаны на следующей картинке.

Сигнальные устройства

На электрических схемах достаточно часто обозначаются сигнальные устройства - лампы, светодиоды. Изображают эти устройства следующих образом:

Измерительные приборы

Наиболее часто на электрических схемах встречаются обозначения амперметра, вольтметра , или обобщенное обозначение измерительного прибора.

Общие элементы

Немногие схемы обходятся без таких элементов как резистор, конденсатор, диод . Обозначение этих устройств показано на следующей иллюстрации.

Обозначение тиристоров и операционных усилителей показано на рисунке.

Обозначение транзисторов на схеме

Электрическая схема транзисторов - элементов электрической системы способных управлять током в выходной цепи при воздействий входного сигнала, показана на рисунке.

Логические элементы

На электрических схемах можно встретить два способа обозначения логических элементов "И", "ИЛИ", "ДА", "НЕ".

Порядок чтения электросхемы

1. Провести общее ознакомление с электрической схемой, прочитать все примечания, технические требования.
2. Сопоставить обозначения элементов на электросхеме с .
3. Найти на схеме источники питания, определить род тока.
4. Найти на электрической схеме электродвигатели, определить их систему питания.
5. Определить аппараты защиты электросистемы плавкие предохранители, автоматический выключатели и т.п., выявить область их работы.
6. Выделить на электросхемесхеме элементы управления, определить какие цепи задействуются, или отключатся, коммутируются при переключении каждого узла управления.
7. Провести анализ работы каждой электрической цепи электросхемы, выявить на ней основные и вспомогательные аппараты, определить условия их работы, при необходимости ознакомиться с технической документацией на электрические приборы.
8. На основе анализа работы отдельных электрических цепей, сделать выводы о работе электрической системы в целом.

Мы рассмотрели основные обозначения элементов электропривода, зная которые вы сможете научиться читать некоторые электрические схемы. Безусловно, что для понимания работы сложных электросистем по схемам вам предстоит изучить и другие обозначения. Вы можете рассказать о том, какие обозначения вы хотели бы увидеть в комментариях к статье.

Чтобы читать электрические схемы, необходимо хорошо знать и помнить: наиболее распространенные условные обозначения обмоток, контактов, трансформаторов, двигателей, выпрямителей, ламп и т. п., условные обозначения, применяющиеся в той области, с которой преимущественно приходится сталкиваться в силу профессии, схемы наиболее распространенных узлов электроустановок, например двигателей, выпрямителей, освещения лампами накаливания и газоразрядными и т. п, свойства последовательного и параллельного соединений контактов, обмоток, сопротивлений, индуктивностей и емкостей.

Расчленение схем на простые цепи

Любая электроустановка удовлетворяет определенным условиям действия. Поэтому при чтении схем, во-первых, нужно выявить эти условия, во-вторых - определить, отвечают ли полученные условия задачам, которые должны электроустановкой решаться, в-третьих, следует проверить, не получились ли попутно "лишние" условия, и оценить их последствия.

Для решения этих вопросов пользуются несколькими приемами.

Первый из них состоит в том, что схема электроустановки мысленно расчленяется на простые цепи, которые сначала рассматривают отдельно, а затем в сочетаниях. Простая цепь включает источник тока (батарея, вторичная обмотка трансформатора, заряженный конденсатор и т. п.), приемник тока (двигатель, резистор, лампа, обмотка реле, разряженный конденсатор и т. п.), прямой провод (от источника тока к приемнику), обратный провод (от приемника тока к источнику) и один контакт аппарата (выключателя, реле и т. п.). Понятно, что в цепях, не допускающих размыкания, например в цепях трансформаторов тока, контактов нет.

При чтении схемы нужно сначала мысленно расчленить ее на простые цепи, чтобы проверить возможности каждого элемента, а затем рассмотреть их совместное действие.

Реальность схемных решений

Наладчики хорошо знают, что не всегда могут быть осуществлены на деле схемные решения, хотя они не содержат явных ошибок. Иными словами, проектные электрические схемы не всегда реальны . Поэтому одна из задач чтения электрических схем состоит в том, чтобы проверить, могут ли быть выполнены заданные условия.

Нереальность схемных решений обычно имеет в основном следующие причины:

не хватает энергии для срабатывания аппарата,

в схему проникает "лишняя" энергия, вызывающая непредвиденное срабатывание пли препятствующая своевременному отпусканию электрического аппарата,

не хватает времени для совершения заданных действий,

аппаратом задана уставка, которая не может быть достигнута,

совместно применены аппараты, резко отличающиеся по свойствам,

не учтены коммутационная способность, уровень изоляции аппаратов и проводки, не погашены коммутационные перенапряжения,

не учтены условия, в которых электроустановка будет эксплуатироваться,

при проектировании электроустановки за основу принимается ее рабочее состояние, но не решается вопрос о том, как ее привести в это состояние и в каком состоянии она окажется, например, в результате кратковременного перерыва питания.

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 па 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.:

1) определяют источники электропитания, род тока, величину напряжения и т. п. Если источников несколько или применено несколько напряжений, то уясняют, чем это вызвано,

2) 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 на схеме его цепь и посмотреть, контакты каких аппаратов в нее входят. Затем находят цепи аппаратов, управляющих этими контактами, и т. д.,

3) 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,

4) оценивают последствия вероятных неисправностей: незамыкание контактов поочередно по одному, нарушения изоляции относительно земли поочередно для каждого участка,

5) нарушения изоляции между проводами воздушных линий, выходящих за пределы помещений и т. п.,

5) проверяют схему па отсутствие ложных цепей,

6) оценивают надежность электропитания и режим работы оборудования,

7) проверяют выполнение мер, обеспечивающих безопасность при условии организации работ, обусловленных действующими правилами (ПУЭ, СНиП и т. п.).

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.

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 или 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.

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 . 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.

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 общи й 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 p — n — p 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 , светодиоды, транзисторы, 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 GB 1 , резистора R 1 и светодиода VD 1 . Условное графическое обозначение (УГО) резистора имеет вид прямоугольника с двумя выводами. На чертежах он обозначается буквой R , после которой ставится его порядковый номер, например R 1 , R 2 , R 5 и т. д.

Поскольку важным параметром резистора помимо сопротивления является , 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 GB 1 , резистора R 1 и светодиода VD 1 .

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 GB 1 через резистор R 1 , светодиод VD 1 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 R 1 и светодиод VD 1 .

Если измерить вольтметром напряжение на R 1 и VD 1 , а затем полученные значения сложить, то их сумма будет равна напряжению на GB 1 : V 1 = V 2 + V 3 .

Соберем по данному чертежу реальное устройство.

Добавляем радиодетали

Рассмотрим следующую схему, состоящую из четырех параллельных ветвей. Первая представляет собой лишь аккумуляторную батарею GB 1, напряжением 4,5 В. Во второй ветви последовательно соединены нормально замкнутые контакты K 1.1 электромагнитного реле K 1 , резистора R 1 и светодиода VD 1 . Далее по чертежу находится кнопка SB 1 .

Третья параллельная ветвь состоит из электромагнитного реле K 1 , шунтированного в обратном направлении диодом VD 2 .

В четвертой ветви имеются нормально разомкнутые контакты K 1.2 и бузер BA 1 .

Здесь присутствуют элементы, ранее нами не рассмотрены в данной статье: SB 1 – 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 K 1 . Принцип работы его заключается в следующем. Когда на катушку подано напряжение, замыкаются его разомкнутые контакты и размыкаются замкнутые контакты.

Все контакты, которые соответствуют реле K 1 , обозначаются K 1.1 , K 1.2 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 K 1.1 находятся в замкнутом положении. Поэтому ток протекает по цепи от GB 1 через K 1.1 , R 1 , VD 1 и возвращается снова к GB 1 .

При нажатии кнопки SB 1 ее контакты замыкаются, и создается путь для протекания тока через катушку K 1 . Когда реле получило питание ее нормально замкнутые контакты K 1.1 размыкаются, а нормально замкнутые контакты K 1.2 замыкаются. В результате гаснет светодиод VD 1 и раздается звук бузера BA 1 .

Теперь вернемся к параметрам электромагнитного реле K 1 . В спецификации или на чертеже обязательно указывается серия применяемого реле, например HLS ‑4078‑ DC 5 V . Такое реле рассчитано на номинальное рабочее напряжение 5 В. Однако GB 1 = 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 VD 2 серии 1 N 4148 предназначен для защиты элементов, которые производят размыкание цепи, от перенапряжения. В данном случае можно обойтись и без него, поскольку цепь размыкает кнопка SB 1 . Но если ее размыкает транзистор или тиристор, то VD 2 нужно обязательно устанавливать.

Учимся читать схемы с транзисторами

На данном чертеже мы видим VT 1 и двигатель M 1 . Для определенности будем применять транзистор типа 2 N 2222 , который работает в .

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

Кнопка SA 1 с фиксацией, то есть он сохраняет свое положение после нажатия. Двигатель M 1 постоянного тока.

В исходном состоянии цепь разомкнута контактами SA 1 . При нажатии кнопки SA1 создается несколько путей протеканию тока. Первый путь – «+» GB 1 – контакты SA 1 – резистор R 1 – переход база-эмиттер транзистора VT 1 – «-» GB 1 . Под действием протекающего тока через переход база-эмиттер транзистор открывается и образуется второй путь току – «+»GB 1 – SA 1 – катушка реле K 1 – коллектор-эмиттер VT 1 – «-» GB 1 .

Получив питание, реле K 1 замыкает свои разомкнутые контакты K 1.1 в цепи двигателя M 1 . Таким образом, создается третий путь: «+» GB 1 – SA 1 – K 1.1 – M 1 – «-» GB 1 .

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.