Как читать электрические схемы: для начинающих новичков, учимся правильно разбираться, принципиальные проекты чертежей для чайников

Понятие электрической схемы

Электрическая схема — это совокупность графических элементов, описывающая порядок их соединения и взаимодействия.

Там также могут обозначаться механические связи, например, между реле и его контактами. Электрические схемы упрощают сборку, наладку и проверку собранных по ним устройств.

Виды электрических схем

Для того чтобы правильно пользоваться электрическими схемами, нужно заранее ознакомиться с основными понятиями и определениями, затрагивающими эту область.

Любая схема выполняется в виде графического изображения или чертежа, на котором вместе с оборудованием отображаются все связующие звенья электрической цепи. Существуют различные виды электрических схем, различающиеся по своему целевому назначению.

В их перечень входят первичные и вторичные цепи, системы сигнализации, защиты, управления и прочие. Кроме того, существуют и широко используются принципиальные и монтажные электрические схемы, однолинейные, полнолинейные и развернутые.

Каждая из них имеет свои специфические особенности.

К первичным относятся цепи, по которым подаются основные технологические напряжения непосредственно от источников к потребителям или приемникам электроэнергии. Первичные цепи вырабатывают, преобразовывают, передают и распределяют электрическую энергию.

Они состоят из главной схемы и цепей, обеспечивающих собственные нужды. Цепи главной схемы вырабатывают, преобразуют и распределяют основной поток электроэнергии. Цепи для собственных нужд обеспечивают работу основного электрического оборудования.

Через них напряжение поступает на электродвигатели установок, в систему освещения и на другие участки.

Вторичными считаются те цепи, в которых подаваемое напряжение не превышает 1 киловатта. Они обеспечивают выполнение функций автоматики, управления, защиты, диспетчерской службы. Через вторичные цепи осуществляется контроль, измерения и учет электроэнергии. Знание этих свойств поможет научиться читать электрические схемы.

Полнолинейные схемы используются в трехфазных цепях. Они отображают электрооборудование, подключенное ко всем трем фазам. На однолинейных схемах показывается оборудование, размещенное лишь на одной средней фазе. Данное отличие обязательно указывается на схеме.

Важно

На принципиальных схемах не указываются второстепенные элементы, которые не выполняют основных функций. За счет этого изображение становится проще, позволяя лучше понять принцип действия всего оборудования.

Монтажные схемы, наоборот, выполняются более подробно, поскольку они применяются для практической установки всех элементов электрической сети.

К ним относятся однолинейные схемы, отображаемые непосредственно на строительном плане объекта, а также схемы кабельных трасс вместе с трансформаторными подстанциями и распределительными пунктами, нанесенными на упрощенный генеральный план.

В процессе монтажа и наладки широкое распространение получили развернутые схемы с вторичными цепями. На них выделяются дополнительные функциональные подгруппы цепей, связанных с включением и выключением, индивидуальной защитой какого-либо участка и другие.

Порядок изучения чертежей

Как читать электрические схемы правильно и понимать представленную на чертеже информацию? Достаточно уметь ориентироваться в условно-графических обозначениях ГОСТа, это основа каждого разработанного проекта.

Сначала определяют тип чертежа. Согласно по ГОСТ 2.702-75, каждому графическому документу соответствует индивидуальный код. Все электрические чертежи имеют буквенное обозначение «Э» и соответствующее цифровое значение от 0 до 7. Электрической принципиальной схеме соответствует код «Э3».

Чтение принципиальной схемы:

• Визуально ознакомится с представленным чертежом, обратить внимание на указанные примечания и технические требования.
• Найти на схематическом изображении все компоненты, указанные в перечне документа;
• Определить источник питания системы и род тока (однофазный, трехфазный);
• Найти основные узлы, и определить их источник электропитания;
• Ознакомится с элементами и устройствами защиты;
• Изучить способ управления, обозначенный на документе, его задачи и алгоритм действий. Понять последовательность действий устройства при запуске, остановке, коротком замыкании;
• Анализировать работу каждого участка цепи, определить основные составляющие, вспомогательные элементы, изучить техническую документацию перечисленных деталей;
• На основе изученных данных документа, сделать вывод о процессах, протекающих в каждом звене цепи, представленной на чертеже.

Зная последовательность действий, буквенно-графические обозначения, можно прочитать любую электрическую схему.

Чтение схем

Условное обозначение элементов

Но прежде чем изучать даже самую простую схему нужно познакомиться с основными элементами и их условными обозначениями.

Как обозначаются источники питания

Любая схема, насколько бы она ни была сложна или наоборот проста не будет работать без электропитания. Принципиально различают два вида источника питания:

1. Постоянный ток;

2. Переменный ток.

На данном этапе мы будем рассматривать с вами исключительно источники постоянного тока, к которым относятся: батарейки, аккумуляторы, разнообразные блоки питания и т. д.

Несмотря на все разнообразие существующих элементов на схемах они имеют практически идентичное обозначение (есть некоторые различия).

Батарейка (единичный гальванический элемент)

Итак, батарейка. Причем не имеет значения какого она будет типа (АА, ААА и т.д.) обозначается двумя черточками разной длины. Причем линия большей длины обозначает «+», а меньшей «-».

Батарейка имеет стандартное буквенное обозначение “G”

Но многие радиолюбители вместо «G» используют обозначение «Е». Это указывает на то, что данный элемент является источником ЭДС (электродвижущей силы).

Если используется гальваническая группа элементов, то источник питания обозначается так:

И уже батарея будет иметь следующее буквенное обозначение: «GB».

Обозначение проводов и их соединения на схеме

Электрические провода выполняют самую главную функцию: соединяют все элементы в единую сеть и по факту заставляют работать всю нашу схему.

У проводов есть множество характеристик: сечение, материал, изоляция, и т. д.

Но в схемах чаще всего используются монтажные гибкие провода.

На печатных платах роль проводов выполняют токопроводящие дорожки. При этом на чертежах, что дорожки, что провода обозначаются одинаково – прямыми линиями.

Давайте рассмотрим простейший пример. Для того, чтобы зажечь самую простую лампу накаливания на 12 Вольт,

необходимо при помощи соединительных проводов, напряжение от аккумулятора подать на лампочку. И тогда по замкнутой цепи от плюса к минусу потечет ток и, проходя через лампу, спровоцирует нагрев спирали, и лампа загорится.

В сложных и многоэлементных цепях проводники довольно часто пересекаются. При этом если в месте пересечения не образуется электрическая связь, то на схеме точка не ставится.

А если в месте пересечения образуется электрическая связь, то тогда на чертеже ставится точка и это соединение теперь является электрическим узлом .

В таком узле вполне могут пересекаться сразу несколько проводников.

Как обозначается общий провод

В достаточно сложных схемах, чтобы улучшить читаемость и не перегружать чертеж, очень часто проводники, соединяемые с общим «минусом» не обозначают. А в место них используют специальные знаки.

Так же в иностранных схемах с таким знаком встречается надпись GND или GRAUND, что переводится как «земля».

Но учтите следующий момент, что не во всех схемах общий провод «минус». Если вы будете читать старые советские схемы, то там часто общим проводом является «плюс».

Давайте рассмотрим следующую схему

Когда речь заходит о том, что потенциал в точке «1» равен, например, 10 Вольтам, это значит, что напряжение нужно измерять между данной точкой и «землей»(минусом элемента питания). Метод указывания всего одной точки удобен с практической стороны.

Как обозначаются радиодетали на схемах

Радиодетали — это фундамент любого устройства и к ним относятся: резисторы, транзисторы, светодиоды, конденсаторы, диодные мосты и т. д.

Для того, чтобы читать схемы, вы просто обязаны знать условное графическое обозначение базовых радиодеталей:

Давайте теперь попробуем прочесть следующую простую схему питания светодиода:

В этой схеме для нас есть два новых элемента: это резистор и светодиод. Главным параметром резистора является его сопротивление, которое указывается прямо на схеме рядом с условным обозначением сопротивления. Так же зачастую указывается и мощность рассеивания.

Параметры светодиода на схеме не указываются, а записываются в спецификации к схеме.

Итак, наша схема замкнута, а это значит по ней протекает электрический ток. Причем все элементы соединены последовательно. Это свидетельствует тому, что сила тока везде будет одинакова.

Принято считать, что ток «I» протекает от положительной обкладки источника питания, через резистор «R», светодиод «VD» к отрицательной обкладке.

Принцип работы схемы предельно прост: протекающий ток заставляет светиться светодиод, а для того, чтобы он (светодиод) не сгорел, сопротивление выполняет функцию ограничителя тока.

При этом если мы с вами измерим напряжение на резисторе и светодиоде, то согласно второму закону Кирхгофа оно будет различно.

И если сложить полученные напряжения, то их сумма будет равна напряжению источника питания.

Элементы электрических цепей, приборы

Номер на рисункеОписаниеНомер на рисункеОписание

1	Счетчик учета электроэнергии	8	Электролитический конденсатор
2	Амперметр	9	Диод
3	Вольтметр	10	Светодиод
4	Датчик температуры	11	Диодная оптопара
5	Резистор	12	Изображение транзистора npn
6	Реостат (переменный резистор)	13	Плавкий предохранитель
7	Конденсатор

УГО реле времени, кнопки, выключатели, концевые выключатели, часто используют при разработке схем электропривода.

Схематическое изображение плавкого предохранителя. При чтении электрической схемы следует внимательно учитывать все линии и параметры чертежа, чтобы не спутать назначение элемента. Например, предохранитель и резистор имеют незначительные отличия. На схемах силовая линия изображается проходящей через предохранитель, резистор чертится без внутренних элементов.

Изображение автоматического выключателя на полной схеме

Контактный коммутационный аппарат. Служит автоматической защитой электрической сети от аварий, короткого замыкания. Приводится в действие механическим, либо электрическим способом.

Автоматический выключатель на однолинейной схеме

Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя обмотками. Бывает одно и трехфазный, повышающий и понижающий. Также подразделяется на сухой и масляный, в зависимости от способа охлаждения. Мощность варьируется от 0.1 МВА до 630 МВА (в России).

УГО трансформаторов

Обозначение трансформаторов тока на полной (а) и однолинейной (в) схеме

Графическое обозначение электрических машин (ЭМ)

Электрические моторы, зависит от вида, способны не только потреблять энергию. При разработке промышленных систем, используют моторы, которые при отсутствии нагрузки генерируют энергию в сеть, тем самым сокращая затраты.

А — Трехфазные электродвигатели:

1 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором

2 — Асинхронный с короткозамкнутым ротором, двухскоростной

3 — Асинхронный с фазным ротором

4 — Синхронные электродвигатели; генераторы.

В — Коллекторные электродвигатели постоянного тока:

1 — с возбуждением обмотки от постоянного магнита

2 — Электрическая машина с катушкой возбуждения

В связке с электромоторами, на схемах показаны магнитные пускатели, устройства мягкого пуска, частотный преобразователь. Эти устройства служат для запуска электрических моторов, бесперебойной работы системы. Последние два элемента уберегают сеть от «просадки» напряжения в сети.

УГО магнитного пускателя на схеме

Переключатели выполняют функцию коммутационного оборудования. Отключают и включают в работу определенные участки сети, по мере необходимости.

Графические обозначения в электрических схемах механических переключателей

Условные графические обозначения розеток и выключателей в электрических схемах. Включают в разработанные чертежи электрификации домов, квартир, производств.

Звонок на электрической схеме по стандартам УГО с обозначенным размером

Учимся читать схемы с транзисторами

На данном чертеже мы видим транзистор VT1 и двигатель M1. Для определенности будем применять транзистор типа 2N2222, который работает в режиме электронного ключа.

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 SA1 с фиксацией, то есть он сохраняет свое положение после нажатия. Двигатель M1 постоянного тока.

В исходном состоянии цепь разомкнута контактами SA1. При нажатии кнопки SA1 создается несколько путей протеканию тока. Первый путь – «+» GB1 – контакты SA1 – резистор R1 – переход база-эмиттер транзистора VT1 – «-» GB1. Под действием протекающего тока через переход база-эмиттер транзистор открывается и образуется второй путь току – «+»GB1 – SA1 – катушка реле K1 – коллектор-эмиттер VT1 – «-» GB1.

Получив питание, реле K1 замыкает свои разомкнутые контакты K1.1 в цепи двигателя M1. Таким образом, создается третий путь: «+» GB1 – SA1 – K1.1 – M1 – «-» GB1.

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.

Что такое даташит и для чего он нужен

Даташит (Datasheet) — это техническая спецификация, в которой указывается полная информация о радиодетали. Вся техническая информация, основная схема включения, параметры и типы корпусов указываются именно в этом документе.

Даташиты бывают на разных языках, в основном на английском. Есть и переведенные варианты.

Документация на микросхему NE555. Нарисован корпус и внешний вид детали.

Здесь подробно описывается микросхема, ее параметры и условия работы.

Такая документация есть на любую деталь. Это очень удобно и информативно, особенно при поиске аналогов. А помощью интернета поиск аналога деталей или схемы стал еще проще.

Еще даташит позволяет опознать неизвестную деталь или микросхему. Достаточно написать ее название в поисковике, добавить слово даташит, и в результатах поиска будет вся документация.

Как составлять схему

Составление электрической схемы должно производиться опытным электриком с учетом существующих гостов, поясняющих и уточняющих работу тех или иных проводников. Бывают согласно госту электрические схемы структурными, функциональными, принципиальными, монтажными, общими и объединенными. Сделать любую из приведенного перечня можно, выстраивая простейшие элементы друг с другом.

Составление документа по госту

Советы начинающему электрику

Использование электричества сегодня позволяет решать огромное количество задач. Это приводит к тому, что многие начинают интересоваться данным явлением и изучать его досконально.

Основные моменты

Чтобы стать хорошим электриком, необходимо придерживаться нескольких основных правил:

1. В первую очередь следует ознакомиться с основами. Изучите теорию электричества, чтобы понять основные процессы, происходящие в таких системах.
2. Старайтесь практиковаться у опытных специалистов. Это поможет вам получить определенные навыки и научит вас работать в «боевых» условиях.
3. Обязательно читайте специальную литературу и изучайте рынок новых материалов или методик в данной сфере.

Пособие для начинающего электрика

На сегодняшний день существует огромное количество ресурсов, на которых каждый желающий сможет получить базовые знания по электротехнике, а также углубить уже имеющиеся. Особенно полезны такие курсы, как электрика для начинающих видео – уроки. В них не только рассказывается теоретический материал, но и демонстрируется, как применить его на практике.

Также большую роль в освоении профессии электрика является умение чертить схемы, ведь именно по ним производятся все монтажные и ремонтные работы. Для этого необходимо освоить такое направление, как черчение, а также более узкую его специализацию – составление электросхем.

Для получения этих знаний лучше всего воспользоваться услугами специальных курсов или образовательных учреждений, но для старта достаточно просто освоить пособие «Электрика для начинающих – схемы». Комплексный подход в изучении физики, черчения и электротехники, а также постоянная практика позволят стать настоящим профессионалом своего дела.

Полезная информация

Для начинающего электрика важно понимать некоторые элементарные вещи:

• Выбор соответствующего сечения кабеля к определенному устройству выполняется по простому правилу. Для этого следует учитывать простой закон напряжения «Мощность=НапряжениеСилу тока». Согласно данной формуле можно вычислить все основные параметры, которые вы знаете или вам нужно определить. Затем с помощью специальных таблиц можно уже подбирать сечение кабелей и других продуктов.
• Прокладка электрических проводов должна выполняться только горизонтально или под углом в 90 градусов. Не разрешается использовать другие способы. При этом желательно делать отступ от стены или потолка около 20 см. Если в комнате присутствуют трубы, то от них нужно удалять кабель на расстояние до 40 см.
• Щитки необходимо монтировать на высоте около 1,2 м (размер конструкции 0,6 м) и на уровне 1 м, когда щит превышает ранее указанные габариты. При этом следует соблюдать небольшое расстояние между отдельными элементами, чтобы обеспечить оптимальную вентиляцию системы.
• Используйте для защиты электрических систем специальные устройства УЗО, которые позволяю контролировать утечки тока и при необходимости отключать все механизмы.

Путь к настоящему электрику длительный и лежит сквозь постоянную практику и усовершенствование навыков. Постарайтесь получать удовольствие от этой работы и вы станете настоящим профессионалом.

Заключение по теме

Итак, вопрос, как научится читать схемы электрические, не самый простой. Вам потребуется не только знание УЗО, но и знание, касающиеся параметров каждого элемента, его структуры и конструкции, а также принципа работы, и для чего он необходим. То есть, придется учить все азы радио- и электротехники. Сложно? Не без этого. Но если вы поймете, как все работает, то для вас откроются горизонты, о которых вы и не мечтали.

Помогла ли вам статья?