Розбір умовних позначень та основних принципів: як читати електричні схеми?

Вміння читати електричні схеми необхідно фахівцям різного рівня, включаючи любителів з «умілими руками». Щоб опанувати знання цієї сфери, потрібно розібратися в загальноприйнятих умовних позначеннях, які є основою будь-якої електросхеми.

Електрична схема — це документ, у якому з допомогою загальноприйнятих умовних позначень показано взаємодія (з'єднання) окремих її компонентів. Використовується на всіх етапах життєвого циклу: від проектування, налагодження та експлуатації до ремонту та утилізацій. Електричні схеми позначаються буквою "Е". Але про це трохи згодом.

З чого складаються електросхеми?

Перед тим, як навчитися читати електросхеми, розглянемо, яка у принципі інформація про них зазвичай вказується. Тут можуть бути такі компоненти:

• пояснювальні написи;
• електроелементи, виконаних за допомогою умовних позначень та їх з'єднання;
• перелік креслень, що додаються до креслення;
• окремі електро компоненти чи його частини;
• діаграми, що показують тимчасові зміни станів;
• список усіх приладів та апаратури, відображених на схемі.

Рекомендуємо до читання: "Сервісне обслуговування та ремонт ДБЖ на 10 кВт або вагою від 100 кг". Як відбувається обслуговування та ремонт промислових ДБЖ, чому важливо довірити ТО безперебійників авторизованим сервісним центрам.

Навіщо читати електросхеми?

Дізнавшись, як читати та розуміти електричні схеми, вам буде легше відповісти на запитання:

• призначення пристрою, зображеного на схемі, умови його функціонування;
• чи є помилкові електричні ланцюги;
• які додаткові умови функціонування електроланцюжків;
• чи є елементи, для яких порушено тимчасові залежності внаслідок неправильної оцінки умови їх функціонування;
• як запитуються елементи, зображені на схемі, які параметри цього живлення;
• як будуть поводитися елементи, відображені на схемі, при частковому або повному відключенні електроживлення;
• чи є елементи, але які можуть виявлятися неприпустимі впливи;
• що може статися при порушенні ізоляції та за яких умов;
• які були допущені помилки або чому пристрій, зібраний за даною електросхемою, може не працювати;
• чи є компоненти, комутаційна здатність яких є недостатньою або надмірною для електроланцюга;
• яка прикладна потужність електричного пристрою (ця інформація може бути отримана завдяки аналізу номіналів компонентів, що входять до складу електроланцюга).

При виконанні ремонтних робіт, завдяки електро схемі, можна отримати інформацію про номінали замінних деталей.

Читаємо електросхеми: умовні позначення

Електросхема є схематичним зображенням, детальний малюнок, на якому вказані всі елементи та їх зв'язки між собою. Це можуть бути умовні графічні позначення або УГО (лінії, геометричні фігури тощо), літери та цифри. Розглянемо, що означає кожне умовне позначення (див. таблицю №1).

Таблиця №1. УГО та цифрові символи електросхем.

Назва елемента	Загальноприйняте схематичне або буквене позначення	Пояснення та доповнення
Лінія звязку		Сполучним елементом на кресленні може бути кабель, шина, провід (на електросхемі завжди позначається як горизонтальна, вертикальна або розташована під кутом 450 лінія)
Просте перетин несоединённых проводів		Якщо дроти розташовані на кресленні так, що візуально вони утворюють перетин, але насправді не з'єднуються, це позначається у вигляді звичайного перехрестя
З'єднані між собою дроти		Крапка на місці перетину ліній зв'язку свідчить про те, що дроти фізично з'єднані
З'єднання із загальним проводом, корпусом		Якщо корпус (шасі, рама) струмопровідна, її можуть використовувати як загальний провідник (як в автомобілях)
Нульовий провід		Якщо біля дроту на кресленні стоїть буква «N», це так званий нульовий провід
Звичайна лампа розжарювання		L – символьна позначка для лампи
Заземлення		Якщо електроустановка з'єднується із заземлюючим пристроєм, на цьому місці схема матиме такий значок
Загальна точка		Ще назви: загальний провід, GND, «земля»
Світлодіодний світильник		HL – літерне позначення для світлодіодів
Контакт замикаючий		У вимкненому положенні замикаючий контакт не пропускає електричний струм; умовна символьна позначка – SA
Оптопара		Загальне літерне спецпозначення для оптопари, напівпровідникового приладу, який містить конструктивно та оптично пов'язані між собою джерело та приймач оптичного випромінювання
Резистивна оптопара		Умовне позначення оптопари, у якій фоторезистор використовується як фотоприймальний електроелемент
Діодна оптопара		Умовне позначення оптопари, в якій фотоприйомним елементом є кремнієвий діод
Транзисторна оптопара		Умовне позначення оптопари, в якій транзистор використовується як фотоприймальний елемент
Тиристорна оптопара		Умовне позначення оптопари, в якій кремнієвий фототиристор використовується як фотоприймальний елемент
Контакт розмикаючий		Визначає контакт нормально замкнутий
Вимірювальні прилади		Загальне позначення електровимірювальних приладів
Акумулятор або батарея (джерела живлення)		Показано різні варіанти акумуляторів/батарей; прийняте літерне позначення - GB; якщо місце «G» написано букву «E», перед вами – зображення гальванічного елемента, що є джерелом електрорушійної сили
Контакт перемикаючий		Контакт електро ланцюга, який розмикає один електричний ланцюг та замикає інший
Реле		Комутаційний пристрій, який може встановлювати або розривати з'єднання в електромережах при настанні певних, заздалегідь заданих умов (пов'язані реле та контакт можуть мати однакове спеціальне позначення, наприклад: «Р1» або «К»)
Реле часу на передньому або задньому фронті
Амперметр		Загальне позначення приладу для вимірювання сили струму в ланцюзі
Вольтметр		Загальне позначення приладу для вимірювання напруги в мережі
Змінний резистор		Резистор, опір якого може змінюватись за допомогою регулюючого елемента
Постійний резистор
Резистор із зазначенням потужності		Літерне позначення – R, також може вказуватися номінальний опір, який виражається в мегаомах, кіломах або омах. Коли всередині прямокутника, що позначає на важливій електросхемі резистор, є дві вертикальні паралельні риси, це означає, що його потужність розсіювання становить 2 Ватта; якщо такого спецпозначення немає, отже, даний резистор може мати навіть найменшу потужність
Транзистор PNP		Це – загальна літерна позначка для транзисторів польових та біполярних
Транзистори		Общее обозначение транзисторов прямой проводимости
Транзистор NPN		Загальне позначення транзисторів зворотної провідності – VT1-VT2, модель транзистора вказується поруч (наприклад, «КТ315»)
Динамік		Так відображається пристрій, який видає звук (колонка чи динамік); умовне літерне спецпозначення – BA
Стабілітрон звичайний		Напівпровідниковий діод, що працює в режимі пробою, символьна позначка – VD
Стабілітрон двосторонній		Друга назва – стабілітрон двоанодний
Стабілітрон тунельний
Варікап
Геркон		Герметичний контакт, що замикається під впливом магнітного поля для всіх перемикачів – SA
Гальванічний елемент		Загальне позначення електрохімічних джерел енергії
Електричний двигун
Випрямляч		Пристрій, що перетворює змінний струм на постійний
Запобіжник
Змінний струм
Діод		Якщо біля малюнка діода на кресленні (VD) стоїть цифра, вона показує порядковий номер цього діода
Розрядник
Індуктивний опір
Електромагніт
Конденсатор постійної ємності		Літерне спецпозначення – С
Роз'єм		Загальноприйнята символьна умовна назва для роз'ємів
Генератор		Таким значком на схемах позначають різні пристрої, які можуть перетворювати механічну енергію на електрику
"І" (логічний елемент електроланцюга)
«Або» (логічний елемент електроланцюга)
«Ні» (логічний елемент електроланцюга)
«Так» (логічний елемент електроланцюга, підсилювач)
Тиристор		VS – літерне спецпозначення для тиристорів
Тиристор двонаправлений тріодний
Двонаправлений діод
Операційний підсилювач
Різні види котушок індуктивності		(А) Котушка намотана на сердечнику (В) Котушка індуктивності з відведенням від середини (С) Котушка з можливістю підстроювання індуктивності
Транзистор польовий із каналом типу N
Пристрій підсилює
Котушка контактора/реле/електромагнітного гальма		Літерна позначка – L
Ключ, тумблер або кнопка в розімкнутому стані (літерне позначення)
Нагрівальний елемент теплового реле
Розетка, в яку можна підключити вилку від електроприладу
Електролітичний конденсатор поляризований		Пристрій постійної ємності, що використовується для накопичення заряду
Трансформатор однофазний		Такий малюнок позначає двофазний електротрансформатор, перетворити одну систему струму на іншу без зміни його частоти (символьне спецпозначення – TV)
Різні види трансформаторів		(А) З однією вторинною обмоткою (В) З двома вторинними обмотками (С) З однією вторинною обмоткою та відведенням із середини
Приклади зображення конденсаторів (у центрі конденсатор електролітичний)		Неполярний
		Полярний електролітичний
		Підбудовний
Фоторезистор		Так позначається прилад, який під впливом світла може змінювати величину свого опору
Фотодіод		Приймач оптичного випромінювання або фотодіод може також позначатися на кресленні ув'язненим у правильне коло
Діністор
Двонаправлений диністор
Симистор
Тактова кнопка		Така кнопка натиснута, доки користувач тримає на ній палець, тому вона називається "кнопка без фіксації"
Кнопка "стоп"
Бузер (зуммер)		Електромеханічний звуковипромінювач бузер: пасивний – для змінного струму, активний – для постійного
Контакт реле часу із затримкою на початкове включення
Контакт реле часу із затримкою на наступне включення

Як навчитися розумітися на електричних схемах?

Щоб розуміти, які деталі, установки та інші електроелементи розташовані в тій чи іншій електричній схемі, мало знати умовні позначення. Для цього необхідно вивчити правила читання електричних схем та класифікацію різновидів електросхем у відповідністі до державних стандартів.

Основні різновиди електросхем

Як ми й обіцяли, докладніше про коди схем, яких є кілька варіантів. Так, структурна (на відміну від повної принципової) має назву «Е1» і показує лише основні складові електро ланцюга, що позначаються прямокутниками та цифрами для загального уявлення. До неї додається таблиця, де можна побачити розшифровку складу електричної схеми з використаними умовними позначеннями. Також у структурній електросхемі можуть бути пояснюючі діаграми та формули.

Приклад структурної схеми Е1

Функціональна електросхема (загальноприйнята позначка "Е2") - більш детальний варіант, на відміну від "Е1" показує лише функціональні складові та зв'язки між ними. При цьому використовуються загальноприйняті умовні позначення, а однакові деталі відрізняються один від одного за нумерацією.

Приклад функціональної схеми Е2

Схема електрична принципова (умовне позначення «Е3») - це документ, що відображає всі елементи, що беруть участь у роботі, а також електричні ланцюги, що їх з'єднують. Якщо у складі такого ланцюга дуже багато провідників або інших електроелементів, вони можуть зображуватись не повністю. Це протидіє надмірній завантаженості схеми. Складні схеми можна розділити на кілька листів.

Приклад принципової (повної) схеми Е3

До речі! Якщо ви побачили схему, в назві якої є "Е0", вона є об'єднаною, "Е6" - загальною, "Е4" - монтажною, "Е5" - електросхемою підключень, "Е7" - розташування.

Деякі елементи на електросхемах докладніше

Джерело живлення

Для розуміння принципу дії тієї чи іншої схеми вивчення зазвичай починають від джерела живлення. Спочатку слід поглянути на позначення типу струму, що проходить по конкретній електромережі. Якщо ви побачили значок "~", то струм змінний. Біля цього символу вказують величину напруги. Так, "~ 220" означає, що в мережі напруга 220 Вольт. Пунктирна лінія вказує, що показано лише частину компонента.

Для позначення джерел живлення постійного струму прийнято такі умовні позначення: довгий висновок (довга лінія) буде показувати катод («плюс»), короткий – анод («мінус»).

Джерело світла і фотоприймач відрізняються напрямком стрілочки назовні — випромінювання. Всередину — прийом.

Цифрові позначення електроелементів

Важливо пам'ятати, що всі компоненти, що повторюються (наприклад, кілька світлодіодів) позначаються в тому числі порядковими номерами. Цифри виставляються не випадково: вони розташовуються зверху вниз і зліва направо. Виходить, нумерація однакових електроелементів вноситься згідно з так званим правилом літери «І». Це означає, що номери ставляться спочатку вгорі ліворуч, потім нижче, а після цього знову переходять вгору креслення, але трохи лівіше і знову нумерують деталі до низу схеми. Саме так виводиться під час написання друкована літера «І».

Конденсатор

Правильне читання електросхем неможливе без розуміння сутності електролітичного конденсатора. Якщо він зустрівся вам на схематичному зображенні, уважно подивіться: «позитивна» його обкладка завжди вказується. При цьому на самому конденсаторі найчастіше відзначається негативна ніжка цієї деталі.

Транзистор

Якщо на кресленні є транзистор із трьома «ніжками», може знадобитися знайти його «цокольівку». Так ви дізнаєтесь, де знаходиться його колектор, емітер та база цього елемента. На позначенні біполярного транзистора є стрілка. Вона показує, у напрямі тече струм: коли стріла показує «від бази», тобто від «плюсу» до «мінусу», перед вами – транзистор зворотної провідності (NPN), навпаки – прямий провідності (PNP).

Рекомендації та схеми для тих, хто хоче спробувати свої сили у зборі БП своїми руками: "За якою схемою самостійно зібрати блок живлення для світлодіодної стрічки?" На основі чого можна зібрати блок живлення LED-стрічки, який варіант збірки вибрати: безтрансформаторний або на двох транзисторах.

Основні правила

Перед тим, як читати електросхеми, необхідно засвоїти кілька основних правил:

• проводити огляд необхідно зліва направо, не пропускаючи жодного електроелемента;
• подумки розділити все креслення на окремі вузли;
• потрібно брати до уваги всі деталі, враховуючи експлікації, зауваження, специфікації, посилання та пояснення;
• шукати назву деталі (якщо вона не розпізнана користувачем під час читання креслення) можна за її назвою (типономіналу) – вона зазвичай вказується поруч із графічним зображенням;
• необхідно обов'язково перевіряти параметри всіх компонентів на узгодженість роботи;
• щоб отримати повну інформацію про конкретну радіодеталь, потрібно подивитися на технічну специфікацію, звану «даташит» (datasheet).

Якщо вам потрібно ознайомитись з номіналами деталей, не шукайте цю інформацію на кресленні. Такі дані розташовуються окремо, щоб не захаращувати малюнок занадто великим обсягом даних. Пам'ятайте, що біля умовного позначення неполярних конденсаторів вказують його ємність у мікрофарадах (мкФ або uF) або нонофарадах (nF), а біля неполярних електролітичних також ставлять знак "+". Номінальна робоча напруга при цьому вказують у вольтах (В або V).

Іноді біля загальноприйнятих літерних позначок резисторів на важливій електричній схемі можна побачити зірочку («*»). Зазначені таким чином деталі потребують окремого підбору номінального опору для налагодження правильної роботи електричного пристрою (електроланцюга). Щоб підібрати цей параметр, тимчасово таку систему включається змінний резистор, що має трохи більший опір, ніж зазначено на кресленні. Також при цьому використовується вимірник сили струму, який підключають у розрив ланцюга.

Це місце позначається на кресленні хрестиком, схожим на знак множення (×). Біля нього вказується той діапазон сили струму, який необхідний у разі для нормальної роботи всієї представленої електричної системи (наприклад, «0,4-0,6 мА»).

Порядок читання електросхем

Як навчитися читати важливі електричні схеми? Для цього достатньо дотримуватись наступного алгоритму:

1. Побігло ознайомитися з кресленням загалом.
2. Прочитати вказані нижче примітки.
3. Вивчити технічні вимоги.
4. Розглянути всі компоненти, розташовані на кресленні, та зіставити їх із наявним переліком.
5. Знайти джерело живлення для обмоток магнітних пускачів, електродвигунів, реле, електромагнітів, регуляторів комплектних приладів і т.д., дізнатися, який вид струму повинен використовуватися. Також потрібно з'ясувати, якими мають бути номінальна напруга, фазування (для ланцюгів змінного струму) або полярність (для ланцюгів постійного струму). Зіставити отримані дані з вхідними показниками застосовуваної апаратури.
6. Знайти електродвигуни (якщо є) і визначити, яке харчування їм потрібно.
7. Виявіть, які захисні пристрої використовуються (реле максимального струму, запобіжники, автомати).
8. Знайти комутаційні апарати.
9. Розглянути, де знаходяться запобіжники (у тому числі плавкі), вимикачі та визначити, за яку область вони відповідають.
10. Виявити керуючі пристрої, компоненти та визначити, які ланцюги включаються до роботи при перемиканні цих компонентів управління.
11. Проаналізувати кожний електроланцюг, виявивши на ньому допоміжні та основні апарати та визначивши умови їх роботи.
12. Зробити загальний висновок роботи мережі загалом.

Важливо при пошуку на схемі елементів спочатку визначитися, з якою метою необхідно дізнатися про цю інформацію.

Наприклад, щоб зрозуміти, як правильно читати електричні схеми з електродвигуном, потрібно знайти магнітний пускач. Саме після його включення зібрана за представленою електросхемою електроустановка почне працювати. У випадку, коли в такий ланцюг включений контакт проміжного реле, потрібно розглянути його обмотки.

Як читати ел. схеми, якщо метою є ремонт елемента, що вийшов з ладу, наприклад, лампочки? У такому разі пошук слід розпочинати саме з позначення цього джерела світла.

На завершення:

Таким чином, правильно організовуючи свою роботу з читання схеми, можна витратити на це мінімум часу. А якщо ні, то можна заплутатися і взагалі не вирішити поставлене завдання.