Разбор условных обозначений и основных принципов: как читать электрические схемы?

Умение читать электрические схемы необходимо для специалистов различного уровня, включая любителей с «умелыми руками». Чтобы овладеть знаниями этой сферы, потребуется разобраться в общепринятых условных обозначениях, которые являются основой любой электросхемы.

Электрическая схема — это документ, на котором с помощью общепринятых условных обозначений показано взаимодействие (соединение) отдельных ее компонентов. Используется на всех этапах жизненного цикла: от проектирования, наладки и эксплуатации до ремонта и утилизаций. Электрические схемы обозначаются буквой «Э». Но об этом чуть позже.

Состав электросхем

Перед тем, как научиться читать электросхемы, рассмотрим, какая в принципе информация на них обычно указывается. Здесь могут присутствовать следующие компоненты:

• пояснительные надписи;
• электроэлементы, выполненных с помощью условных обозначений и их соединение;
• перечень чертежей, которые прилагаются к рассматриваемому чертежу;
• отдельные электро компоненты либо их части;
• диаграммы, показывающие временные изменения состояний;
• список всех приборов и аппаратуры, отраженных на схеме.

Рекомендуем к прочтению: "Сервисное обслуживание и ремонт ИБП на 10 кВт или весом от 100 кг". Как происходит сервис и ремонт промышленных ИБП, почему важно доверить ТО бесперебойников авторизованным сервисным центрам.

Зачем нужно читать электросхемы?

Узнав, как читать и понимать электрические схемы, вам будет легче ответить на вопросы:

• назначение устройства, изображенного на схеме, условия его функционирования;
• есть ли ложные электрические цепи;
• каковы дополнительные условия функционирования электроцепей;
• есть ли элементы, для которых нарушены временные зависимости в следствие неверной оценки условия их функционирования;
• как запитываются элементы, изображенные на схеме, каковы параметры этого питания;
• как будут вести себя элементы, отраженные на схеме, при частичном или полном отключение электропитания;
• есть ли элементы, но которые может оказываться недопустимое влияне;
• что может произойти при нарушение изоляции и при каких условиях;
• какие были допущены ошибки или по какой причине устройство, собранное по данной электросхеме, может не работать;
• есть ли компоненты, коммутационная способность которых недостаточна или избыточна для электроцепи;
• какова примерная мощность электрического устройства (эта информация может быть получена благодаря анализу номиналов компонентов, входящих в состав электроцепи).

При выполнение ремонтных работ, благодаря электро схеме, можно получить информацию о номиналах заменяемых деталей.

Читаем электросхемы: условные обозначения

Электросхема представляет собой схематическое изображение, детальный рисунок, на котором указаны все элементы и их связи между собой. Это могут быть условные графические обозначения или УГО (линии, геометрические фигуры и так далее), буквы и цифры. Рассмотрим, что обозначает каждое условное обозначение (смотрите таблицу №1).

Таблица №1. УГО и цифровые символы электросхем.

Название элемента	Общепринятое схематическое или буквенное обозначение	Пояснения и дополнения
Линия связи		Связующим элементом на чертеже может быть кабель, шина, провод (на электросхеме всегда обозначается как горизонтальная, вертикальная или расположенная под углом 450 линия)
Простое пересечение несоединённых проводов		Если провода расположены на чертеже так, что визуально они образуют пересечение, но на самом деле не соединяются, это обозначается в виде обычного перекрестия
Соединённые между собой провода		Точка на месте пересечения линий связи свидетельствует о том, что провода физически соединены
Соединение с общим проводом, корпусом		Если корпус (шасси, рама) токопроводящая, то ее могут использовать как общий проводник (как в автомобилях)
Нулевой провод		Если возле провода на чертеже стоит буква «N», это так называемый нулевой провод
Обычная лампа накаливания		L – символьная пометка для лампы
Заземление		Если электроустановка соединяется с заземляющим устройством, на этом месте схема будет иметь такой значок
Общая точка		Ещё названия: общий провод, GND, «земля»
Светодиодный светильник		HL – буквенное обозначение для светодиодов
Контакт замыкающий		В выключенном положении замыкающий контакт не пропускает электрический ток; условная символьная пометка – SA
Оптопара		Общее буквенное спецобозначение для оптопары, полупроводникового прибора, который содержит конструктивно и оптически связанные между собой источник и приёмник оптического излучения
Резистивная оптопара		Условное обозначение оптопары, в которой фоторезистор используется как фотоприёмный электроэлемент
Диодная оптопара		Условное обозначение оптопары, в которой фотоприёмным элементом является кремниевый диод
Транзисторная оптопара		Условное обозначение оптопары, в которой транзистор используется как фотоприёмный элемент
Тиристорная оптопара		Условное обозначение оптопары, в которой кремниевый фототиристор используется как фотоприёмный элемент
Контакт размыкающий		Определяет контакт нормально замкнутый
Измерительные приборы		Общее обозначение электроизмерительных приборов
Аккумулятор или батарея (источники питания)		Показаны различные варианты аккумуляторов/батарей; принятое буквенное обозначение – GB; если место «G» написана буква «E», перед вами – изображение гальванического элемента, который является источником электродвижущей силы
Контакт переключающий		Контакт электро цепи, который размыкает одну электрическую цепь и замыкает другую
Реле		Коммутационное устройство, которое может устанавливать или разрывать соединение в электросетях при наступлении определённых, заранее заданных условий (связанные реле и контакт могут иметь одинаковое символьное спецобозначение, например: «Р1» или «К»)
Реле времени по переднему или заднему фронту
Амперметр		Общее обозначение прибора для измерения силы тока в цепи
Вольтметр		Общее обозначение прибора для измерения напряжения в сети
Переменный резистор		Резистор, сопротивление которого может изменяться с помощью регулирующего элемента
Постоянный резистор
Резистор с указанием мощности		Буквенное обозначение – R, также может указываться номинальное сопротивление, которое выражается в мегаомах, килоомах или омах. Когда внутри прямоугольника, обозначающего на принципиальной электросхеме резистор, есть две вертикальные параллельные черты, это значит, что его мощность рассеивания составляет 2 Ватта; если такого спецобозначения нет, значит, данный резистор может иметь даже самую маленькую мощность
Транзистор PNP		Это – общая буквенная пометка для транзисторов полевых и биполярных
Транзисторы		Общее обозначение транзисторов прямой проводимости
Транзистор NPN		Общее обозначение транзисторов обратной проводимости – VT1-VT2, модель транзистора указывается рядом (например, «КТ315»)
Динамик		Так отображается устройство, которое издаёт звук (колонка или динамик); условное буквенное спецобозначение – BA
Стабилитрон обычный		Полупроводниковый диод, работающий в режиме пробоя, символьная пометка – VD
Стабилитрон двусторонний		Второе название – стабилитрон двуханодный
Стабилитрон туннельный
Варикап
Геркон		Герметичный контакт, который замыкается под воздействием магнитного поля для всех переключателей – SA
Гальванический элемент		Общее обозначение электрохимических источников энергии
Электрический двигатель
Выпрямитель		Устройство, преобразующее переменный ток в постоянный
Предохранитель
Переменный ток
Диод		Если возле рисунка диода на чертеже (VD) стоит цифра, она показывает порядковый номер этого диода
Разрядник
Индуктивное сопротивление
Электромагнит
Конденсатор постоянной емкости		Буквенное спецобозначение – С
Разъём		Общепринятое символьное условное название для разъёмов
Генератор		Таким значком на схемах обозначают различные устройства, которые могут преобразовывать механическую энергию в электричество
«И» (логический элемент электроцепи)
«Или» (логический элемент электроцепи)
«Не» (логический элемент электроцепи)
«Да» (логический элемент электроцепи, усилитель)
Тиристор		VS – буквенное спецобозначение для тиристоров
Тиристор двунаправленный триодный
Двунаправленный диод
Операционный усилитель
Разные виды катушек индуктивности		(А) Катушка намотанная на сердечнике (В) Катушка индуктивности с отводом от середины (С) Катушка с возможностью подстройки индуктивности
Транзистор полевой с каналом типа N
Устройство усиливающее
Катушка контактора/реле/электромагнитного тормоза		Буквенная пометка – L
Ключ, тумблер или кнопка в разомкнутом состоянии (буквенное обозначение)
Нагревательный элемент теплового реле
Розетка, в которую можно подключить вилку от электроприбора
Электролитический конденсатор поляризованный		Устройство постоянной ёмкости, использующееся для накопления заряда
Трансформатор однофазный		Такой рисунок обозначает двухфазный электротрансформатор, преобразовать одной системы тока в другую без изменения его частоты (символьное спецобозначение – TV)
Разные виды трансформаторов		(А) С одной вторичной обмоткой (В) С двумя вторичными обмотками (С) С одной вторичной обмоткой и отводом с середины
Примеры изображения конденсаторов (в центре конденсатор электролитический)		Неполярный
		Полярный электролитический
		Подстроечный
Фоторезистор		Так обозначается прибор, который может под воздействием света менять величину своего сопротивления
Фотодиод		Приёмник оптического излучения или фотодиод может также обозначаться на чертеже заключённым в правильную окружность
Динистор
Двунаправленный динистор
Симистор
Тактовая кнопка		Такая кнопка нажата, пока пользователь держит на ней палец, поэтому она называется «кнопка без фиксации»
Кнопка «стоп»
Бузер (зуммер)		Электромеханический звукоизлучатель бузер: пассивный – для переменного тока, активный – для постоянного
Контакт реле времени с задержкой на начальное включение
Контакт реле времени с задержкой на последующее включение

Как научиться разбираться в электрических схемах?

Чтобы понимать, какие детали, установки и другие электроэлементы расположены в той или иной электрической схеме, недостаточно знать условные обозначения. Для этого необходимо изучить правила чтения электрических схем и классификацию разновидностей электросхем в соответствие с государственными стандартами.

Основные разновидности электросхем

Как мы и обещали, подробнее о кодах схем, которых существует несколько вариантов. Так, структурная (в отличие от полной принципиальной) имеет название «Э1» и показывает лишь основные составные части электро цепи, обозначаемые прямоугольниками и цифрами для общего представления. К ней прилагается таблица, в которой можно увидеть расшифровку состава электрической схемы с использованными условными обозначениями. Также в структурной электросхеме могут присутствовать поясняющие диаграммы и формулы.

Пример структурной схемы Э1

Функциональная электросхема (общепринятая пометка «Э2») — более детальный вариант, в отличие от «Э1» показывает лишь функциональные составляющие и связи между ними. При этом используются общепринятые условные обозначения, а одинаковые детали отличаются друг от друга по нумерации.

Пример функциональной схемы Э2

Схема электрическая принципиальная (условное обозначение «Э3») — это документ, отражающий все элементы, участвующие в работе, а так же электрические цепи, их соединяющие. Если в составе такой цепи очень много проводников или других электроэлементов, они могут изображаться не полностью. Это противодействует излишней загруженности схемы. Сложные схемы могут быть разделены на несколько листов.

Пример принципиальной (полной) схемы Э3

Кстати! Если вы увидели схему, в названии которой есть «Э0», она является объединённой, «Э6» – общей, «Э4» – монтажной, «Э5» – электросхемой подключений, «Э7» – расположения.

Некоторые элементы на электросхемах детальнее

Источник питания

Для понимания принципа действия той или иной схемы изучение, как правило, начинают от источника питания. Сначала следует взглянуть на обозначение типа тока, проходящего по конкретной электросети. Если вы увидели значок «~», значит ток переменный. Возле этого символа указывают величину напряжения. Так, «~ 220» значит, что в сети напряжение 220 Вольт. Пунктирная линия указывает, что показана только часть компонента.

Для обозначения источников питания постоянного тока приняты следующие условные обозначения: длинный вывод (длинная линия) будет показывать катод («плюс»), короткий – анод («минус»).

Источник света и фотоприемник различаются направлением стрелочки наружу — излучение. Внутрь — прием.

Цифровые обозначения электроэлементов

Важно помнить, что все повторяющиеся компоненты (например, несколько светодиодов) обозначаются в том числе порядковыми номерами. Цифры выставляются не случайным образом: они располагаются сверху вниз и слева направо. Получается, нумерация одинаковых электроэлементов вносится согласно так называемого правила буквы «И». Это значит, что номера ставятся сначала вверху слева, потом – ниже, а после этого опять переходят вверх чертежа, но немного левее и опять нумеруют детали до низа схемы. Именно так выводится при написании печатная буква «И».

Конденсатор

Правильное чтение электросхем невозможно без понимания сущности работы электролитического конденсатора. Если он встретился вам на схематическом изображении, посмотрите внимательно: «положительная» его обкладка всегда указывается. При этом на самом конденсаторе чаще всего отмечается отрицательная «ножка» этой детали.

Транзистор

Если на чертеже есть транзистор с тремя «ножками», может потребоваться найти его «цоколёвку». Так вы узнаете, где находится его коллектор, эмиттер и база этого элемента. На обозначении биполярного транзистора есть стрелка. Она показывает, в каком направлении течёт ток: когда стрела показывает «от базы», то есть от «плюса» к «минусу», перед вами – транзистор обратной проводимости (NPN), наоборот – прямой проводимости (PNP).

Рекомендации и схемы для тех, кто хочет попробовать свои силы в сборке БП своими руками: "По какой схеме самостоятельно собрать блок питания для светодиодной ленты?" На основе чего можно собрать блочок питания LED-ленты, какой вариант сборки выбрать: бестрансформаторный или на двух транзисторах.

Основные правила

Перед тем, как читать электро схемы, необходимо усвоить несколько основополагающих правил:

• производить осмотр необходимо слева направо, не пропуская ни одного электроэлемента;
• мысленно разделить весь чертеж на отдельные узлы;
• нужно принимать во внимание все детали, учитывая экспликации, замечания, спецификации, ссылки и пояснения;
• искать название детали (если она не распознана пользователем при чтении чертежа) можно по её названию (типономиналу) – оно обычно указывается рядом с графическим изображением;
• необходимо обязательно проверять параметры всех компонентов на согласованность работы;
• чтобы получить полную информацию о конкретной радиодетали, потребуется посмотреть на техническую спецификацию, называемую «даташит» (datasheet).

Если вам нужно ознакомиться с номиналами деталей, не ищите эту информацию на чертеже. Такие данные располагаются отдельно, чтобы не загромождать рисунок слишком большим объёмом данных. Помните, что возле условного обозначения неполярных конденсаторов указывают его ёмкость в микрофарадах (мкФ или uF) или нонофарадах (nF), а возле неполярных электролитических также ставят знак «+». Номинальное рабочее напряжение при этом указывают в вольтах (В или V).

Иногда возле общепринятых буквенных пометок резисторов на принципиальной электрической схеме можно увидеть звёздочку («*»). Отмеченные таким образом детали нуждаются в отдельном подборе номинального сопротивления для налаживания правильной работы электрического устройства (электроцепи). Чтобы подобрать этот параметр, временно в такую систему включается переменный резистор, имеющий чуть большее сопротивление, чем указано на чертеже. Также при этом используется измеритель силы тока, который подключают в разрыв цепи.

Это место обозначается на чертеже крестиком, похожим на знак умножения («×»). Возле него указывается тот диапазон силы тока, который необходим в данном случае для нормальной работы всей представленной электрической системы (например, «0,4-0,6 мА»).

Порядок чтения электросхем

Как научиться читать принципиальные электрические схемы? Для этого достаточно придерживаться следующего алгоритма:

1. Бегло ознакомиться с чертежом в общих чертах.
2. Прочитать указанные внизу примечания.
3. Изучить технические требования.
4. Рассмотреть все компоненты, расположенные на чертеже, и сопоставить их с имеющимся перечнем.
5. Отыскать источник питания для обмоток магнитных пускателей, электродвигателей, реле, электромагнитов, регуляторов комплектных приборов, и т.д., узнать, какой вид тока должен при этом использоваться. Также потребуется выяснить, какими должны быть номинальное напряжение, фазировка (для цепей переменного тока) или полярность (для цепей постоянного тока). Сопоставить полученные данные со входными показателями применяемой аппаратуры.
6. Найти электродвигатели (если есть) и определить, какое питание для них потребуется.
7. Выявить, какие защитные устройства используются (реле максимального тока, предохранители, автоматы).
8. Найти коммутационные аппараты.
9. Рассмотреть, где находятся предохранители (в том числе плавкие), выключатели и определить, за какую область они отвечают.
10. Выявить управляющие устройства, компоненты и определить, какие цепи включаются в работу при переключении этих компонентов управления.
11. Проанализировать каждую электроцепь, выявив на ней вспомогательные и основные аппараты и определив условия их работы.
12. Сделать общий вывод о работе сети в целом.

Важно при поиске на схеме элементов сначала определиться, с какой целью необходимо узнать эту информацию.

Например, чтобы понять, как правильно читать электрические принципиальные схемы с электродвигателем, нужно найти магнитный пускатель. Именно после его включения собранная по представленной электросхеме электроустановка начнёт работать. В случае, когда в такую цепь включён контакт промежуточного реле, потребуется рассмотреть цепь его обмотки.

Как читать эл. схемы, если целью является ремонт вышедшего из строя элемента, например, лампочки? В таком случае поиск следует начинать именно с обозначения этого источника света.

В заключение:

Таким образом, правильно организовав свою работу, по чтению схемы, можно потратить на это минимум времени. В противном случае можно запутаться и вообще не решить поставленную задачу.