Что представляют собой электрические схемы. Электрические схемы: виды, обозначения и правила чтения

Что такое электрическая схема. Какие бывают виды электрических схем. Как читать условные обозначения на электросхемах. Как правильно анализировать и интерпретировать электрические схемы.

Что представляют собой электрические схемы

Электрическая схема — это графическое изображение электрической цепи, показывающее условными обозначениями составные части устройства и соединения между ними. Схемы являются важнейшими техническими документами, которые используются при проектировании, изготовлении, наладке и эксплуатации электрооборудования.

Основные функции электрических схем:

• Наглядно показывают состав и структуру электрической цепи
• Отображают принцип работы электрического устройства
• Позволяют анализировать работу цепи и находить неисправности
• Служат руководством при монтаже и ремонте оборудования
• Являются основой для расчетов параметров цепи

Умение читать и понимать электрические схемы — важнейший навык для электриков, инженеров и других специалистов, работающих с электрооборудованием.

Основные виды электрических схем

В зависимости от назначения и степени детализации выделяют следующие основные виды электрических схем:

Структурная схема

Структурная схема определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Элементы изображаются упрощенно в виде прямоугольников. Это наиболее общий вид схемы, дающий представление об устройстве в целом.

Функциональная схема

Функциональная схема разъясняет процессы, протекающие в устройстве или его частях. На ней изображаются функциональные элементы (узлы) и связи между ними. Позволяет понять принцип работы изделия.

Принципиальная схема

Принципиальная (полная) схема определяет полный состав элементов и связей между ними. Это наиболее подробный вид схемы, содержащий сведения, необходимые для изучения принципа работы устройства. Является основой для разработки других документов проекта.

Монтажная схема

Монтажная схема показывает соединения составных частей изделия и определяет провода, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения. Служит для выполнения электромонтажных работ.

Условные графические обозначения на электрических схемах

На электрических схемах все элементы изображаются условными графическими обозначениями согласно государственным стандартам ЕСКД. Знание этих обозначений необходимо для правильного чтения схем.

Обозначения источников питания

• Источник постоянного тока: ――|――
• Источник переменного тока: ――~――
• Батарея: ――|||||――

Обозначения коммутационных устройств

• Выключатель: ――○――
• Переключатель: ――○/――
• Кнопка замыкающая: ――○―― (с точкой внутри)
• Кнопка размыкающая: ――○―― (без точки)

Обозначения электрических машин

• Электродвигатель: ○ с буквой M внутри
• Генератор: ○ с буквой G внутри
• Трансформатор: ⚙

Обозначения измерительных приборов

• Амперметр: ○ с буквой A внутри
• Вольтметр: ○ с буквой V внутри
• Ваттметр: ○ с буквой W внутри

Знание этих и других условных обозначений позволяет быстро ориентироваться в электрических схемах любой сложности.

Правила чтения электрических схем

Чтение электрической схемы — это процесс анализа состава и принципа работы электрической цепи по ее графическому изображению. При чтении схем необходимо придерживаться определенного алгоритма:

1. Ознакомиться с назначением устройства и общей структурой схемы.
2. Определить по условным обозначениям все элементы схемы.
3. Проследить пути протекания тока по всем участкам цепи.
4. Разобраться в принципе работы отдельных функциональных узлов.
5. Проанализировать взаимодействие функциональных узлов.
6. Сделать выводы о работе устройства в целом.

Важно уметь мысленно представлять работу реальных элементов по их условным изображениям на схеме. Это приходит с опытом чтения схем различных устройств.

Типичные ошибки при чтении электрических схем

При работе с электрическими схемами часто допускаются следующие ошибки:

• Неправильная трактовка условных обозначений элементов
• Ошибочное определение направления протекания тока
• Пропуск отдельных участков цепи при анализе
• Неверная оценка влияния элементов друг на друга
• Непонимание общего принципа работы устройства

Чтобы избежать этих ошибок, необходимо внимательно изучать все элементы схемы, анализировать их взаимосвязи и постоянно сверяться с условными обозначениями.

Развитие навыков чтения электрических схем

Умение читать электрические схемы развивается постепенно. Для совершенствования этого навыка рекомендуется:

• Регулярно практиковаться в чтении схем различных устройств
• Пытаться самостоятельно начертить схему по описанию работы устройства
• Анализировать реальные электрические цепи и сравнивать их со схемами
• Решать задачи на определение режимов работы цепей по их схемам
• Обсуждать сложные схемы с более опытными специалистами

Со временем процесс чтения даже сложных электрических схем станет быстрым и интуитивно понятным.

Заключение

Электрические схемы — универсальный язык для описания электрических цепей и устройств. Умение читать и понимать схемы необходимо всем специалистам, работающим с электрооборудованием. Знание условных обозначений, видов схем и правил их чтения позволяет быстро разобраться в работе любого электротехнического устройства. Регулярная практика помогает развить навык анализа схем и сделать его важным профессиональным инструментом.

Электрическая схема. Чтение, оформление и обозначения на схемах

Содержание страницы

• 1. Виды электрических схем
  • 1.1. Структурная схема
  • 1.2. Функциональная схема
  • 1.3. Принципиальная схема
  • 1.4. Монтажная схема
  • 1.5. Объединенная схема
• 2. Условно-графические обозначения на электрических схемах
• 3. Чтение электрических схем

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

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

1. Электрические (Э).
2. Гидравлические (Г).
3. Пневматические (П).
4. Газовые (Х).
5. Кинематические (К).
6. Вакуумные (В).
7. Оптические (Л).
8. Энергетические (Р).
9. Деления (Е).
10. Комбинированные (С).

Что, касается типов, основными считаются:

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

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

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

1. Виды электрических схем

1.1. Структурная схема

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

Рисунок 1 — Структурная схема

1.2. Функциональная схема

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

Рисунок 2 — Функциональная схема

1.3. Принципиальная схема

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

Рисунок 3 — Однолинейная принципиальная схема

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

Рисунок 4 — Полная принципиальная схема

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

1.4. Монтажная схема

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

Рисунок 5 — Монтажная схема

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

1.5. Объединенная схема

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

Рисунок 6 — Объединённая схема

2. Условно-графические обозначения на электрических схемах

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

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

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

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

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

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

Рисунок 7 – Модульная сетка

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

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

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

Таблица 1 — Обозначение коробок, щитов, шкафов, пультов

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Коробка ответвительная		Щиток групповой аварийного освещения
Коробка вводная		Шкаф, панель, пульт, щиток, одностороннего обслуживания
Коробка протяжная, ящик протяжной		Шкаф, панель двустороннего обслуживания
Коробка, ящик с зажимами		Шкаф, щит, пульт из нескольких панелей одностороннего обслуживания ( на примере – из 2х шкафов)
Щиток групповой рабочего освещения		Щит открытый (на примере – из 3х панелей)
Щиток магистральный рабочего освещения		Шкаф, щит, пульт из нескольких панелей двустороннего обслуживания ( на примере – из 3х шкафов)

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

Таблица 2 – Обозначение выключателей, переключателей и штепсельных розеток

Наименование		Изображение	Наименование		Изображение
Выключатель. Общее изображение.			Штепсельная розетка. Общее изображение.
Выключатель для открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23:	1- полюсный		Штепсельная розетка открытой  установки со степенью защиты от IP20 до IP23:	2х полюсная
	1- полюсный сдвоенный			2х полюсная сдвоенная
	1- полюсный строенный			2х полюсная с защитным контактом
	2хполюсный			3х полюсная с защитным контактом
	3хполюсный
Выключатель для скрытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23:	1- полюсный		Штепсельная розетка для скрытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23:	2х полюсная
	1- полюсный сдвоенный			2х полюсная сдвоенная
	1- полюсный строенный			2х полюсная с защитным контактом
	2хполюсный			3х полюсная с защитным контактом
Выключатель для отрытой установки со степенью защиты от IP44 до IP55:	1- полюсный		Штепсельная розетка со степенью защиты от IP44 до IP55:	2х полюсная
	2х полюсный			2х полюсная с защитным контактом
	3х полюсный			3х полюсная с защитным контактом
Переключатель на два направления без нулевого положения со степенью защиты от IP20 до IP23:	1- полюсный		Блоки с выключателями и двухполюсной штепсельной розеткой для открытой установки со степенью защиты IP20 до IP23:	Один выключатель и штепсельная розетка
	2х полюсный			Два выключателя и штепсельная розетка
	3х полюсный			Три выключателя и штепсельная розетка
Переключатель на два направления без нулевого положения со степенью защиты от IP44 до IP55:	1- полюсный		Блоки с выключателями и двухполюсной штепсельной розеткой для скрытой установки со степенью защиты IP20 до IP23:	Один выключатель и штепсельная розетка

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

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

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Светильник с лампой накаливания.  Общее изображение		Люстра
Светильник с лампой накаливания на тросе		Прожектор
Светильник с лампой накаливания на стене здания, сооружения для наружного освещения.		Группа прожекторов с направлением оптической оси в одну сторону
Светильник с люминесцентными лампами		Группа прожекторов с направлением оптической оси во все стороны
Светильник с люминесцентными лампами, установленными в линию		Светофор сигнальный(с тремя лампами)
Светильник с люминесцентной лампой на кронштейне  для наружного освещения		Патрон ламповый стенной
Светильник с разрядной лампой высокого давления на кронштейне для наружного освещения		Патрон ламповый: подвесной
Светильник с разрядной лампой высокого давления на опоре для наружного освещения		Патрон ламповый: потолочный

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

Таблица 4 – Условно графическое обозначение электрических машин

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Статор. Обмотка статора. Общее обозначение.		Ротор. Общее обозначение.
Ротор с обмоткой, коллектором и щетками.		Машина электрическая. Общее обозначение.
Машина асинхронная трехфазная с шестью выведенными концами фаз обмотки статора и с короткозамкнутым ротором.		Внутри окружности допускается указывать следующие данные: а) род машины (генератор – Г (G), двигатель – М (М), тахогенератор – ТГ(BR), и др.; б) род тока, число фаз или вид соединения обмоток
Машина асинхронная трехфазная с фазным ротором, обмотка которого соединена в звезду, обмотка статора – в треугольник.		Машина синхронная трехфазная неявнополюсная с обмоткой возбуждения на роторе; обмотка статора соединена в треугольник.
Машина постоянного тока с последовательным возбуждением		Машина постоянного тока с параллельным возбуждением
Машина постоянного тока с независимым возбуждением		Машина постоянного тока со смешанным возбуждением
Машина постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов		Двигатель коллекторный однофазный последовательного возбуждения.

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

Таблица 5 — Условно графическое обозначение трансформаторов, автотрансформаторов, дросселей

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Обмотка трансформатора, автотрансформатора, дросселя и магнитного усилителя.		Трансформатор однофазный с магнитопроводом
Трансформатор однофазный с магнитопроводом трехобмоточный		Автотрансформатор однофазный с магнитопроводом
Трансформатор тока с одной вторичной обмоткой		Дроссель с ферромагнитным магнитопроводом

Электроизмерительные приборы по ГОСТу имеют следующее графические обозначение на чертежах:

Таблица 6 — Условно графическое обозначение некоторых электроизмерительных приборов

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Электросчетчик		Датчик температуры
Амперметр		Гальванометр
Вольтметр		Осциллограф

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

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

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Линия электрической связи, провод, шина, кабель		Графическое пересечение двух линий связи, электрически не соединенных
Корпус машины, аппарата, прибора		Линии электрической связи с двумя ответвлениями
Заземление

Помимо этого на схемах Вы можете увидеть волнистую либо прямую линию, «+» и «-», которые указывают на род тока.

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

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Ток постоянный		Ток переменный, трехфазный 50 Гц
Ток переменный		Полярность отрицательная
Ток постоянный и переменный		Полярность положительная

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

Таблица 9 – Коммутационные устройства и контактные соединения

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Контакт коммутационного устройства. Общее обозначение:		Контакт концевого выключателя: 1)замыкающий
А) замыкающий Б) размыкающий В) переключающий		2) размыкающий
		Выключатель ручной
Контакт, замыкающий с замедлением, действующим:		Контакт контактного соединения
1) при срабатывании 2) при возврате		1) разъемного соединения 2) сборного соединения 3) неразборного соединения
3) при срабатывании и возврате
Контакт, размыкающий с замедлением, действующий: 1) при срабатывании		Соединение контактное разъемное
2) при возврате 3) при срабатывании и возврате		Переключатель однополюсный многопозиционный
Контакт термореле

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

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

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

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

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

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

Таблица 11 — Буквенные обозначения элементов радиотехнических и электрических схем

Наименование	Обозначение	Наименование	Обозначение
Резистор	R	Телефон	Т
Конденсатор	C	Микрофон	Мк
Катушки индуктивности	L	Громкоговоритель	Гр
Прибор электронный (лампа, трубка)	Л	Звукосниматель (адаптер)	Ад
Трансформатор (автотрансформатор)	Тр	Предохранитель	Пр
Дроссель	Др	Элемент гальванический (батарея)	Б
Выключатель (переключатель)	В	Монтажная плата	П
Кнопка	Кн	Штепсельный разъем	Ш
Пьезоэлемент	Пэ	Прибор полупроводниковый	ПП
Диод	Д	Гнездо	Г
Реле, контактор, пускатель	Р	Элементы разные, электромагнит	Э

3.

Чтение электрических схем

Что значит прочитать схему.

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

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

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

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

Порядок чтения электрических схем и чертежей.

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

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

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

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

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

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

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 па 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: не замыкание 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.,
6. проверяют схему па отсутствие ложных цепей,
7. оценивают надежность электропитания и режим работы оборудования,
8. проверяют выполнение мер, обеспечивающих безопасность.

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

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

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

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

Просмотров: 5 238

Схемы управления и защиты | Устройство и монтаж электрических сетей

Страница 61 из 66

§ 45. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ
Принцип построения схем автоматизации
При графическом изображении электрических схем управления и защиты пользуются условными обозначениями, предусмотренными ГОСТом. Наиболее часто встречающиеся условные обозначения приведены в табл. 34.
По способу построения схемы разделяются на структурные, принципиальные и монтажные.
Структурные схемы составляются, как правило, для сложных устройств и дают лишь общее представление о количестве используемых элементов, их типах и взаимных связях. Внутренние схемы элементов и цепи питания в этом случае не показываются.
Принципиальные схемы представляют собой чертежи, на которых условными обозначениями показывают электрические аппараты со всеми электрическими цепями как внутри аппаратов, так и между ними. Существует два способа изображения принципиальных схем: свернутый и развернутый.
В свернутой схеме основными элементами чертежа являются электрические аппараты (контакторы, ключи, реле и т. п.). На схеме каждый аппарат изображается как единое целое, все его контакты и катушки территориально объединяются, при этом иногда показываются существующие между ними механические или магнитные связи. При таком изображении видны электрические схемы каждого аппарата и его конструктивные особенности (число контактов, их типы, общее число выводов и т. д.). Однако электрические соединения между аппаратами на свернутых схемах образуют сеть многократно пересекающихся линий. При большом числе аппаратов схема утрачивает наглядность, так как проследить последовательность соединений и установить характер связи между отдельными узлами схемы чрезвычайно трудно.
В развернутой схеме основными элементами чертежа являются электрические цепи, состоящие из контактов и катушек различных аппаратов. Таким образом, катушки и контакты каждого из аппаратов, входящих в схему, разносятся по электрическим цепям. Принадлежность катушки или контакта тому или иному аппарату в развернутой схеме устанавливают при помощи условных буквенных шифров, присвоенных каждому аппарату.
Однотипные аппараты обозначают одинаковым буквенным шифром с добавлением цифры. Шифр аппарата должен обозначаться у каждого его элемента (контакта или катушки).
В одной и той же схеме не должно содержаться нескольких аппаратов с одинаковыми шифрами.

Условные графические обозначения некоторых элементов аппаратуры управления и защиты

 

 

Отдельные цепи развернутой схемы размещаются параллельно друг другу по вертикалям или горизонталям и присоединяются концами к полюсам источника питания. Полюсы изображаются в виде линий, перпендикулярных развернутым цепям. Каждая цепь при чтении схемы легко просматривается, так как в большинстве случаев содержит одну катушку и небольшое количество контактов, размещенных соответственно фактическому порядку электрических соединений.
Число контактов каждого аппарата по развернутой схеме может быть выявлено только после просмотра всех ее цепей.
При чтении релейно-контактных схем необходимо твердо знать правила изображения контактов. Блок-контакты силовых аппаратов и контакты реле бывают нормально открытые (замыкающие) и нормально закрытые (размыкающие).
Нормально открытым (н. о.) называется контакт, разомкнутый при отключенном положении силового аппарата или когда в обмотках реле отсутствует ток (реле не возбуждено).
Нормально закрытым (н. з.) называется контакт, замкнутый при отключенном положении аппарата или невозбужденном реле.
На электрических схемах н. о. и н. з. контакты показывают, исходя из предположения, что все аппараты отключены и ни одно реле не возбуждено.
Все контакты с механическим управлением (контакты конечных выключателей, кнопок управления и др.) на схемах изображаются в положении, соответствующем отсутствию на них внешнего механического воздействия.

Рис. 213. Принципиальная схема управления асинхронным реверсивным электродвигателем :
а — свернутое изображение, б — развернутое изображение
На рис. 213, а показана свернутая принципиальная схема управления короткозамкнутым электродвигателем с помощью реверсивного магнитного пускателя. На рис. 213, б дана та же схема в развернутом изображении. При сопоставлении схем, показанных на рис. 213, видно, насколько легче проследить путь тока на развернутой схеме.
Монтажные схемы выполняют для отдельных конструктивных элементов установки. На основании монтажной схемы производится установка аппаратуры на щитах, пультах, панелях, стойках и т. п., а также выполняются все электрические соединения. Монтажные схемы оборудования (контакторы, реле защиты), монтируемого на больших панелях, выполняются в виде чертежа панели, где нанесены места расположения оборудования, места его крепления и все электрические соединения с указанием их маркировки.

• Назад
• Вперёд

Электрическая цепь | Схемы и примеры

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Что такое электрическая цепь? Типы цепей и сетей

Содержание

Что такое электрическая цепь?

Электрическая цепь представляет собой сеть с замкнутым контуром, которая обеспечивает обратный путь для протекания тока. Или замкнутый проводящий путь, по которому может течь ток, называется цепью. Электрическая цепь также известна как электрическая сеть или электрическая цепь .

Электрическая цепь представляет собой комбинацию различных активных и пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы и т. д., которые образуют электрическую сеть. В замкнутой цепи электрический ток течет от источника (например, батареи) в проводящем материале (например, проводах и кабелях) к нагрузке (например, лампочке) и, следовательно, возвращается обратно к источнику.

Что такое электронные схемы?

Электронная цепь — это тип электрической цепи, состоящей из множества электронных компонентов, таких как диоды, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т. д., где в цепи должен присутствовать хотя бы один активный компонент, что еще больше отличает ее от электрической цепи. Таким образом, он называется электронной схемой, а не электрической схемой.

Что такое электрическая сеть?

Совокупность различных электрических элементов и компонентов, соединенных любым способом (простой или сложной конфигурации), называется электрической сетью. Это тот же термин, который используется для электрической цепи, но чаще всего ассоциируется со сложными сетями, которые решаются с помощью сетевых теорем.

Сложные сети

Цепь, содержащая множество электрических элементов, таких как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, источники тока и напряжения (как переменного, так и постоянного), где все компоненты и элементы цепи имеют сложную конфигурацию, называется сложной сетью. Такие сети не могут быть легко решены с помощью простого закона Ома или законов Кирхгофа. Если да, то количество уравнений будет заметно больше.

Самый простой способ решить и проанализировать сложную сеть — это использовать специальные методы, такие как сетевые теоремы, т. е. теорема Нортона, теорема Тевенина, теорема о суперпозиции, преобразование звезда-дельта, анализ цепей суперузлов и суперсеток и т. д.

Типы электрических цепей

Существует много типов электрических цепей , например:

• Разомкнутая цепь
• Замкнутая цепь
• Короткое замыкание
Цепь серии
• Параллельная цепь
• Последовательно-параллельная схема
• Цепь звезда-треугольник
• Цепь переменного тока
• Цепь постоянного тока
• Однофазная цепь
• Трехфазная цепь
• Резистивная цепь
• Индуктивная цепь
• Емкостная цепь
• Резистивная, индуктивная (цепь RL)
• Резистивная, емкостная (цепь RC)
• Емкостный, индуктивный (LC-цепи)
• Резистивная, индуктивная, емкостная (цепь RLC)
• Линейная цепь
• Нелинейная цепь
• Односторонние цепи
• Двусторонние цепи
• Активная цепь
• Пассивная цепь

Мы кратко обсудим один за другим следующим образом.

Разомкнутая цепь

Цепь, в которой нет обратного пути для протекания тока (т. е. незамкнутая), называется разомкнутой цепью. Другими словами, цепь, в которой напряжение стремится к ЭДС ( генерирует источник) и ток не течет вообще, называется разомкнутой цепью.

Пример разомкнутой цепи: Цепь с разомкнутым выключателем или перегоревшим предохранителем, в которой лампочка подключена к аккумулятору. Таким образом, лампочка не будет светиться, поскольку цепь не замкнута, т. Е. Это разомкнутая цепь, и в ней нет тока.

Замкнутая цепь

Цепь, имеющая обратный путь для протекания тока (т. е. замкнутая цепь), называется замкнутой цепью.

Пример короткого замыкания: Цепь с замкнутым выключателем, в которой лампочка подключена к аккумулятору. Таким образом, лампочка светится, поскольку ток течет по нити накала лампочки из-за замкнутой цепи.

Короткое замыкание

Цепь, имеющая обратный путь для протекания тока, где значение сопротивления равно нулю. (т. е. завершенная или замкнутая цепь без подключенной нагрузки) называется коротким замыканием. Другими словами, схема, в которой напряжение стремится к нулю, а ток стремится к бесконечности называется коротким замыканием.

Пример короткого замыкания: Цепь с замыкающим выключателем без нагрузки, подключенной к напряжению питания. Другими словами, когда фазный или линейный провод касается нейтрального провода без нагрузки между ними. В этом случае перегорает предохранитель или срабатывает автоматический выключатель. При отсутствии надлежащей защиты короткое замыкание может повредить прибор или стать причиной очень серьезной травмы.

• Связанный пост: Токи короткого замыкания и симметричные составляющие

Серийная цепь

В этой цепи все электрические элементы (источники напряжения или тока, катушки индуктивности, конденсаторы, резисторы и т. д.) соединены последовательно, т. е. существует только один путь для прохождения электричества, например, это одноветвевые цепи.

Параллельная цепь

В этой цепи все электрические элементы (источники напряжения и тока, катушки индуктивности, конденсаторы, резисторы и т. д.) соединены параллельно, т.е. существует множество путей для прохождения электричества и минимальное количество ответвлений в этой цепи. два.

Последовательно-параллельная цепь

Если элементы цепи соединены последовательно в одних частях и параллельно в других, это будет последовательно-параллельная цепь. Другими словами, это сочетание последовательных, параллельных и последовательно-параллельных цепей.

Ниже приведены более производные схемы последовательных, параллельных и последовательно-параллельных цепей

• Чистая резистивная цепь
• Чистая индуктивная цепь
• Чистая емкостная схема
• Резистивная, индуктивная цепь, т. е. цепь RL
  
• Резистивная, емкостная цепь, например, RC-цепь
  
• Емкостные, индуктивные цепи, т. е. LC-цепи
  
• Резистивная, индуктивная, емкостная цепь, т. е. цепь RLC
  
• Серийные и параллельные цепи R, L и C
• Комбинация последовательно-параллельной цепи, т. е. сложная цепь

Все эти схемы показаны на рис. ниже.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Различные типы электрических цепей

В данных цепях все вышеуказанные компоненты или элементы могут быть соединены последовательно, параллельно или в обеих комбинациях последовательно-параллельной конфигурации.

Related Posts:

• Знакомство с последовательными, параллельными и последовательно-параллельными соединениями
• Серия, параллельное и последовательно-параллельное соединение батарей
Серия
• , параллельное и последовательно-параллельное соединение солнечных панелей

Схема «звезда-треугольник»

Цепи такого типа подключаются по схеме «звезда» или «треугольник». В этих цепях электрические элементы соединены способом, который не определен с точки зрения последовательной, параллельной или последовательно-параллельной конфигурации. Цепи «звезда-треугольник» могут быть решены путем преобразования «звезда в треугольник» и «треугольник в звезду».

Прежде чем анализировать электрическую цепь и сеть, вы должны знать следующие полезные термины, связанные с электрическими цепями, которые определяют природу и характеристики цепи.

Цепь переменного тока

Цепь, содержащая источник питания переменного тока, называется цепью переменного тока. Источниками питания, например, являются генераторы переменного тока и синхронные генераторы.

Цепь постоянного тока

Цепь, содержащая источник питания постоянного тока, называется цепью постоянного тока. Источниками питания, например, являются батареи и генераторы постоянного тока.

• Связанный пост: Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)

Однофазные цепи

Электропитание переменного тока, в котором все напряжения имеют одинаковую синусоидальную форму в определенный период времени, называется однофазным питанием переменного тока. В однофазных цепях переменного тока для замыкания цепи необходимы только два провода (известные как фаза или линия и нейтраль).

Многофазные цепи

Poly означает несколько. Как следует из названия, мощность переменного тока, в которой есть три синусоидальных напряжения, имеющих разность фаз 120 °. В трехфазных цепях переменного тока для замыкания цепи необходимы три фазы с тремя проводами или три фазы с четырьмя проводами.

• Связанный пост: Разница между однофазным и трехфазным питанием

Параметры цепи, константы и родственные термины

Различные компоненты или элементы, которые используются в электрических цепях, называются параметрами или константами цепи, т. е. сопротивление, емкость, индуктивность, частота и т. д. Эти параметры могут быть объединены или распределены.

Активная цепь

Цепь, которая содержит один или несколько источников ЭДС (электродвижущей силы), называется активной цепью

Пассивная цепь

Цепь, в которой нет ни одного источника ЭДС, называется пассивной цепью

• Связанный пост: Основное различие между активными и пассивными компонентами

Линейные и нелинейные цепи

Li ближняя Цепь

Линейная цепь — это электрическая цепь, в которой параметры цепи (сопротивление, индуктивность, емкость, форма волны, частота и т. д.) постоянны. Другими словами, цепь, параметры которой не изменяются по току и напряжению, называется линейной цепью.

Нелинейная цепь

Нелинейная цепь представляет собой электрическую цепь, параметры которой варьируются в зависимости от тока и напряжения. Другими словами, электрическая цепь, в которой параметры цепи (сопротивление, индуктивность, емкость, форма волны, частота и т. д.) непостоянны, называется нелинейной цепью.

• Связанный пост: Основная разница между линейной и нелинейной схемой

Односторонние и двусторонние цепи

Односторонние цепи

В односторонних цепях свойства цепи изменяются при изменении направления питающего напряжения или тока. Другими словами, односторонняя цепь позволяет току течь только в одном направлении. Диод или выпрямитель являются примером односторонней схемы, потому что они не выполняют выпрямление в обоих направлениях питания.

Двусторонние цепи

В двусторонних цепях свойство цепи не меняется при изменении направления питающего напряжения или тока. Другими словами, двусторонняя цепь позволяет току течь в обоих направлениях. Линия передачи является лучшим примером двусторонней цепи, потому что при подаче напряжения питания с любого направления (начальный или конечный конец) свойства цепи остаются постоянными.

• Связанный пост: Разница между односторонней и двусторонней схемами

Термины, относящиеся к электрическим цепям и сетям

Узел

Точка или соединение, где встречаются два или более элементов цепи (резистор, конденсатор, катушка индуктивности и т. д.), называется узлом участок цепи, расположенный между двумя узлами, называется ветвью. В ответвлении могут быть соединены один или несколько элементов, имеющих две клеммы.

л уп

Замкнутый путь в цепи, где может быть более двух сеток, называется петлей, т. е. в петле может быть много сеток, но сетка не содержит ни одной петли.

Сетка

Замкнутая петля, которая не содержит другой петли внутри себя, или путь, который не содержит других путей, называется сеткой.

• Связанный пост: Как определить количество узлов, ветвей, петель и сеток в цепи?

Схема с 6 узлами, 7 ответвлениями, 3 циклами и 2 сетками

Полезно знать:

Мы используем различные теоремы для решения сложных сетей. Как правило, сложные сети могут быть решены следующими двумя методами.

• Прямой метод
• Метод эквивалентной цепи

Мы подробно обсудим эти методы один за другим в нашем следующем посте.

Related Posts:

• Что такое электрический ток, его единицы, формула, типы и применение
• Что такое напряжение? его единица измерения, формула, типы и применение
• Что такое сопротивление? Удельное сопротивление (ρ) и удельное сопротивление Ω.