Какие основные элементы используются в электрических схемах. Как правильно читать и понимать условные графические обозначения на электросхемах. Какие существуют виды и типы электрических схем. Как расшифровать буквенно-цифровые коды элементов.
Виды и типы электрических схем
Электрические схемы подразделяются на несколько основных видов в зависимости от их назначения и степени детализации:
- Функциональные схемы — отображают основные функциональные части устройства и связи между ними
- Принципиальные схемы — показывают полный состав элементов и связей между ними
- Монтажные схемы — содержат сведения, необходимые для монтажа устройства
По степени детализации различают:
- Однолинейные схемы — показывают только силовые цепи в упрощенном виде
- Полные схемы — отображают все элементы и электрические связи
Условные графические обозначения элементов электрических схем
Для изображения элементов на электрических схемах используются стандартизированные условные графические обозначения (УГО). Основные типы УГО включают:

- Источники питания (батареи, генераторы)
- Коммутационные устройства (выключатели, переключатели)
- Электромеханические устройства (двигатели, трансформаторы)
- Полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы)
- Пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы, катушки)
- Измерительные приборы
Как правильно читать электрические схемы
При чтении электрических схем необходимо:
- Определить тип схемы и ее назначение
- Изучить условные обозначения элементов
- Проследить электрические соединения между элементами
- Понять принцип работы отдельных узлов и всей схемы в целом
- Обратить внимание на буквенно-цифровые обозначения элементов
Важно помнить, что на пересечении линий связи точка означает соединение проводников, а отсутствие точки — пересечение без соединения.
Буквенно-цифровые обозначения элементов
Каждый элемент на схеме имеет буквенно-цифровое обозначение, состоящее из:
- Буквенного кода, обозначающего тип элемента (например, R — резистор, C — конденсатор)
- Порядкового номера элемента данного типа на схеме
Основные буквенные коды элементов:

- A — устройства (усилители, генераторы и т.д.)
- C — конденсаторы
- D — интегральные схемы, цифровые микросхемы
- F — предохранители, защитные устройства
- G — источники питания, генераторы
- K — реле, контакторы
- L — катушки индуктивности, дроссели
- M — двигатели
- Q — транзисторы, тиристоры
- R — резисторы
- S — переключатели, выключатели
- T — трансформаторы
- V — диоды, тиристоры
Источники питания и их обозначения на схемах
Источники питания являются важными элементами любой электрической схемы. Основные виды источников и их условные обозначения:
- Источник постоянного тока — длинная и короткая параллельные линии
- Источник переменного тока — окружность с синусоидой внутри
- Батарея — несколько чередующихся длинных и коротких линий
- Аккумулятор — прямоугольник с выводами
При обозначении источников питания важно указывать полярность для источников постоянного тока и параметры (напряжение, частота) для источников переменного тока.
Коммутационные устройства на электрических схемах
Коммутационные устройства служат для замыкания, размыкания и переключения электрических цепей. Основные типы и их обозначения:

- Выключатель однополюсный — две не соединенные линии
- Переключатель — линия с ответвлением и точкой контакта
- Кнопка без фиксации — окружность с двумя выводами
- Контакты реле — параллельные линии с обозначением типа контакта (НО, НЗ)
На схемах указывается исходное состояние контактов (нормально замкнутое или нормально разомкнутое). Для сложных коммутационных устройств приводится таблица состояний контактов.
Резисторы и их условные обозначения
Резисторы — важнейшие пассивные компоненты электрических цепей. Основные типы резисторов и их УГО:
- Постоянный резистор — прямоугольник или зигзагообразная линия
- Переменный резистор — прямоугольник со стрелкой или наклонной чертой
- Подстроечный резистор — прямоугольник с диагональной стрелкой
- Терморезистор — прямоугольник с диагональной линией
Рядом с УГО резистора указывается его номинальное сопротивление в Омах и мощность рассеяния в ваттах. Для переменных резисторов может указываться закон изменения сопротивления.
Конденсаторы в электрических схемах
Конденсаторы широко используются в электронных схемах для накопления заряда и фильтрации. Основные обозначения конденсаторов:

- Конденсатор постоянной емкости — две параллельные линии
- Электролитический конденсатор — символ конденсатора с обозначением полярности
- Конденсатор переменной емкости — символ конденсатора со стрелкой
- Подстроечный конденсатор — символ конденсатора с диагональной стрелкой
Рядом с УГО конденсатора указывается его емкость в фарадах, а для электролитических конденсаторов — рабочее напряжение. Для конденсаторов переменной емкости может указываться диапазон изменения емкости.
Катушки индуктивности и трансформаторы
Катушки индуктивности и трансформаторы являются важными элементами силовой электроники и радиотехники. Их условные обозначения:
- Катушка индуктивности — несколько полуокружностей
- Дроссель — катушка индуктивности с чертой (магнитопровод)
- Трансформатор — две катушки индуктивности рядом
- Автотрансформатор — катушка с отводом
Для катушек указывается индуктивность в генри, для трансформаторов — коэффициент трансформации. Стрелками обозначается направление намотки обмоток трансформатора.

Полупроводниковые приборы на электросхемах
Полупроводниковые приборы широко применяются в современной электронике. Основные типы и их УГО:
- Диод — треугольник с чертой
- Светодиод — символ диода со стрелками
- Стабилитрон — символ диода с дополнительной чертой
- Биполярный транзистор — круг с тремя выводами
- Полевой транзистор — прямоугольник с тремя выводами
- Тиристор — символ диода с дополнительным электродом
Для полупроводниковых приборов указывается их тип (например, КТ315А для транзистора) и основные параметры. Важно обращать внимание на обозначение выводов (база, эмиттер, коллектор для биполярных транзисторов).
Измерительные приборы в электрических схемах
- Амперметр — круг с буквой «А» внутри
- Вольтметр — круг с буквой «V» внутри
- Ваттметр — круг с буквой «W» внутри
- Омметр — круг с буквой «Ω» внутри
- Осциллограф — прямоугольник с экраном
Рядом с УГО измерительного прибора указывается его тип, диапазон измерений и класс точности. Важно правильно понимать способ включения измерительных приборов в схему (последовательно или параллельно).

Нормативные документы по условным обозначениям
Условные графические обозначения элементов электрических схем регламентируются следующими основными стандартами:
- ГОСТ 2.701 — Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению
- ГОСТ 2.702 — Правила выполнения электрических схем
- ГОСТ 2.721 — Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения
- ГОСТ 2.723 — Обозначения условные графические в схемах. Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители
- ГОСТ 2.728 — Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы
- ГОСТ 2.730 — Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые
Знание этих нормативных документов необходимо для правильного понимания и составления электрических схем. При работе с зарубежными схемами следует учитывать, что они могут использовать другие стандарты обозначений.
Как распознать элементы на рисунке электросхемы
2013, Март 30 , Суббота
Домашняя старницаНемного электричестваКак распознать элементы на рисунке электросхемы
Автор: Игорь Александрович Немного электричества 0 Комментариев
Наконец-то к нам в руки попал рисунок электросхемы, с помощью которого можно легко и быстро выявить, а затем устранить причину неисправности электрической части электроприбора или электрического оборудования.
Многие авторы ссылаются на определения, которые утверждают, что проводник, как отдельная единица не является элементом схемы. Моё мнение — напротив: без проводника никакая электросхема функциональна не будет, поэтому проводник я приравниваю к основному элементу электросхемы. Ведь электрический проводник электросхемы соединяет все элементы в цепь, приводя её в рабочее состояние и объединяет все участки отдельных электрических цепей в единую действующую систему.
Можно оспорить мой вариант и доказать обратное, но суть данного материала в том, чтобы научиться читать электросхему самому обычному человеку и понимать , как работает единая схема или её участки.
Согласитесь, электрическая схема без проводников — не схема, а набор деталей. Да, да. Деталей, но не элементов. А когда деталь или отдельное изделие соединено проводником в единую электрическую цепь, по которой в любой момент пройдёт электрический ток, то весь этот набор называется электрической схемой с элементами. А элементы, в свою очередь, могут быть активными — выполняющими определённый вид работы или влияющие на процесс функциональных узлов схемы, и пассивными, которые не оказывают влияния на протекание электрических процессов в схеме, но являющимися обязательными для выполнения функций безопасности, защиты или сигнализации в необходимый для этого момент времени.
От функционального назначения электрической схемы зависит и обозначение на рисунке каждого элемента, которое основывается на Единой системе конструкторской документации и обозначения элементов должны быть отображены одинаково в схемах любого содержания согласно ГОСТу нашей страны или Международного стандарта.
Коммутационные устройства и контактные соединения на рисунках электрических схем.
Устройства, в которых производится отключение, включение или переключение перемещением подвижных контактов называются коммутационными. Контакты таких устройств состоят из подвижных и неподвижных деталей. На схемах такие устройства изображаются в виде расположенных рядом незаконченных прямых, совмещённых наложением друг на друга, либо расположенных между собой на расстоянии, выдержанным, согласно условным графическим изображениям. Группа контактов должна быть указана в том положении, которое является первоначальным при включении электроустройства — замкнута или разомкнута.
Существуют и термины при объяснениях контактов в электрических схемах.
Нормально замкнутый — он же размыкающий. Нормально разомкнутый будет замыкающим. Переключающий — находится всегда замкнутым с одним контактом, а другой в этот момент разомкнут. Переключающий с нейтральным положением — подвижный контакт не замкнут ни с каким другим контактом.
По принципу работы контакты имеют обозначения в виде квалифицированных символов, размещённых на неподвижных контактах в схеме, а по виду работы обозначения указываются как на подвижных, так и на неподвижных контактах в виде графических дополнений.
По количеству контактов в группе переключатели бывают двойные, тройные и т.д. .
По фиксированному положению в пространстве своих контактов — двухпозиционные и многопозиционные, которые на рисунке изображаются с дополнительной графической приставкой к изображению подвижных контактов. Самым простым примером такому коммутатору будет бытовой выключатель (или включатель) освещения, использующийся нами ежедневно.
По виду коммутации переключатели делятся на группы — механические, электроприводные, магнитные, электронные. На схемах изображение каждого имеет свой соответствующий вид.
Электроприводом в коммутаторе может служить обычное электромагнитное реле, шаговый искатель, координатный соединитель, электродвигатель-привод. На рисунках схем линией к подвижному контакту привязывается элемент привода со своим обозначением.
Электронные переключатели работают на аналоговой или цифровой электронике. Бесшумны, не подвержены воздействию вибрации. Обозначаются соответствующим буквенным символом внутри геометрической фигуры(четырёхугольник, треугольник или похожей) с указанием выводов.
Разъёмные и неразъёмные соединения.
Разъёмные соединения — это контактные перемычки, однолинейные и групповые(многопроводные) разъёмы с указанием типа и обозначения соединителя. В обозначении на концах помещаются треугольные или овальные курсоры.
Неразъёмные образуют контактные соединения, расположенные на специальных соединительных колодках. Могут быть разборными с одной или с обеих сторон и обозначаются чистым или закрашенным кружком на концах.
Вот лишь малая часть информации от всей базы обозначения коммутационных устройств и соединений. Этого достаточно, что бы определить на схеме их место.
На схемах для пояснения прохождения проводников уточняется наличие соединения. К примеру: при пересечении на рисунке схемы линий проводников и их соединении в месте пересечения наноситься цветовая точка. При пересечении на схеме проводников и отсутствии соединения в месте их пресечения точка отсутствует или одна из линий в этом месте имеет изгиб.
Если есть разрыв проводника или вывод элемента, то ставится обозначение в виде малой окружности. При узловом соединении, то есть соединении проводников в одну точку ставится значок в виде жирной точки.
Click to rate this post!
[Total: 1 Average: 1]
◀ Читать электросхему будет просто
Как определить прибор на электросхеме ▶
Об Авторе
Игорь Александрович
Возможно, предоставляемые мною сведения не будут достаточно удовлетворять заинтересовавшегося гостя в поиске нужной для него информации. Не оставлю без внимания ни один комментарий, даже компрометирующий меня, но только по соответствующей теме. Обратиться ко мне лично по некоторым вопросам можно на странице Связь с администратором «Весёлый Карандашик» .
Гост на размеры элементов электрических схем
Виды и типы электрических схем
На электрических схемах требуется размещать кодировку элементов. Чертежи бывают трёх типов:
Функциональный
На плане указывают основные узлы электроустройства. Чертёж представляет определённое количество прямоугольников, между которыми проведены связующие линии. Внутрь каждой фигуры вписывают название функционального блока.
Принципиальный
План содержит сеть, связывающую радиоэлементы в единую систему. Это же относится к планировке электрических сетей. На схеме все детали отмечены маркировкой. Принципиальные чертежи создают как однолинейные, так и полные. План однолинейного построения передаёт изображение одних силовых цепей. Элементы контроля управления помещают на другом чертеже. Делают это из-за громоздкости электрических схем.
Важно! Когда строение приборов или устройств не представляют особую сложность, то чертежи объединяют в единый план, который называют полной схемой.
Монтажный
В отличие от вышеуказанных чертежей, монтажная схема, кроме указания элементов, определяет их точное положение в двумерном пространстве. Проводку электрической сети в доме или квартире изображают с точным положением розеток, включателей, светильников и других приборов. Указывают расстояния от элементов до стеновых ограждений. На монтажных радиосхемах отмечают положение радиокомпонентов, способы и порядок их монтажа.
Графические обозначения в электросхемах
УГО на функциональных планах
К узлам коммутации относят контактные детали, работающие с помощью различных механизмов. Это включатели и контакторы. Устройства могут замыкать, размыкать и переключать контакты. Изначальное состояние размыкателя это, когда элементы замкнуты. У замыкателя происходит всё наоборот. В функциональных чертежах контакторы изображаются с учётом этих особенностей.
На рисунке изображён двухконтактный переключатель. Он может быть трёхпозиционным прибором. В нейтральном положении переключатель не соприкасается ни с одной ветвью электросхемы.
Внимание! Специальным знаком отмечают функциональное назначение контактора. Это относится к устройствам с подвижными ветвями.
Обозначения элементов электроснабжения на однолинейных схемах отображают только силовые элементы. Между элементами проводят линии связи. Их изображения помещают на щитовых.
Реле, контакторы и катушки по ГОСТу обозначает четырёхугольниками.
Лампы, разъёмные, разборные узлы и измерители имеют своё характерное изображение. Их чётко видно на чертеже. Лампочки рисуют в виде кругов с перекрестьем внутри, измерители – это круги с двумя латинскими буквами и т.д.
Шины – это массивные проводники с ответвлениями, их выделяют жирным контуром. Провода, наоборот, чертят тонкими линиями. Их соединения отмечают точками. Если они отсутствуют, то это означает бесконтактное пересечение проводников.
Способы укладки кабелей имеют довольно простую графику.
Выключатели и розетки с открытым и скрытым способом установки имеют свои условные обозначения на чертежах ГОСТ. Группы каждого вида установки отмечены черточками на клавишах приборов.
По-разному рисуют розетки для скрытой и открытой проводки. Их сразу можно отличить от других элементов.
Светильники с лампочками накаливания, светодиодными и люминесцентными элементами рисуют так, что их всегда можно выделить.
УГО принципиальных электросхем
Обозначения на принципиальных электрических схемах изображают разъёмы, предохранители, клеммы, ёмкости. Также это относится к резисторам, светодиодам, диодам, тиристорам и лампочкам. Большая часть этих условных обозначений, согласно ГОСТу, указана в нижеследующей таблице.
УГО различных радиоэлементов по ГОСТу на схемах этого типа представлены на нижеследующей картинке.
Обозначения питающих источников
В таблице ниже представлены графические обозначения источников питания для однолинейной планировки в квартирах и частных домостроениях.
Буквы означают следующее:
- А – источник постоянного тока;
- В – переменный ток;
- С – вид питания, может быть переменного и постоянного значения;
- D – аккумуляторная батарея;
- Е – элементы питания в группе.
Условное графическое обозначение переменных резисторов
Как и все электронные компоненты, когда цепь сформирована, вы будете использовать символы для упрощения иллюстрации. В зависимости от стиля, который вы чаще всего видите, графическое обозначение мощности резисторов на схеме будет изображаться так:
УГО в американском стиле Международная маркировка резисторов
Понимание того, как выглядят символы резисторов, поможет вам различать различные электрические компоненты при анализе принципиальной схемы. Постоянный ток крайне хаотичен, поэтому нужно правильно применять резисторы.
Буквенные обозначения в электрических схемах
Буквами на электросхемах и чертежах маркируют радиоэлементы, электронные детали, интегральные микросхемы, электродвигатели и прочее. Примерный перечень буквенной маркировки представлен нижеследующим списком.
Наряду с принятыми международными буквенными кодировками элементов, существует русскоязычная версия, отражённая УГО ГОСТа 7624-55. Выдержка из него приводится в таблице.
Электронная и энергетическая промышленность постоянно пополняется новыми радиокомпонентами и оборудованием. Их обозначения появляются в новостях электрики. Если встречаются новые элементы, то совсем нетрудно дополнить ими свою справочную литературу.
Нормативные документы
Учитывая большое количество электроэлементов, для их буквенно-цифровых (далее БО) и условно графических обозначений (УГО) был разработан ряд нормативных документов исключающих разночтение. Ниже представлена таблица, в которой представлены основные стандарты.
Таблица 1. Нормативы графического обозначения отдельных элементов в монтажных и принципиальных электрических схемах.
Номер ГОСТа | Краткое описание |
2.710 81 | В данном документе собраны требования ГОСТа к БО различных типов электроэлементов, включая электроприборы. |
2.747 68 | Требования к размерам отображения элементов в графическом виде.![]() |
21.614 88 | Принятые нормы для планов электрооборудования и проводки. |
2.755 87 | Отображение на схемах коммутационных устройств и контактных соединений |
2.756 76 | Нормы для воспринимающих частей электромеханического оборудования. |
2.709 89 | Настоящий стандарт регулирует нормы, в соответствии с которыми на схемах обозначаются контактные соединения и провода. |
21.404 85 | Схематические обозначения для оборудования, используемого в системах автоматизации |
Следует учитывать, что элементная база со временем меняется, соответственно вносятся изменения и в нормативные документы, правда это процесс более инертен. Приведем простой пример, УЗО и дифавтоматы широко эксплуатируются в России уже более десятка лет, но единого стандарта по нормам ГОСТ 2.755-87 для этих устройств до сих пор нет, в отличие от автоматических выключателей. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован. Чтобы быть в курсе подобных нововведений, профессионалы отслеживают изменения в нормативных документах, любителям это делать не обязательно, достаточно знать расшифровку основных обозначений.
Виды электрических схем
В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:
Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.
Пример однолинейной схемы
Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.
Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.
Обозначение резисторов на схемах
Из предыдущих статей мы с вами узнали, что такое резистор, какие виды и типы реристоров выпускаются современной промышленностью. Как выглядят резисторы, вы тоже увидели, теперь рассмотрим обозначение резисторов на схемах или условно-графическое обозначение резисторов (УГО).
Условно-графическое обозначение резисторов на схемах отображается согласно ГОСТа 2.728-74.
На рисунке 1. показано общее обозначение постоянного резистора и приведены размеры, согласно которых резистор наносится на принципиальные схемы.
Рисунок 1. Общее обозначение резистора на схеме.
Над УГО резистора наносится его порядковый номер, латинская буква R показывает на принадлежность к классу резисторов. Под УГО наносится номинальное сопротивление резистора.
Все резисторы имеют значение номинальной мощности рассеяния. Это значение мощности тока на резисторе, при которой он может работать длительное время и не перегреваться (обычно берут в расчет комнатную температуру ?23°).
Обозначение мощности резисторов на схемах показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Обозначение мощности резисторов на схеме. а)0,125 Вт; б)0,25 Вт; в)0,5 Вт; г)1 Вт; д)2 Вт; е)5 Вт.
Обозначение переменных резисторов на схемах показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Обозначение переменных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)при неленейном регулировании.
Обозначение педстроечных резисторов на схемах показано на рисунке 4.
Рисунок 4. Обозначение подстроечных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)переменный с подстройкой.
Приведенные обозначения резисторов на схемах, как уже было сказано соответствуют ГОСТу, однако в настоящее время в летературе (особенно в зарубежной) можно встретить другие обозначения резисторов.
Эти обозначения приведены на рисунке 5.
Рисунок 5. Обозначение резисторов используемое в зарубежной литературе. а)постоянный резистор; б)переменный резистор.
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
- Резисторы. Виды резисторов
- Типы резисторов
- Соединение резисторов
- Зависимость электрического сопротивления от сечения, длины и материала проводника
- Зависимость сопротивления проводника от температуры
Комментарии
Костик 19.11.2014 06:50 где фоторезистор уго
Цитировать
Обновить список комментариев
Добавить комментарий
Графические обозначения
Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами. Приведем в качестве примера основные графические обозначения для разных видов электрических схем.
Примеры УГО в функциональных схемах
Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации.
Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом 21.404-85
Описание обозначений:
- А – Основные (1) и допускаемые (2) изображения приборов, которые устанавливаются за пределами электрощита или распределительной коробки.
- В – Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите.
- С – Отображение исполнительных механизмов (ИМ).
- D – Влияние ИМ на регулирующий орган (далее РО) при отключении питания:
- Происходит открытие РО
- Закрытие РО
- Положение РО остается неизменным.
- Е — ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.
- F- Принятые отображения линий связи:
- Общее.
- Отсутствует соединение при пересечении.
- Наличие соединения при пересечении.
УГО в однолинейных и полных электросхемах
Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы.
Источники питания.
Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.
УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2.742-68 и ГОСТ 2.750.68)
Описание обозначений:
- A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».
- В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.
- С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.
- D – Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
- E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.
Линии связи
Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.
Обозначение линий связи на принципиальных схемах (ГОСТ 2. 721-74 и ГОСТ 2.751.73)
Описание обозначений:
- А – Общее отображение, принятое для различных видов электрических связей.
- В – Токоведущая или заземляющая шина.
- С – Обозначение экранирования, может быть электростатическим (помечается символом «Е») или электромагнитным («М»).
- D — Символ заземления.
- E – Электрическая связь с корпусом прибора.
- F – На сложных схемах, из нескольких составных частей, таким образом обозначается обрыв связи, в таких случаях «Х» это информация о том, где будет продолжена линия (как правило, указывается номер элемента).
- G – Пересечение с отсутствием соединения.
- H – Соединение в месте пересечения.
- I – Ответвления.
Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений
Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.
УГО, принятые для электромеханических устройств и контакторов (ГОСТы 2. 756-76, 2.755-74, 2.755-87)
Описание обозначений:
- А – символ катушки электромеханического прибора (реле, магнитный пускатель и т.д.).
- В – УГО воспринимающей части электротепловой защиты.
- С – отображение катушки устройства с механической блокировкой.
- D – контакты коммутационных приборов:
- Замыкающие.
- Размыкающие.
- Переключающие.
- Е – Символ для обозначения ручных выключателей (кнопок).
- F – Групповой выключатель (рубильник).
Размеры обозначений
Выборка материалов из ГОСТ, имеющих отношение к размерам изображений условных графических обозначений элементов электрических схем.
Все изображения вставлены из ГОСТ без изменений.
ГОСТ 2.701-84 Схемы виды и типы. Общие требования к выполнению (фрагмент)
2.4.2. Условные графические обозначения элементов изображают в размерах, установленных в стандартах на условные графические обозначения. Условные графические обозначения, соотношения размеров которых приведены в соответствующих стандартах на модульной сетке, должны изображаться на схемах в размерах, определяемых по вертикали и горизонтали количеством шагов модульной сетки М (черт. 2а). При этом шаг модульной сетки для каждой схемы может быть любым, но одинаковым для всех элементов и устройств данной схемы.
Черт. 2а
Условные графические обозначения элементов, размеры которых в указанных стандартах не установлены, должны изображать на схеме в размерах, в которых они выполнены в соответствующих стандартах на условные графические обозначения.
Размеры условных графических обозначений, а также толщины их линий должны быть одинаковыми на всех схемах для данного изделия (установки).
Примечания:
1. Все размеры графических обозначений допускается пропорционально изменять.
2. Условные графические обозначения элементов, используемых как составные части обозначений других элементов (устройств), допускается изображать уменьшенными по сравнению с остальными элементами (например, резистор в ромбической антенне, клапаны в разделительной панели).
ГОСТ 2.722-68 Машины электрические (фрагмент)
9. Размеры основных элементов условных графических обозначений, табл. 3.
Наименование | Обозначение | |
1. Обмотка | ||
2. Статор | ||
3. Ротор | ||
4. Щетка: | на контактном кольце | |
на коллекторе |
ГОСТ 2.721-74 Обозначения общего применения. Таблица 7
Наименоване | Обозначение |
1. Поток электромагнитной энергии, сигнал электрический в одном направлении (например, влево) | |
2 Поток газа (воздуха): а) в одном направлении (например, вправо) | |
б) в обоих направлениях | |
3. Движение прямолинейное: а) одностороннее | |
б) возвратное | |
в) одностороннее с выстоем | |
4. Движение вращательное: а) одностороннее | |
б) одностороннее с выстоем | |
5. Регулирование линейное. Общее обозначение | |
6. Регулирование ручкой, выведенной наружу.![]() | |
Примечание к пп. 3 — 6. Размеры стрелки должны быть в пределах l = 3 … 5, a = 15° … 30° | |
7. Линия механической связи в гидравлических и пневматических схемах | |
8. Линия механической связи со ступенчатым движением | |
9. Линия механической связи, имеющей выдержку времени | |
10. Механизм с защелкой, препятствующий передвижению в обе стороны | |
11. Механизм свободного расцепления | |
12. Муфта: а) выключенная | |
б) включенная | |
13. Тормоз | |
14. Исключен (Изм. № 1). | |
15. Толкатель | |
16. Ролик | |
17. Ролик, срабатывающий в одном направлении | |
18. Кулачок | |
19. Линейка (рейка) | |
20. Привод ручной: а) общее обозначение | |
б) приводимый в движение ключом | |
в) приводимый в движение несъемной рукояткой | |
г) приводимый в движение съемной рукояткой | |
д) приводимый в движение маховичком | |
е) приводимый в движение нажатием кнопки | |
ж) приводимый в движение нажатием кнопки с ограниченным доступом | |
з) приводимый в движение рычагом | |
21.![]() | |
22. Другие приводы: а) общее обозначение | |
б) электромагнитный | |
в) пневматический или гидравлический | |
г) электромашинный | |
д) тепловой (двигатель тепловой) | |
е) мембранный | |
ж) поплавковый | |
з) центробежный | |
и) с помощью биметалла | |
к) струйный | |
л) пиропатрон. | |
Примечание к пп. 1 — 20. Все геометрические элементы условных графических обозначений следует выполнять линиями той же толщины, что и линии связей. | |
Приложение 2 | |
Наименование | Обозначение |
Прибор, устройство | |
Баллон электровакуумного и ионного прибора, корпус полупроводникового прибора | |
Заземление, общее обозначение | |
Электрическое соединение с корпусом | |
Эквипотенциальность | |
Группа линий электрической связи, имеющих общее функциональное назначение, осуществляемая многожильным кабелем, например семижильным | |
Коаксиальный кабель | |
Твердое вещество | |
Магнит постоянный |
ГОСТ 2.

7. Размеры условных графических обозначений приведены в табл. 6. Все геометрические элементы условных графических обозначений следует выполнять линиями той же толщины, что и линии электрической связи.
Таблица 6
Наименование | Обозначение |
1. Резистор постоянный | |
2. Резистор постоянный с дополнительными отводами: а) одним | |
б) с двумя | |
3. Резистор переменный | |
4. Резистор переменный с двумя подвижными контактами | |
5. Резистор подстроечный | |
6. Потенциометр функциональный | |
7. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый: а) однообмоточный | |
б) многообмоточный, например, двухобмоточный | |
8. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый с изолированным участком | |
9. Конденсатор постоянной емкости | |
10. Конденсатор электролитический | |
11.![]() | |
12. Конденсатор переменной емкости | |
13. Конденсатор проходной |
ГОСТ 2.730-73 Приборы полупроводниковые (фрагмент)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений
Наименование | Обозначение |
1 Диод 2. Тиристор диодный | |
3. Тиристор триодный | |
4. Транзистор 5. Транзистор полевой | |
6. Транзистор полевой с изолированным затвором |
ГОСТ 2.732-68 ИСТОЧНИКИ СВЕТА (фрагмент)
4. Размеры условного графического обозначения лампы накаливания
ГОСТ 2.747-68 Размеры условных графических обозначений (фрагмент)
2. Размеры условных графических обозначений приведены в таблице.
Наименование | Обозначение |
1, 2. (Исключены, Изм. № 1) | |
3. По ГОСТ 2.755-87 | |
5. Элемент нагревательный | |
6?9.![]() | |
10. Прибор измерительный | |
11. Промежуток искровой | |
12. Предохранитель плавкий | |
13. По ГОСТ 2.756-87 | |
14. Контакт телефонного гнезда и телефонного ключа без фиксации | |
15. Контакт телефонного гнезда с фиксацией | |
16. По ГОСТ 2.756?87 | |
17. Гнездо телефонное | |
пп. 18?21 по ГОСТ 2.755-87 | |
пп. 22?23 по ГОСТ 2.756-76 | |
пп. 24?25 по ГОСТ 2.728-74 | |
26. (Исключен, Изм. № 1). | |
27. Обмотка трансформатора | |
28-32 (Исключены, Изм. № 1). | |
Пп 33, 34 по ГОСТ 2 730-73 | |
35-40 (Исключены. Изм. №1). | |
41. Устройство квантовое | |
42. (Исключен, Изм. №1). | |
43. Противовес | |
44. Аппарат телефонный. Общее обозначение | |
45. Коммутатор телефонный и факсимильный. Общее обозначение | |
46.![]() | |
47. Микрофон | |
48. Громкоговоритель (репродуктор) | |
49. Головка акустическая | |
50. Звонок электрический | |
51. (Исключен, Изм. № 1). | |
52. Электрозапал (пиропатрон) | |
53-55. (Исключены, Изм. № 1). |
ГОСТ 2.755-87 УСТРОЙСТВА КОММУТАЦИОННЫЕ И КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (фрагмент)
Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений приведены в табл.10. Таблица 10
Наименование | Обозначение |
1. Контакт коммутационного устройства 1) замыкающий | |
2) размыкающий | |
3) переключающий | |
2. Контакт импульсный замыкающий при срабатывании и возврате | |
3. Переключатель двухполюсный шестипозиционный, в котором третий контакт верхнего полюса срабатывает раньше, а пятый контакт ? позже, чем соответствующие контакты нижнего полюса | |
4. Искатель с двумя движениями с возвратом в исходное положение и многократным соединением контактных полей несколькими искателями, например двумя |
ГОСТ 2.

Таблица 2
Наименование | Обозначение |
1. Катушка электро-механического устройства | |
2. Катушка электро-механического устройства с одной обмоткой | |
3. Катушка электромеханического устройства с двумя встречными обмотками | |
4. Катушка электро-механического устройства с одним отводом | |
5. Катушка электро-механического устройства: с одним дополнительным графическим полем | |
с двумя дополнительными графическими полями | |
6. Воспринимающая часть электротеплового реле |
ГОСТ 2.767-89 РЕЛЕ ЗАЩИТЫ (фрагмент)
Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений Таблица 4
Наименование | Обозначение |
Реле защиты |
ГОСТ 2.768?90 ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ, ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОВЫЕ (фрагмент)
СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРОВ ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Наименование | Обозначение |
1.![]() | |
2. Термоэлемент (термопара) | |
3. Бесконтактный нагрев термоэлектрического преобразователя | |
4. Термоэлектрический генератор с источником тепла, использующим горение |
Дополнительно рекомендую прочитать статью: Размеры обозначений в электрических схемах.
Как составить схему электропроводки в квартире или доме
Во время капитального ремонта или первичной отделки помещения часто возникает вопрос прокладки новой проводки. К сожалению, нередки случаи, когда проводка прокладывается «на глазок» без продуманного плана. Это может привести к ряду негативных последствий:
— Розетки и выключатели закрыты после финальной расстановки мебели.
— Лишние затраты на материалы при монтаже электроточек, которые не будут использованы.
— Недостаток розеток и выключателей в необходимых местах.
— Опасность попадания в кабель при сверлении отверстия в стене.
— Отсутствие возможности ремонта электросети при скрытом монтаже.
Правильно составленная схема электропроводки в доме или квартире поможет избежать всех перечисленных выше проблем и сделает использование электроприборов более комфортным.
Какие должны быть обозначения на электрических схемах
Прежде чем изобразить электрическую схему, нужно ознакомиться со схематическими обозначениями всех её элементов. Зная их, вы сможете не только составить собственный план проводки, но и читать электрические схемы, составленные электриками. Все условные обозначения элементов проводки прописаны в ГОСТ 21.210:2014 (для стран СНГ), а также ДСТУ Б А.2.4-19:2008 (Украина). Часто используемые обозначения представлены в таблице:
Общее обозначение выключателя | Общее обозначение двухполюсной штепсельной розетки | ||
Однополюсный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23 | Двухполюсная штепсельная розетка для скрытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23 | ||
Двухполюсный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23 | Двухполюсная розетка открытой установки с защитным контактом со степенью защиты от IP20 до IP23 | ||
Однополюсный выключатель скрытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23 | Двухполюсная штепсельная розетка для скрытой проводки с защитным контактом со степенью защиты от IP20 до IP23 | ||
Однополюсный сдвоенный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23 | Сдвоенная двухполюсная штепсельная розетка для открытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23 | ||
Однополюсный сдвоенный выключатель скрытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23 | Штепсельная розетка с защитным контактом со степенью защиты от IP44 | ||
Однополюсный сдвоенный выключатель открытой установки со степенью защиты от IP20 до IP23 | Блок выключателя и штепсельной розетки для открытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23 | ||
Светильник с лампой накаливания | Блок из трех выключателей и штепсельной розетки для скрытой проводки со степенью защиты от IP20 до IP23 | ||
Светильник с несколькими лампами (люстра) | Распределительная коробка | ||
Общее обозначение линии проводки | Общее обозначение электрощита | ||
Обозначение количества проводников в линии проводки | Шкаф распределительный |
Изучив необходимые элементы электрических схем, можно приступать к созданию схемы проводки.
Этапы построения схемы проводки
Правильное построение схемы состоит из нескольких этапов, которые помогают наиболее точно произвести разметку проводки.
1. Общий план квартиры или дома.
Для того, чтобы изобразить схему проводки, нам потребуется план всех помещений, в которых предполагается сделать проводку электричества. Для этого можно сделать несколько копий с техпаспорта на квартиру. Также удобно использовать план помещений, перенесенный на лист в клеточку, где одну клеточку можно условно принять за полметра. Очень важно отметить на плане наличие дверей, с указанием в какую сторону они открываются.
Нам потребуется минимум две копии плана помещения – для плановой расстановки мебели и для составления электросхемы.
2. Плановая расстановка мебели.
На данном этапе определяется, где какие бытовые приборы и элементы мебели будут размещаться и определяются места будущей установки розеток и выключателей. На листе с планом помещения прорисовываем основные элементы мебели. Желательно это выполнять цветными ручками или карандашами, где цветом выделять приборы, которые потребляют электроэнергию.
3. Определение мест и количества розеток.
Когда проект расстановки мебели готов и определены точки потребления электричества, можно приступать к нанесению на электросхему розеток. Их нужно размещать в местах установки бытовой техники с учетом количества и мощности потребителей. Планируя размещение розеток, учтите, что они должны находиться в отдалении от нагревательных приборов.
4. Определение типа, размещения и количества осветительных приборов.
Тщательно продумайте систему освещения помещений и отметьте на электросхеме все точки освещения.
5. Определение места и типа выключателей.
Когда выбрана система освещения, нужно определить место под выключатели. Для того чтобы выключатели были в доступных местах важно обозначить в какую сторону будут открываться двери. Комфортной считается установка переключателей на расстоянии 10-20 см от дверного проёма.
6. Разбивка потребителей электроэнергии по группам.
После того как составлен проект расстановки техники и мебели, а также составлена схема размещения электроточек, нужно провести разделение потребителей электроэнергии на группы. Благодаря этому снижается нагрузка на проводку, что способствует стабильности работы электросети. Рекомендуется отдельно выделить линии розеток, освещения, а также для потребителей мощностью свыше 2 кВт: электропечь, духовка, стиральная или посудомоечная машина, теплый пол, электрокотел и пр.
7. Выбор способа монтажа проводки.
На данном этапе нужно внимательно осмотреть помещение и установить:
— Где находятся перекрытия и несущие стены?
— Есть ли специальные каналы для проводки в плитах, а также, в каком они состоянии?
— Будут ли устанавливаться подвесные или натяжные потолки?
— Есть ли возможность штробирования стен и потолка или готовые штробы?
— Какая будет отделка стен?
— Где будет находиться электрощиток?
Ответив на каждый из перечисленных пунктов можно определить оптимальный вариант прокладки проводки. Так, например, если планируется монтаж подвесных или натяжных конструкций на потолке, то можно значительно сократить расходы на кабель, а также его монтаж, если проложить его в коробе или гофротрубе по наименьшему расстоянию по потолку.
8. Прокладка магистралей и определение места для распределительных коробок.
Схему разводки электропроводки нужно начинать с самой удаленной от электрощитка точки. Если в помещении находится несколько электроточек, то целесообразно установить распределительную коробку на выходе. Прорисовываем все проводники, идущие от электроточек на схеме по каждой комнате.
9. Соединение распределительных коробок с электрощитом.
После того, как на чертеж нанесены все проводники по всем комнатам и обозначены распределительные коробки, нужно соединить их с электрощитом. На каждую выделенную группу потребителей нужно провести отдельную линию.
На каждом этапе построения электросхемы квартиры или дома можно указывать расстояние до тех или иных предметов, способ и глубину укладки провода, его сечение, тип и мощность осветительных приборов и пр. Детализация схемы поможет точно определить местонахождение скрытой проводки, а также облегчит расчеты материалов.
ГОСТ 21.210:2014
Оцените новость:
Поделиться:
Проектирование электрических схем | Аксоним
Услуги проектирования принципиальных электрических схемПроектирование электронных схем с использованием актуальных комплектующих, оптимизация решения по различным критериям согласно ограничениям и условиям, задаваемым в техническом задании, устройства с батарейным питанием, моделирование схемотехнических решений, полный пакет конструкторской документации.
Разработка схемотехнического решения включает в себя:- расчет, подбор элементов и проверка их производственного статуса;
- соединение элементов в соответствии с функциональной и структурной схемой технической системы в техническом задании;
- моделирование системы питания на соответствие требованиям технического задания;
- подготовку предварительного перечня элементов;
- проверку доступности элементов и оценки сроков по доставке, в случае необходимости подбор аналогов;
- согласование перечня с Заказчиком.
Axonim Devices — electronics hardware development — услуги проектирования принципиальных электрических схем по доступной цене! +7 495280-79-00
далее: разработка печатных плат, тестирование печатных плат.
Работа любого современного электрического прибора становится возможной именно благодаря грамотно собранной электросхеме. Электрическая схема обеспечивает энергоснабжение всех основных узлов техники, позволяет регулировать их работу, обеспечивает подачу тока от распределителей к потребителям в определенных количествах, определенной силы, частоты и напряжения.
Однако для того, чтобы прибор работал корректно, необходимы профессиональные услуги проектирования принципиальных электрических схем. Доверив разработку специалистам, вы гарантированно получите схемотехническое решение, которое обеспечит оптимальную работу вашего устройства. Компания AXONIM предлагает клиентам разработку электрических схем под ключ. Мы подготовим проект и проведем моделирование, выполним все необходимые тесты работоспособности и разработаем всю требующуюся документацию для серийного выпуска.
Виды и особенности электрических схем
Проектирование электрических схем зависит от вида электросхемы. У каждой из них есть характерные особенности. Рассмотрим эти виды более подробно.
- Структурная. Такая схема предполагает описание функциональных частей объектов, и на ней отображается последовательность подключения и работы этих частей, а также направление хода процессов. В данном случае, отображается работа всего устройства в целом.
- Функциональная. Данный тип электрической схемы предусматривает описания работы отдельных процессов в электротехнике и электронике. Электросхемы подобного рода используются для наглядного отображения последовательности работы оборудования в том или ином процессе.
- Принципиальная. На ней отображаются основные электрические устройства и компоненты, которые обеспечивают работу электрических процессов в технике. Также на принципиальной схеме отображаются взаимосвязи и элементы начала и конца электроцепи.
Кроме того, здесь могут быть изображены соединительные и монтажные элементы. Принципиальная схема разрабатывается для устройств, которые находятся в положении “Отключено”.
- Монтажная схема. Специализированная схема, где графически изображают входные и выходные элементы. На нее наносят все зажимы, платы, соединительные элементы. Проектирование и моделирование электронных схем подобного типа необходимо для наиболее эффективного расположения входных и выходных элементов.
- Схема подключения. На ней графически изображаются входные и выходные элементы, а также места и принципы соединения и подачи тока через кабели и проводники. На схеме указываются концы проводов и соединительных элементов, а также размещается информация о подключении.
- Общая схема подключения. На такую схему наносятся все элементы устройств, а также все соединительные элементы – кабели, жгуты, проводники и т.д.
- Схема расположения. На схемах расположения конкретный прибор или печатная плата размещается на общих чертежах изделия.
Таким образом, определяется расположение в финальной версии устройства.
Разработка схемотехнических решений может предусматривать создание как одной конкретной схемы, так и всего комплекса. Компания AXONIM осуществляет полный комплекс работ по разработке электронных схем любого назначения. Мы выполним работы в любом объеме.
Что включают в себя схемы?
Основой схемы является, конечно же, изображение непосредственно электрической схемы. Оно может изготавливаться в различном масштабе, в соответствии с техническим заданием. Кроме того, к электрической схеме прилагается и ряд дополнительных элементов, что упрощает чтение и понимание элементов системы. К числу таковых относятся:
- диаграммы;
- таблицы переключения контактов.
Эти документы прилагаются для сложных устройств, к примеру, для переключателей, в которых предусмотрено несколько позиций.
Также на схемах присутствует спецификация, содержащая информацию об использованных устройствах и деталях, изображенных на чертеже. Для пояснения особенностей схемы делают дополнительные поясняющие надписи.
Услуги компании Axonim
Компания Axonim предлагает услуги для клиентов, которым необходимо проектирование электронных схем, разработка схемотехнических проектов и т.д. Специалисты нашей компании обладают большим опытом в проектировании схем для различного оборудования. Axonim осуществляет разработку решений для проектов любой сложности. Мы готовим схемотехнические решения как для устройства в целом, так и для отдельных комплектующих в частности (например, для печатных плат).
Компания Axonim – это коллектив профессионалов с колоссальным опытом в проектировании электрических схем. Наша команда включает в себя 30 штатных специалистов и более 400 сотрудников, которые работают на удаленной основе. В нашей команде есть сотрудники, которые специализируются на разных видах оборудования. Мы гарантируем решение задач любой сложности.
Axonim осуществляет разработку схемотехнических решений под ключ. Мы выполняем полный комплекс работ, необходимых для создания электрической схемы.
Специалисты нашей компании разработают проект, выполнят его моделирование, проведут тестирование и адаптируют документацию для производства устройств с данной схемой. Специалисты Axonim производят разработку строго по техническому заданию, которое составляется с учетом всех требований и пожеланий клиентов.
Главный офис Axonim находится в Беларуси, но мы реализуем заказы для клиентов из разных стран. В том числе, мы работаем с клиентами из России, Украины, стран Европейского Союза, США и т.д. Axonim – это готовое схемотехническое решение для устройств любого типа.
Применение средств библиотеки QT5 для программирования моделей электрических цепей
Авторы: Коптенок Елизавета Викторовна, Родькин Станислав Игоревич, Крахмалев Никита Олегович
Рубрика: Информационные технологии
Опубликовано в
Молодой учёный
№19 (205) май 2018 г.
Дата публикации: 10.05.2018 2018-05-10
Статья просмотрена: 318 раз
Скачать электронную версию
Скачать Часть 2 (pdf)
Библиографическое описание:Коптенок, Е. В. Применение средств библиотеки QT5 для программирования моделей электрических цепей / Е. В. Коптенок, С. И. Родькин, Н. О. Крахмалев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 19 (205). — С. 115-117. — URL: https://moluch.ru/archive/205/50152/ (дата обращения: 26.09.2022).
Развитие электротехнических технологий ведёт к уменьшению размеров как элементов электросхем, так и самих электросхем. Сегодня некоторые компании (например, IBM) представляют ЭВМ, по размеру сравнимые с кристаллом соли. Для производства столь малых схем необходимо специальное оборудование, время и средства. Поэтому, разрабатывать и тестировать электросхемы с помощью средств компьютерного моделирования, зачастую, проще, дешевле и быстрее, отдавая в производство уже оттестированные планы схем.
Различные элементы, соединенные проводниками электрического тока между собой, образуют электрические цепи.
Электрическая схема представляет собой документ, в котором по правилам обозначаются связи между составными частями устройств, работающих за счет протекания электроэнергии. Электросхема дает понимание о том, как работает устройство и из каких элементов оно состоит. Основное назначение электросхемы — помощь в подключении частей схемы, а также поиске неисправности в цепи.
Для работы с электрическими цепями необходимо большое количество устройств, таких как: источник питания, потребитель, соединительные провода, выключатель и так далее. Для упрощения обучения, а так же сборки сложных электрических цепей была реализована программа „Модели электрических цепей“, которая позволяет собрать электрическую схему и проверить её работоспособность.
Программа Модели Электрических Цепей предназначена для обучения, проверки и получения новых навыков по сборке электрических схем. Она дополняет естественное обучение в средних и специальных учебных заведениях, а так же позволяет проверить знания студентов.
Существующие аналоги являются профессиональными платными программами, выпускающимися под не свободными лицензиями. Среди таких программ:
– Pspice. Представляет собой модификацию программы-моделятора интегральных схем SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis). В настоящее время считается эталонным решением в области моделирования электронных схем и устройств. Имеет множество библиотек компонентов.
– Micro-CAP. Является разработкой компании Spectrum Software. Основное преимущество данной программы — удобный графический интерфейс. Имеет широкую библиотеку элементов от производителей Европы, Японии и США. Предоставляет возможности замеров параметров схем и аналитики.
– Multisim. Разработана компанией National Instruments Corporation. Особенностью данной программы является наличие виртуальных измерительных устройств, имитирующих реальные аналоги. Первые версии являются продуктами компании Electronics Workbench и имели то же название.
Наш аналог написан на языке C++. В качестве фреймворка и средства построения графического интерфейса выбран Qt5, написанный на C++.
Qt5 — это мощный кроссплатформенный фреймворк для разработки приложений для персональных компьютеров, мобильных и встроенных систем. Имеет множество поддерживаемых платформ, среди которых Linux, OS X (macOS), Windows, Android, iOS, Sailfish OS и другие. Несмотря на то, что в Qt используются конструкции не являющиеся частью C++ (такие, как сигналы и слоты), Qt не является отдельным языком, а все эти конструкции перед обработкой компилятором C++ перерабатываются в код на этом языке средствами специального препроцессора, входящего в состав утилит Qt — так называемого мета-обьектного компилятора (Meta-Object Compiler — MOC). Программа представляет собой конструктор, в котором из примитивных элементов схемы можно собрать схему с проверкой на работоспособность схемы. Общая блок-схема программы представлена на рис.1.
Рис. 1. Общая блок-схема программы
Для взаимодействия пользователя с программой разработан графический интерфейс пользователя, состоящий из:
- Основного редактора (рабочей области, содержащей в себе элементы схемы).
- Левой боковой панели, содержащей в себе примитивные элементы, из которых составляются схемы.
- Правая выпадающая боковая панель, содержащая значения некоторых показателей (сила тока, напряжения, сопротивление и прочее) для конкретного выбранного элемента.
- Верхняя панель инструментов, облегчающая редактирование схемы (рис. 2).
Рис. 2. Главное окно программы
Для реализации примитивного элемента схемы предполагается создание абстрактного класса «Примитивный элемент» и более специфичные классы, наследующие данный класс («Источник питания», «Лампочка», «Соединительный элемент (провод)», «Разветвлённый соединительный элемент» и другие), список которых и будет составлять схему. Свойствами абстрактного класса будут являться такие переменные, как
- Сила тока, проходящего через данный элемент.
- Поданное на него напряжение
Дочерние классы будут иметь так же специфичные свойства (ЭДС для «Источника тока», Сопротивление для «Лампочки» и другое).
Заключение о работоспособности схемы выводится в строку состояния.
В целом, предоставляемые фреймворком Qt5 средства создания и организации графического интерфейса пользователя, достаточно удобны, хотя и имеют относительно высокий порог вхождения, по сравнению с такими фреймворками и библиотеками, как Windows Forms, GTK+, wxWidgets и другими, в основном, основанными на функциях обратного вызова (callback functions). Механизм слотов-сигналов Qt5 достаточно удобен, но может быть сложен в понимании своего устройства и функционирования.
Qt5 предоставляет базовый набор абстрактных классов для работы с графической сценой и берёт на себя многие аспекты обработки и отрисовки графики, предоставляет базовые классы для реализации Drag-and-drop механизма. Работа самой сцены основана на технологии «интервью» (так же известной как «модель-представление»), что упрощает отображение больших объёмов данных, позволяя, например, отображать содержимое одной и той же модели в различных, не зависимых друг от друга представлениях.
Таким образом, Qt5 существенно облегчает программирование front-end составляющей приложения, оставляя программисту больше времени и сил для продумывания и реализации внутренних механизмов.
Литература:
- Официальный сайт проекта Qt: [Электронный ресурс] URL: https://www.qt.io
- Документация проекта Qt: [Электронный ресурс] URL: https://doc.qt.io
- Официальный сайт проекта PSPICE: [Электронный ресурс] URL: http://www.pspice.com
- Официальный сайт проекта Micro-CAP: [Электронный ресурс] URL: http://spectrum-soft.com/index.shtm
- Официальный сайт проекта Multisim: [Электронный ресурс] URL: http://www.ni.com/multisim/
Основные термины (генерируются автоматически): GTK, IBM, MOC, SPICE, абстрактный класс, графический интерфейс пользователя, класс, общая блок-схема программы, примитивный элемент схемы, программа, работоспособность схемы, сила тока, схема, устройство, Цепь, электрическая схема.
Похожие статьи
Построение логических
схем с использованием Matlab/Simulink…Область построения логической схемы разобьем на 4 блока: блок входных переменных, блок инверсий (может отсутствовать), блок
Function Block Diagram — диаграмма функциональных блоков) — представляет собой графический язык для программирования схем.
Разработка
блока управления для стиральной машиныБлок—схема алгоритма программы. Блок—схема изображена на рисунке 4. Программа начинается с инициализации портов ввода/вывода и таймера/счетчика микроконтроллера.
Применение систем компьютерной математики и компьютерных.

Общими признаками систем этого класса считаются
Принципиальная структурная схема СКМ приведена на рис. 1.
Системы компьютерной математики решают также задачи графической визуализации результатов вычислений, в том числе построение
Актуальность использования виртуальных лабораторных работ…
Рис. 1. Структурная схема модели: И – источник, К – канал, Н – накопитель. При этом источник И1 имитирует процесс поступления заявок в систему.
Теоретические сведения, условия задач, контрольные вопросыи прочее имеют графический интерфейс с удобной навигацией.
Использование SCADA-технологий в современных…
…стандартных протоколов, а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов
Спектр его воплощений широк от примитивных датчиков
Рис. 3. Отображение сигналов в программе TRACE MODE.
Использование виртуальных лабораторий – фактор повышения…
Рис. 3 Схема однополупериодного диодного выпрямителя в программе Proteus. Обе программы позволяют выполнять сквозное проектирование электронных устройств: от разработки электрической принципиальной схемы до проектирования печатных плат.
Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей…
Лабораторный стенд для отладки периферийных схем… Для детального изучения устройства микроконтроллера и основ его программирования в учебном процессе учащимися выполняются 5.
Формирование логического мышления учащихся через…
Первой частью интерактивной схемы станет «Графический метод решения систем уравнений».
Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа / [сост. Е. С. Савинов].
Применение
графической библиотеки SDL2.0 для…Рис. 1. Схема игрового цикла. Рис. 2. Схема игрового цикла. Библиотека SDL позволяет работать с графическими примитивами, такими как точки, прямые и прямоугольники.
Гущин А. Н. Разработка программ с графическим пользовательским интерфейсом на языке СИ с…
Похожие статьи
Построение логических
схем с использованием Matlab/Simulink…Область построения логической схемы разобьем на 4 блока: блок входных переменных, блок инверсий (может отсутствовать), блок
Function Block Diagram — диаграмма функциональных блоков) — представляет собой графический язык для программирования схем.
Разработка
блока управления для стиральной машиныБлок—схема алгоритма программы. Блок—схема изображена на рисунке 4. Программа начинается с инициализации портов ввода/вывода и таймера/счетчика микроконтроллера.
Применение систем компьютерной математики и компьютерных…
Общими признаками систем этого класса считаются
Принципиальная структурная схема СКМ приведена на рис. 1.
Системы компьютерной математики решают также задачи графической визуализации результатов вычислений, в том числе построение
Актуальность использования виртуальных лабораторных работ…
Рис. 1. Структурная схема модели: И – источник, К – канал, Н – накопитель. При этом источник И1 имитирует процесс поступления заявок в систему.
Теоретические сведения, условия задач, контрольные вопросыи прочее имеют графический интерфейс с удобной навигацией.
Использование SCADA-технологий в современных…
…стандартных протоколов, а также обеспечивала поддержку наиболее популярных сетевых стандартов из класса промышленных интерфейсов
Спектр его воплощений широк от примитивных датчиков
Рис. 3. Отображение сигналов в программе TRACE MODE.
Использование виртуальных лабораторий – фактор повышения…
Рис. 3 Схема однополупериодного диодного выпрямителя в программе Proteus. Обе программы позволяют выполнять сквозное проектирование электронных устройств: от разработки электрической принципиальной схемы до проектирования печатных плат.
Критерии выбора микроконтроллеров для разработки модулей…
Лабораторный стенд для отладки периферийных схем… Для детального изучения устройства микроконтроллера и основ его программирования в учебном процессе учащимися выполняются 5.
Формирование логического мышления учащихся через…
Первой частью интерактивной схемы станет «Графический метод решения систем уравнений».
Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа / [сост. Е. С. Савинов].
Применение
графической библиотеки SDL2.0 для…Рис. 1. Схема игрового цикла. Рис. 2. Схема игрового цикла. Библиотека SDL позволяет работать с графическими примитивами, такими как точки, прямые и прямоугольники.
Гущин А. Н. Разработка программ с графическим пользовательским интерфейсом на языке СИ с…
|
3.2: Идеальные элементы схемы — технические библиотеки LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 1607
- Дон Х. Джонсон
- Университет Райса через Connections
Цели обучения
- В этом модуле приведены примеры элементов элементарной схемы; резистор, конденсатор и катушка индуктивности, которые обеспечивают линейную зависимость между напряжением и током.
Элементарные элементы схемы — резистор, конденсатор и катушка индуктивности — налагают линейные зависимости между напряжением и током.
Резистор
. В резисторе напряжение пропорционально току с константой пропорциональности R , известной как сопротивление .\[v(t) = R\, i(t) \nonumber \]
Сопротивление измеряется в омах, обозначаемых как Ω , названных в честь немецкого ученого-электрика Георга Ома. Иногда 9{2}(t) \nonumber \]
Когда сопротивление приближается к бесконечности, мы имеем то, что известно как разомкнутая цепь : ток не течет, но в разомкнутой цепи может появиться ненулевое напряжение. Когда сопротивление становится равным нулю, напряжение падает до нуля при ненулевом токе. Эта ситуация соответствует короткому замыканию . Сверхпроводник физически реализует короткое замыкание.
Конденсатор
Рисунок 3.2.2 Конденсатор\[i = C\frac{\mathrm{d} v(t)}{\mathrm{d} t} \nonumber \]
Конденсатор накапливает заряд, и соотношение между накопленным зарядом и результирующим напряжением равно q = Cv . {t}i(\alpha )d\alpha \nonumber \]
Если напряжение на конденсаторе постоянно, то ток, протекающий через него, равен нулю. В этой ситуации конденсатор эквивалентен разомкнутой цепи. Мощность, потребляемая/вырабатываемая напряжением, приложенным к конденсатору, зависит от произведения напряжения и его производной.
\[p(t) = Cv(t)\frac{\mathrm{d} v(t)}{\mathrm{d} t} \nonumber \]
Этот результат означает, что общий расход энергии конденсатора ко времени t кратко задается
9{2}(t) \nonumber \]Это выражение предполагает фундаментальное предположение теории цепей: все напряжения и токи в любой цепи были равны нулю в далеком прошлом (t = — ∞).
Индуктор
Рисунок 3.2.3 Индуктор\[v = L\frac{\mathrm{d} i(t)}{\mathrm{d} t} \nonumber \]
Индуктор накапливает магнитный поток, с катушками индуктивности большего номинала, способными накапливать больший поток. Индуктивность измеряется в генри (Гн) и названа в честь американского физика Джозефа Генри. Дифференциальная и интегральная формы индуктора 9{2}(t) \nonumber \]
Источники
Рисунок 3.2.4 Источник напряжения слева и источник тока справа подобны всем элементам схемы в том смысле, что они имеют определенное соотношение между напряжением и током, определенным для них . Для источника напряжения, V = V S для любого тока I , для текущего источника, I = -i S для любого Voltage 9. Voltage 9. . 33333 . и ток также являются элементами цепи, но они не являются линейными в строгом смысле линейных систем. Например, источник напряжения v-i отношение равно v=v s независимо от тока. Что касается источника тока, то i=-i с независимо от напряжения.
Эта страница под названием 3.2: Ideal Circuit Elements распространяется под лицензией CC BY 1.0 и была создана, изменена и/или курирована Доном Х. Джонсоном посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или страница
- Автор
- Дон Джонсон
- Лицензия
- СС BY
- Версия лицензии
- 1,0
- Программа OER или Publisher
- OpenStax CNX
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- источник@https://cnx.
org/contents/[email protected]:g9deOnx5@19
- источник@https://cnx.
Компоненты, типы и связанные понятия
Роберт Хазен, доктор философии, Университет Джорджа Мейсона
Схема простой разомкнутой и замкнутой электрической цепи. (Изображение: BijanStock/Shutterstock)Электрические цепи — это важные концепции, которые имеют практическое применение в нашей повседневной жизни. Это очень простая концепция, которая включает в себя три различных компонента: источник электроэнергии, устройство и замкнутый контур из проводящего материала.
Источник электрической энергии Первым компонентом электрической цепи является источник электрической энергии, который позволяет электронам двигаться. Этим источником может быть батарея, солнечный элемент или гидроэлектростанция — место, где есть положительный и отрицательный полюса и откуда заряд может перетекать от одного к другому. Этот толчок электрического заряда называется напряжением, потенциал которого измеряется в вольтах.
Второй компонент — это устройство. Он реагирует на проходящий через него ток. Сегодня устройство — это то, что можно подключить к настенной розетке и использовать с электричеством. Петля обычно закрывается куском проводящего материала. Обычно это проволока, но есть и другие виды материалов, которые также могут замыкать петлю. Например, внутри телевизора есть различные металлические полоски, нанесенные на пластиковую поверхность, которая может быть проводящим материалом или даже, в некоторых случаях, корпусом устройства, которое становится частью замкнутой цепи.
Сопротивление электрической цепи Третий компонент — сопротивление; каждая цепь имеет некоторое сопротивление потоку электронов. Электроны сталкиваются с другими электронами и атомами, из которых состоит провод, и они, таким образом, преобразуют часть своей энергии в тепло. Просто невозможно передать энергию из одной формы в другую без потери части этой энергии в виде тепла.
Узнайте больше об электромагнетизме.
Фонарик как электрическая цепьФонарик представляет собой простое устройство, включающее в себя все три компонента. Две батарейки в фонарике являются источником.
Лампочка на конце фонарика — это устройство, через которое проходит ток. Ток течет по очень тонкой нити накала, которая нагревается до очень высокой температуры из-за электрического сопротивления. В результате нить накала ярко светится.
Цепь, наконец, завершается металлической полосой, которая проходит по боковому корпусу фонарика. На одном конце фонарика также есть катушка провода, а на другом конце есть точки контакта для батареи, а также другая полоса провода, которые вместе замыкают цепь.
Простая электрическая цепь имеет источник, устройство, сопротивление и переключатель. (Изображение: BlueRingMedia/Shutterstock) Выключатели, предохранители и автоматические выключатели Фонари и большинство других электроприборов также имеют выключатель. Переключатель — это просто устройство, которое помогает разорвать непрерывную петлю проводящего материала.
Когда переключатель разомкнут, ток отсутствует, но когда переключатель замкнут, ток есть. В принципе, все схемы работают так. Даже в цепи, подключенной к стене вашей комнаты, есть непрерывная петля провода, которая простирается от вашего дома до электростанции.
Предохранитель или автоматический выключатель используется для предотвращения крупных пожаров из-за перегрузок. Предохранитель предназначен для сгорания, если ток становится слишком большим.
Узнайте больше о первом законе термодинамики.
Типы электрических цепей
В домах и других распространенных устройствах есть два типа цепей; а именно последовательные цепи и параллельные цепи.
Серийные цепи — Серийные цепи состоят из нескольких устройств, каждое из которых соединено одно за другим в один большой контур. Хотя разные устройства имеют разное напряжение на них, один и тот же ток протекает через каждое устройство в последовательной цепи.
Если какое-либо из устройств в последовательной цепи обрывается, вся цепь выходит из строя. Например, если есть три лампочки, соединенные последовательно, всего в одной петле провода, подключенного к батарее. Если одна лампочка выкручена, вся цепь выходит из строя.
Параллельные цепи — В параллельных цепях различные устройства расположены таким образом, что один источник подает напряжение на отдельные петли проводов. Напряжение в каждом устройстве по всей цепи одинаково, но, как правило, разные устройства будут видеть разные токи. В этом случае каждое устройство будет работать, даже если другие выйдут из строя.
Например, если две лампочки соединить параллельно и одну выкрутить, то будет работать другая. Современные гирлянды для елок делаются в параллельных цепях, так что даже если перегорит одна лампочка, не придется выбрасывать всю гирлянду.
Систематизация отношений между электрическими цепями – законы КирхгофаЭто стенограмма из серии видео Радость науки . Смотрите прямо сейчас на Wondrium.
Систематизированное поведение цепей имеет огромное значение в электротехнике и объясняется законами Кирхгофа. Первый закон гласит: «Энергия, производимая источником, равна энергии, потребляемой в цепи, включая тепло, которое теряется в результате сопротивления».
Второй закон гласит: « Ток, протекающий в любом соединении, равен сумме токов, вытекающих из этого соединения». Это означает, что ток представляет собой электроны, протекающие по проводам, и количество электронов, втекающих в соединение, равно количеству электронов, вытекающих из этого соединения.
Узнайте больше об энтропии.
Являются ли различные формы электрической энергии принципиально одинаковыми? Майкл Фарадей был английским ученым, внесшим вклад в изучение электромагнетизма и электрохимии. (Изображение: Томас Филлипс/общественное достояние) Майкл Фарадей провел тщательные систематические исследования всех этих различных видов электричества. Он смог продемонстрировать, что все эти различные формы электричества вызывают одно и то же явление и возникают в результате движения электронов.
Фарадей пришел к выводу, что все формы энергии производят искры, могут течь по проводам и могут совершать работу. Его исследование также впервые показало, что животное электричество электрического угря, электричество, исходящее от батареи, и электричество молнии — все это одно и то же явление.
Электрический ток и мощностьПоток или движение электронов по электрической цепи называется электрическим током. Ток измеряется в амперах. Один ампер соответствует примерно 6 миллиардам электронов, проходящих через точку этой цепи каждую секунду.
Другим важным термином, связанным с электричеством, является мощность. Мощность определяется как работа, деленная на время. В электрической цепи мощность равна текущему напряжению, измеряемому в ваттах. Чем выше мощность, тем быстрее энергия потребляется этим объектом, будь то лампочка, усилитель или любое электрическое устройство.
Узнайте больше о магнетизме и статическом электричестве.
Общие вопросы о
вкладе Алессандро Вольта и изобретении батареиВ: Как светится лампочка в фонарике?
Когда ток течет по очень тонкой нити накала, она нагревается до очень высокой температуры из-за электрического сопротивления. Это заставляет нить накала ярко гореть и, таким образом, лампочка в фонарике светится.
В: Чем полезны предохранители и автоматические выключатели?
Предохранители и автоматические выключатели предназначены для предотвращения повреждения электрооборудования из-за перегрузки. В то время как предохранители необходимо заменить после перегрузки, автоматические выключатели необходимо просто сбросить.
В: Что такое электрический ток?
Поток электронов через электрическую цепь называется электрическим током и измеряется в амперах.
В: Почему старая елочная гирлянда пришла в негодность, даже если перегорела одна лампочка?
Старинные гирлянды на рождественской елке представляли собой последовательную цепь, в которой, если одна лампочка не работала, выходила из строя вся цепь. Однако современные елочные фонари работают по принципу параллельных цепей
Продолжайте читать
Как работает электричество?
Ранняя жизнь и успех Бенджамина Франклина
Фотоны и длина волны: свет — это частица или волна?
Электричество и магнетизм. Усовершенствованные элементы схемы
В реальных схемах для управления зарядом используются не только резисторы. Инженеры-электрики имеют в своем распоряжении целый арсенал схемных элементов, и, подобно Q, информирующему Джеймса Бонда, мы собираемся передать вам три наиболее полезных из них. На этот раз никаких лазерных часов, но ждите продолжения.
Настоящие батареи
Сначала настоящие батареи. В то время как идеализированная батарея, производящая напряжение 90 395 В 90 398, в теории хороша, все реальные батареи имеют некоторое внутреннее сопротивление, 90 395 r 90 398, которое влияет на цепь, в которую они помещены. Напряжение В , создаваемое реальной батареей, равно:
Здесь – ЭДС, создаваемая батареей, если бы она не имела внутреннего сопротивления, а I – ток, подаваемый батареей в цепь. По сути, наша реальная батарея представляет собой последовательную комбинацию идеальной батареи и небольшого резистора:
АА в вашем фонарике, Gameboy или, да, даже в Energizer Bunny в конечном итоге умирают, потому что r растет по мере старения батареи, пока, наконец, напряжение, обеспечиваемое батареей, не становится достаточным для питания большей части чего-либо.
Емкость
Итак, настоящие батарейки — это своего рода разочарование — как Q дает вам ручку, которая на самом деле просто ручка. И чернила закончились. Но есть некоторые элементы схемы, соответствующие стандартам Бонда.
Возьми конденсатор . Конденсатор — это объект, который быстро накапливает заряд, когда на него подается напряжение, и может быстро разряжаться, когда это напряжение снимается. Вспышки камер, электрошокеры, сенсорные экраны — все это гаджеты, работа которых зависит от емкости .
Емкость ( C ) является мерой того, сколько заряда может храниться между частями конденсатора, когда к нему приложено напряжение. Простейшим конденсатором является плоскопараллельный конденсатор , который состоит из двух квадратных металлических пластин площадью A разделены расстоянием d . Материал, называемый диэлектриком , можно вставить между пластинами, чтобы при желании изменить емкость конфигурации.
Нам кажется, что это сэндвич с голубым загадочным мясом.
(Источник)
При подключении к батарее ток течет по цепи, но не может преодолеть расстояние между пластинами. Вместо этого положительный заряд накапливается на одной пластине, отрицательный заряд накапливается на другой, и ток замедляется.
Емкость конденсатора с плоскими пластинами без диэлектрика определяется по формуле:
C зависит от размера пластин и их расстояния, но дает нам отношение заряда, накопленного на пластинах, к заряду, накопленному на пластинах. напряжение, прикладываемое к конденсатору батареей:
Емкость измеряется в кулонах на вольт, что мы определяем как фарад (F).
При извлечении аккумулятора заряд благополучно ложится на конденсатор. Но если мы соединим два конца конденсатора, скажем, через резистор:
Внезапно разность потенциалов в конденсаторе приводит к разрядке. Он будет действовать как батарея с напряжением, определяемым C и q . В отличие от батареи, он способен очень быстро перемещать большой заряд, позволяя схемам включать вспышки фотокамеры. Или бросьте злых приспешников с 50 000 В встряхнуть, а не встряхнуть.
Поскольку конденсаторы служат для хранения и высвобождения заряда в цепи, они также служат для хранения и высвобождения энергии. Накопление заряда на конденсаторе будет преобразовывать энергию батареи в накопленную в конденсаторе энергию, определяемую выражением:
Точно так же, как резисторы, мы можем добавить в цепь несколько конденсаторов; однако сочетаются они совершенно по-разному. Если мы подключим два конденсатора параллельно к батарее, падение напряжения на них должно быть одинаковым, как это дается законом Кирхгофа о напряжении. Если эти два конденсатора имеют одинаковую емкость, уравнение означает, что они оба должны иметь одинаковое количество накопленного заряда. Тогда эквивалентный конденсатор для замены параллельных конденсаторов будет иметь вдвое больший заряд при том же падении напряжения, другими словами, удвоенную емкость. Это совсем не то, что происходит с резисторами.
Для конденсаторов, подключенных параллельно и последовательно, мы имеем:
Это в точности противоположно параллельному и последовательному соединению резисторов.
Индуктивность
В то время как конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле между двумя пластинами, катушки индуктивности накапливают энергию в магнитном поле катушки с проводом. Катушки индуктивности используются в силовых трансформаторах и электродвигателях, и поэтому они имеют решающее значение для многих миссий агента 007 — катапультное сиденье его Aston Martin ничего не выбрасывало без какого-либо электродвигателя, расцепляющего пружины. 9 I основано на его индуктивности будет пытаться сопротивляться изменению тока, являющемуся следствием законов Фарадея и Ленца.
Количество энергии, которое может хранить индуктор, представляет собой комбинацию его индуктивности и неизменного тока через катушку:
Индуктивность, как и емкость, зависит от геометрии устройства. Измеряется в генри (H).
Катушки индуктивности объединяются в цепи точно так же, как и резисторы: индуктивности складываются нормально последовательно и обратно пропорционально параллельно.
И с этим у вас есть все инструменты для вашей текущей миссии. Хотя арсенал Q далеко не пуст — в нем все еще есть транзисторы, диоды, преобразователи, генераторы, резонаторы, логические вентили, микрофоны, громкоговорители, моторы, термисторы, лазеры (очевидно) и многое другое — они вступят в игру в будущих частях. Вы же не ожидаете, что Бонд будет использовать одни и те же старые трюки каждый раз, не так ли?
Распространенные ошибки
Резисторы и катушки индуктивности соединяются одинаково, но не забывайте, что конденсаторы работают наоборот — они соединяются последовательно, как резисторы соединяются параллельно, и наоборот.
Закуска для мозгов
Все сенсорные экраны основаны на том факте, что люди — это просто еще один элемент схемы. Экран вашего смартфона сделан из стекла с сеткой из прозрачного металла, которая проводит электричество. (Вы правильно прочитали — прозрачный металл . Разум = взорван, верно?) Когда вы кладете палец на экран, он меняет емкость этого участка сетки, и телефон может точно определить, как далеко эта катапульта должна запустить птицу.
Электрические схемы 1 — Урок первый
20.06.2015
0 комментариев
ЗАРЯД — q(t)
Электрический заряд является основной величиной в электрической цепи.
918 электронов.
закон сохранения заряда утверждает, что заряд не может быть ни создан, ни уничтожен, а только передан. Таким образом, алгебраическая сумма электрических зарядов в системе не меняется, если ее можно преобразовать в другую форму энергии.
ТОК — i(t)
Электрический ток – это движение заряженных частиц в определенном направлении. Заряженная частица может быть электроном, положительным ионом или отрицательным ионом, и они называются текущих перевозчиков.
Электрический ток является скоростью изменения заряда во времени, для обозначения тока используется символ I, , а единицей измерения является кулонов в секунду (Кл/с). Он был назван ампер (А) в честь французского физика Андре Мари Ампера (1775-1836), который обнаружил, что два параллельных провода притягиваются друг к другу, когда по ним течет ток в одном направлении, и отталкиваются друг от друга, когда ток начинает течь в противоположных направлениях.
Уравнение 1.1: где ток измеряется в Amperes (a) и 1 ампер = 1 кулон/второй
Математически, взаимосвязь между
Current I, Заряда Q и Time T 888888888 гг.
Заряд, переданный между временем и t, получается путем интегрирования обеих частей уравнения 1.
Если ток не меняется со временем, но остается постоянным, мы называем его постоянного тока (постоянного тока). По соглашению символ I используется для обозначения такого постоянного тока.
Ток, изменяющийся во времени, представлен цифрой i. Распространенной формой изменяющегося во времени тока является синусоидальный ток или переменный ток (переменный ток)
, где w – энергия в джоулях (Дж), а q – заряд в кулонах (Кл)
НАПРЯЖЕНИЕ — v(t )
Для перемещения электрона в проводнике в определенном направлении требуется некоторая работа или передача энергии. Эта работа выполняется внешней электродвижущей силой (ЭДС), обычно представляемой батареей. Эта ЭДС также известна как напряжение или потенциал разница.
Напряжение vab между двумя точками a и b в электрической цепи — это энергия (или работа), необходимая для перемещения единичного заряда из точки a в точку b; математически
Напряжение – это энергия, необходимая для перемещения единичного заряда через элемент.
где p — мощность в ваттах (Вт), w — энергия в джоулях (Дж) и t — время в секундах.
МОЩНОСТЬ — p(t) и ЭНЕРГИЯ
Мощность определяется как скорость выполнения работы во времени.
Измеряется в ваттах (Вт)
Мощность может потребляться или отдаваться элементами цепи.
формула, обычно используемая при вычислении мощности.
p здесь величина, изменяющаяся во времени и называемая мгновенной мощностью.
Энергия может потребляться или подаваться элементами схемы.
положительная мощность: элемент, который поглощает энергию
, отрицательная мощность: элемент, который поставляет энергию
Идеальная схема: ∑Pподводится + ∑Pabsorbed =0
(выведено из закона сохранения энергии.)
Энергия – это способность выполнять работу, измеряемая в джоулях (Дж)
ЭЛЕМЕНТЫ ЦЕПИ И ИСТОЧНИК
Элемент является основным строительным блоком цепи. Электрическая цепь — это просто взаимосвязь элементов.
В электрической цепи встречаются элементы двух типов:
1. пассивные элементы — элементы, поглощающие энергию
0732 2. активные элементы — элементы, способные генерировать энергию.
Наиболее важными активными элементами являются источники напряжения и источники тока , которые обычно подают питание в подключенную к ним цепь.

Существует два вида источников :
1. независимый источник — это активный элемент, обеспечивающий заданное напряжение или ток, полностью независимый от других элементов цепи.
2. зависимый источник или управляемый источник — это активный элемент, в котором величина источника управляется другим напряжением или током.
РИСУНОК 1
Символы для независимого напряжения: (a) используются для постоянного или изменяющегося во времени напряжения, (b) используются для постоянного напряжения (постоянного тока).
На рисунке 1 (а) и (б) можно использовать для обозначения источника постоянного напряжения, но только символ на рисунке 1 (а) может использоваться для источника переменного во времени напряжения. Идеальный независимый источник тока — это активный элемент, обеспечивающий заданный ток, совершенно не зависящий от напряжения на источнике. То есть источник тока подает в цепь любое напряжение, необходимое для поддержания заданного тока.
РИСУНОК 2
Символ для независимого источника тока.
Символ автономного источника показан на рисунке 2, где стрелка указывает направление тока i .
РИСУНОК 3
Символы для: (a) зависимого источника напряжения, (b) зависимого источника тока
Зависимые источники обычно обозначаются ромбовидными символами, как показано на рисунке 3. Поскольку управление зависимым источником достигается напряжением или током какого-либо другого элемента в цепи, а источником может быть напряжение или ток.
Четыре возможных типа зависимых источников:
1. источник напряжения, управляемый напряжением (VCVS)
2. источник напряжения, управляемый током (CCVS)
3. источник тока, управляемый напряжением (VCCS)
4. источник тока с регулируемым током (CCCS)
0 комментариев
Простые схемы | Brilliant Math & Science Wiki
Содержание
- Аналогия реки и плотины
- Феноменологическое отношение — закон Ома
- Единицы сопротивления
- Резисторы последовательно
- Резисторы параллельно
- Текущий закон сохранения Кирхгофа
- Петлевой закон Кирхгофа
Потоки и контуры можно проиллюстрировать аналогией воды, рек, озер и плотин. Если есть два озера, для соединения которых вырыта траншея, и вода в обоих озерах находится на одинаковой высоте h2=h3h_1=h_2h2=h3, то вода в траншее не будет течь ни в одном направлении. Ничто не управляет системой. Данный участок воды имеет одинаковую потенциальную энергию и испытывает одинаковое атмосферное давление, будь то в том или ином озере, поэтому чистого переноса воды быть не может.
Если это изменится, и уровень воды в одном озере будет больше, чем в другом, т.е. h3>h2h_2 > h_1h3>h2, то потечет вода. Теперь давление на желоб со стороны воды в верхнем озере больше, чем соответствующее давление в нижнем озере, и, следовательно, вода должна вытекать из верхнего озера через желоб в нижнее озеро. Если бы можно было поддерживать постоянный уровень воды в двух озерах, например, заменяя воду, покидающую высокое озеро, и удаляя воду, поступающую в низкое озеро, тогда через траншею шел бы постоянный поток воды.
Кроме того, скорость потока можно изменить, изменив озера и траншею. Если, например, траншея расширена или построена из гладких материалов, поток должен ускориться, а если траншея сужена или заполнена грубым материалом и мусором, поток должен замедлиться.
Простейшее феноменологическое отношение , согласующееся с этой логикой, это
поток=толчок.
Толчок может принимать различные формы, включая, помимо прочего, физические силы, давление газа и жидкости или разницу в потенциальной энергии.
В случае двух озер поток JJJ представляет собой перенос воды из одного места в другое в ответ на толчок, разность давлений Δp\Delta pΔp. Поток может быть изменен характеристиками пути потока, которые могут быть свернуты в описательное число, называемое гидравлическим сопротивлением, RH\mathcal{R}_HRH. Для воды, протекающей через траншею,
J=ΔPRH.J = \frac{\Delta P }{ \mathcal{R}_H}.J=RHΔP.
Такого рода линейная зависимость между толчком и потоком снова и снова обнаруживается в самых разных ситуациях. Часто такого рода отношения могут сдвинуть с мертвой точки работающую модель в системах, где очень мало известно о подробностях работы и где в противном случае человек может быть парализован деталями, которые он еще не понимает. Однако с минимальной моделью, которая может успешно связать измеримые объемные свойства (такие как поток, толчок и сопротивление), у каждого будет больше шансов подвергнуть сомнению происхождение этих величин и двигаться к более систематическому пониманию. В таком духе началось изучение электрических цепей.
Давным-давно люди заметили, что молния, т.е. заряженная материя, может перемещаться из одного места в другое в массовом порядке . Причина этого в том, что облака создают большую асимметрию заряда (т. е. электроны накапливаются внизу, а вверху остаются относительно положительными), в результате чего части облака сильно заряжены по сравнению с другими частями облака, близлежащими облаками, землю или даже самолеты. Эта асимметрия создает большую разницу в электрическом потенциале между заряженной областью облака и другими объектами. В случае молнии на землю отрицательно заряженная нижняя область облака имеет большой электрический потенциал по отношению к Земле (которая имеет суммарный заряд, приблизительно равный нулю), порядка 10810^8108 вольт. Это ситуация, которую природа ненавидит, и она работает, чтобы ослабить эти пробелы в электрическом потенциале за счет протекания заряда, чтобы сбалансировать асимметрию. 9\text{th}18 века люди начали осваивать производство аккумуляторов, представляющих собой устройства, способные поддерживать значительные промежутки электрического потенциала между двумя точками пространства.
Когда две точки соприкасаются, напр. при соединении их проводом цепь «замыкается», и батарея работает, пропуская ток, то есть перемещая заряженные частицы с одного конца провода к другому. При этом внутренний потенциал батареи ослабевает, как в случае с облаком и землей при ударе молнии. Разрядка батареи через петлю провода не так уж полезна, но батарею можно использовать для подачи тока через электрическую цепь, такую как лампочка, печатная плата, потолочный вентилятор или звуковая система.
Когда на клеммах устройства поддерживается электрический потенциал, т. е. напряжение заданной величины, через устройство будет протекать ток. Сила этого тока имеет линейную зависимость V∼IV \sim IV∼I от приложенного напряжения. Клемма устройства, подключенная к положительному концу вольтовой батареи VVV, поддерживается под высоким потенциалом (VVV вольт относительно отрицательного конца), а клемма, подключенная к отрицательному концу, поддерживается при низком потенциале (-V(-V(-V вольт относительно положительного конца)).). Чем больше разрыв в электрическом потенциале, тем больший ток будет протекать через устройство.
Для каждого устройства соотношение V/IV/IV/I задается параметром, называемым «сопротивлением», обычно обозначаемым как Ω\OmegaΩ. Если к двум устройствам приложено одно и то же напряжение, и одно из них пропускает вдвое меньший ток, чем другое, говорят, что устройство с вдвое меньшим током имеет в два раза большее сопротивление, чем другое. Это сопротивление полностью аналогично гидравлическому сопротивлению из мысленного эксперимента по изменению расхода воды в траншее путем сглаживания его поверхности (((увеличение расхода, уменьшение RH)\mathcal{R}_H)RH) или заполнения его тяжелым обломки (((уменьшение расхода, увеличение относительной влажности). 2Js/C2, обычно называемые Ом Ω\OmegaΩ.
Оставаться на свету
Предположим, торшер с номинальным сопротивлением 5Ω5\Omega5Ω требует для правильного функционирования силы тока 70 ампер. Какой должна быть разница в напряжении между штырями вилки, обеспечиваемой стеной?
Поскольку ток, отбираемый от стены, подчиняется соотношению Ома, мы можем сказать, что Vplug=IRlampV_\text{plug} = IR_\text{lamp}Vplug=IRlamp, и, таким образом, Vplug=350 вольт.V_\text {plug} = 350 \text{ вольт}.Vplug=350 вольт. □_\квадрат□
Для любой простой системы найти V, I или R несложно, если известны два других фактора, но это усложняется, когда источник питания управляет несколькими устройствами последовательно. Серия означает несколько устройств, соединенных встык, при этом положительный вывод одного устройства подключен к отрицательному устройству следующего, как набор рождественских гирлянд. Поскольку устройства перетекают друг в друга и заряд сохраняется, любой ток, втекающий в первое устройство, должен вытекать из последнего устройства, т. е. ток через каждое устройство одинаков. Устройства, соединенные последовательно, подобны воде, плывущей по реке: река может закручиваться, поворачиваться, сжиматься и расширяться, но количество воды, протекающей по любому заданному сечению в единицу времени, должно быть одинаковым во всех точках реки, т. е. v1A1 =v2A2v_1A_1=v_2A_2v1A1=v2A2. Если бы это было не так, вода скапливалась бы в местах вдоль реки и выходила бы из берегов.
Таким образом, в приведенной выше схеме i1=i2=i3i_1=i_2=i_3i1=i2=i3 или поскольку каждый резистор подчиняется закону Ома
I=V1R1=V2R2=V3R3.I=\frac{V_1}{ R_1}=\frac{V_2}{R_2}=\frac{V_3}{R_3}.I=R1V1=R2V2= R3V3.
Теперь левая сторона оранжевой лампочки подключена к положительной клемме батареи, а правая сторона зеленой лампочки подключена к отрицательной клемме батареи, что означает, что сумма напряжений падает на три резистора по величине равно падению напряжения на аккумуляторе, т. е.
Vbattery=V1+V2+V3.V_\text{battery} = V_1+V_2+V_3.Vbattery=V1+V2+V3.
Это физический принцип.
Следовательно,
Vbattery=V1+V2+V3=IR1+IR2+IR3=I(R1+R2+R3)=IReff.\begin{align} V_\text{батарея} &= V_1+V_2+V_3 \\ &= ИР_1 + ИР_2 + ИР_3 \\ &= I\влево(R_1+R_2+R_3\вправо)\\ &= ИК_\текст{эфф}. \end{aligned}Vbattery=V1+V2+V3=IR1+IR2+IR3=I(R1+R2+R3)=IReff.
Следовательно, схема, состоящая из из трех лампочек, соединенных последовательно, эквивалентна одной лампе с сопротивлением, равным сумме отдельных сопротивлений. Это доказывает общий результат для последовательно соединенных резисторов.
Резисторы последовательно
Эффективное сопротивление последовательно соединенных резисторов R1,…,RNR_1,\ldots,R_NR1,…,RN равно
Reff=∑iRi.R_\text{eff} = \sum_i R_i.Reff=i∑Ri.
Хотя последовательное расположение элементов схемы имеет некоторые привлекательные особенности, такие как равномерный ток, простота установки новых батарей и т. д., последовательное расположение элементов схемы имеет серьезные недостатки. Во-первых, введение любых новых устройств уменьшает ток, протекающий по цепи, и, таким образом, снижает выходную мощность каждого отдельного устройства. Если несколько устройств соединены последовательно, например, ваша духовка, ваш компьютер и ваша лампа для чтения, уменьшение яркости вашей лампы для чтения (за счет увеличения ее сопротивления) означает меньший ток для вашей духовки и компьютера. Другая заключается в том, что если один элемент в цепи, например, ваш телевизор, сломается, вся цепь также сломается, потому что разрыв электрического потенциала больше не поддерживается ни на одном устройстве. Это неудобно для создания долговечных схем, где хотелось бы, чтобы сбои устройств не зависели друг от друга.
Некоторых из этих недостатков можно избежать в архитектуре с параллельной схемой.
В параллельных схемах каждый элемент цепи подключается к клеммам батареи независимо от других элементов цепи. Поскольку каждый из их выводов находится под потенциалом выводов аккумулятора, напряжение на каждом устройстве равно напряжению на самом аккумуляторе. Если одно из устройств выходит из строя (т.е. путь для обрыва тока в данном устройстве), другие устройства продолжают функционировать в прежнем режиме. Опять же, мы хотим знать, что происходит, когда батарея питает несколько устройств параллельно, то есть каково эффективное сопротивление устройств, соединенных параллельно? Рассмотрим приведенную ниже схему, изображающую набор параллельно соединенных резисторов, подключенных к батарее напряжением ВВВ.
Суммарный ток, выходящий из батареи itotali_\text{total}total делится на три тока i1,i2,i_1,i_2,i1,i2 и i3i_3i3, т.е.
itotal=i1+i2+i3 .i_\text{всего} = i_1+i_2+i_3.total=i1+i2+i3.
Это физический принцип.
Поскольку каждый элемент подчиняется закону Ома и каждый элемент имеет одинаковое падение напряжения V=I1R1=I2R2=I3R3V = I_1R_1 = I_2R_2 = I_3R_3V=I1R1=I2R2=I3R3, отсюда следует, что Ii =VRiI_i = \frac{V}{R_i}Ii=RiV. Кроме того, поскольку общий ток сохраняется:
Itotal=∑iIi=∑iVbatteryRi=Vbattery(1R1+1R2+1R3)=VbatteryReff.\begin{align} I_\text{всего} &= \sum_i I_i \\ &= \sum_i \frac{V_\text{батарея}}{R_i} \\ &= V_\text{battery} \left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}\right) \\ &= \frac{V_\text{батарея}}{R_\text{eff}}. \end{align}Itotal=i∑Ii=i∑RiVbattery=Vbattery(R11+R21+R31)=ReffVbattery.
Таким образом, эффективное сопротивление параллельно включенных резисторов равно обратной сумме обратных сопротивлений. 9{-1}.Reff=(i∑Ri−1)−1.
Бесконечная лестница резисторов
Рассчитайте сопротивление между точками V+V_+V+ и V−V_-V− на приведенной выше диаграмме.
Изучая принципиальную схему, мы видим, что, начиная с точки V+V_+V+, ток встречается с одним последовательно включенным резистором R1R_1R1 с ответвлением, которое имеет параллельно еще один резистор R1R_1R1 с бесконечной лестницей.
В принципе, мы можем записывать новые уравнения каждый раз, когда схема образует новую ветвь, но это приведет к решению довольно большой системы соотношений. Было бы полезно думать об остальной части схемы как об устройстве «черный ящик» с некоторым эффективным сопротивлением. Если мы посмотрим на схему внутри черного (серого на диаграмме ниже) прямоугольника, то заметим, что это точная копия общей схемы. Конечно, отсутствует первая часть цепи, выходящая за пределы серого прямоугольника, но это не имеет значения, поскольку лестница бесконечна. Разница аналогична вычитанию 1 из ∞\infty∞, и нет никакой разницы между ∞\infty∞ и ∞−1\infty-1∞−1. 92 = 0,Rladder2−R1Rladder−R12=0,
, что дает решение Rladder=R112(1+5)=R1ϕR_\text{ladder} = R_1\frac12\left(1+\sqrt{5}\right) = R_1\phiRladder=R121(1+ 5)=R1ϕ, где ϕ\phiϕ — золотое сечение.
На изображении черные линии — это соединительные провода, а цветные — резисторы номиналом 1 Ом1\, \Омега1Ом каждый. В первом круге 8 резисторов, во втором 16, в третьем 32 и так далее. Кругов резисторов бесконечно много.
Ячейка соединена между центром и крайним кругом. Эквивалентное сопротивление (((в Ом)\Омега)Ом) между клеммами ячейки равно к.к.к. Что такое 100к? 100к? 100к?
Предположим, что провода (черные линии) имеют незначительное сопротивление.
В рассмотренном выше параллельном резисторе в точке, где основной провод разделяется на три, общий ток сохраняется. Этот принцип в целом сохраняется всякий раз, когда набор проводов встречается в узле. Заряд сохраняется, и все токи должны где-то заканчиваться, поэтому сумма входящих токов за вычетом суммы исходящих токов должна равняться нулю. Это один из основных инструментов анализа цепей, широко известный как закон тока Кирхгофа.
Действующий закон Кирхгофа
Все токи, входящие в место соединения проводов, должны выходить из соединения:
∑inI=∑outI,\sum_\text{in}I = \sum_\text{out}I,in∑I=out∑I,
или, если мы используем соглашение о том, что входящие и исходящие токи имеют противоположные знаки,
∑iIi=0.
\sum_i I_i = 0.i∑Ii=0.
При обсуждении последовательных резисторов напряжение на батарее было равно сумме напряжений на других элементах схемы. Далее, если электрон движется вниз с падением напряжения VVV, электрон наберет кинетическую энергию qeVq_eVqeV. Точно так же, чтобы поднять электрон вверх по градиенту напряжения VVV, электрон потеряет энергию qeVq_eVqeV. Если предположить, что электроны стартуют из покоящейся батареи, то энергия, полученная при понижении напряжения батареи, должна точно равняться энергии, потерянной при прохождении резисторов.
Если бы это было не так, начиная с некоторой точки rir_iri в петле (желтая точка на рисунке выше), затем путешествуя по петле, тем самым изменяя потенциал на величину ΔV=Vbattery-V1-V2-V3\ Delta V = V_\text{battery}-V_1-V_2-V_3 ΔV=Vbattery−V1−V2−V3 приведет к возвращению в rir_iri с более высоким потенциалом, чем в начале путешествия, т.е. rir_iri будет иметь электрический потенциал ΔV\Delta VΔV относительно самого себя. Таким образом, напряжение батареи и напряжения на резисторах должны иметь противоположную ориентацию, а напряжение вокруг любого замкнутого контура должно быть равно нулю. Это известно как петлевой закон Кирхгофа.
Петлевой закон Кирхгофа
В любом замкнутом контуре сумма падений напряжения на батареях и устройствах равна нулю:
∑i∈ loopVi=0.\sum\limits_{i\in \text{цикл}} V_i = 0.i∈ loop∑Vi=0.
Определите сопротивление в Ом между точками A и B (эквивалентное сопротивление) цепи, показанной ниже. Все значения сопротивлений даны в омах.
Найдите эквивалентное сопротивление между точками A и B.
Большое количество батареек АА с ЭДС E=1,5 В\mathcal{E}=1,5\, \mbox{V} E=1,5В и резисторов с сопротивлением RRR образуют бесконечную цепь, как показано на рисунке. Внутреннее сопротивление аккумуляторов ррр. Теорема Тевенина говорит нам, что эту бесконечную цепь можно заменить одним источником с ЭДС Eeq\mathcal{E}_\text{eq}Eeq, соединенным последовательно с эквивалентным резистором ReqR_\text{eq}Req. Определить эквивалентную ЭДС Eeq\mathcal{E}_\text{eq}Eeq в вольтах , если rR=12.\frac{r}{R}=\frac{1}{2}.Rr=21.
90 150 360 540
В показанной цепи ток через R1R_1R1 составляет 444 ампера.
Каково значение VVV в вольтах?
(0,6,0)(0,6,0)(0,6,0) (1,6,6,0)(1,6,6,0)(1,6,6,0) (0,8,5,2)(0,8,5,2)(0,8,5,2) (6,0,5,2)(6,0,5,2)(6,0,5,2)
Аккумулятор имеет ЭДС (электродвижущая сила) 6 В\displaystyle 6\text{ В}6 В и внутреннее сопротивление 0,4 Ом\displaystyle 0,4 \ Ω0,4 Ом.