Как правильно читать схемы: Как читать схемы вязания спицами — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Как читать схемы вязания спицами

Как читать схемы вязания спицами, условные обозначения для начинающих. Начинающие мастерицы, взяв в первый раз схему, увидят много непонятных для себя условных обозначений и символов. А описание узоров для вязания спицами порой составляют большой объем текста, что не всегда удобно. В этой статье мы попробуем разобраться во всех этих таблицах и схемах. Условные обозначения петель помогают сократить время на чтение описания узора.

Обычно расшифровка сокращений указывается в инструкции по вязанию узора, но если вы не нашли ее, то вы всегда можете воспользоваться нашей шпаргалкой, рекомендуем сохранить ее и при возникновении вопросов обращаться к ней.

Условные обозначения для вязания спицами:

лп – петля лицевая;
ип – петля изнаночная;
п – петелька;
нк – накид;
кр – кромочная;
р – ряд;
спл – скрещенная ЛП;
сип – скрещенная ИП.

Например, лицевые петли в схемах могут обозначаться так:

А изнаночные так:

Эти значения легко и быстро запоминаются так, что уже после первого провязанного рапорта вы можете даже не заглядывать в схему.

Читают сему справа на лево и с низу в верх, точнее с правого нижнего угла. То есть, точно так, как мы держим полотно, когда вяжем.

Все лицевые ряды – не четные вяжут, как указано в схеме. Изнаночные – четные ряды вяжут по рисунку, который мы видим. Когда в лицевом ряду обозначены лицевые петли, то в изнаночном эти петли нужно провязать изнаночными. И, наоборот изнаночные – лицевыми.

Иногда в сложных узорах в схемах прописывают и изнаночные ряды. В этом случае нужно вязать точно по схеме.

В схеме всегда дается число петель рапорта. Рапорт – это часть узора, состоящая из группы петель, которые повторяется в узоре определенное количество раз. Рапорт на схеме может обозначаться стрелочками или выделяться рамкой.

Число петель, которые вы наберете для вязания любого изделия, всегда должно быть кратно рапорту. Иногда, чтобы рисунок получился симметричный, в конце ряда рекомендуют добрать несколько петель, не учтенных в рапорте.

Для каждой схемы составляются свои обозначения, которые всегда прилагаются к ней.

Как читать схемы вязания спицами условные обозначения для начинающих

Видео урок: Как читать схемы вязания спицами условные, обозначения для начинающих

Как научится читать электронные схемы

Рубрика: Статьи обо всем Опубликовано 28.01.2020 · Комментарии: 0 ·
На чтение: 10 мин ·
Просмотры:

Принципиальные схемы — это основа радиолюбительства и электроники. Схемы помогают собирать устройства и разбираться в работе радиодеталей. Без них была бы полная неразбериха, если бы детали рисовали на схемах так, как они выглядят на самом деле.

Особенности чтения схем

В принципиальных схемах проводники (или дорожки) обозначаются линиями.

А вот так они выглядят, если между ними есть соединение. Черная точка — это узел в схеме. Узел — это соединение нескольких проводников или деталей вместе. Они электрически друг с другом связаны.

Общая точка

Часто у начинающих радиолюбителей возникает вопрос — что это за символ на схеме?

Это общая точка (GND, земля). Раньше ее называли общим проводом. Так обозначается единый провод питания. Обычно это минус питания. Раньше на схемах могли сделать общим проводом и плюс питания. В данном случае схема без общей точки выглядела бы вот так:
Общая точка с однополярным питанием визуально лучше и компактнее выглядит, чем если просто сделать единую линию между ними.

Почему она может называться землей (GND)? Раньше в качестве общего провода могло использоваться шасси корпуса прибора. Из-за этого возникла путаница между заземлением и землей. Оно интерпретируется в контексте схемы. Та схема, что была разобрана выше — общая точка (земля) это просто минус питания. Другое дело это двуполярные источники тока и заземление.

Двуполярное питание и общая точка

Заземление

Иногда в блоках питания вместо корпуса помехи с конденсатора идут на общую точку. Это все зависит от конструкции и схемотехники. В этом случае помех будет больше, чем с заземлением.

Номиналы радиодеталей

Вообще, в этом плане есть разногласия. Согласно ГОСТУ на текущий момент, номиналы деталей на принципиальных схемах не указывается. Это сделано ради того, чтобы не нагромождать схему информацией.

К принципиальной схеме прилагается список деталей, монтажная и структурные схемы, а также печатная плата.

Рассмотрим на схеме два конденсатора.

В данном случае C5 это неполярный конденсатор с емкостью 0,01 мкФ. Микрофарады могут обозначаться как мкФ, так и uF. А конденсатор С6 полярный и электролитический. На это указывает знак плюс возле УГО. Емкость С6 равна 470 мкФ. Номинальное рабочее напряжение указывается в вольтах. Здесь для С6 это 16 В.

Нанофарады обозначаются как nF.

Если на схеме нет приставки микрофарад (мкФ, uF), или нанофарад (нФ, nF) то емкость этого конденсатора измеряется в пикофарадах (пФ, pF). Такое условие не общепринятое, поэтому тщательно изучите схему, которую вы собираетесь читать или собирать. В фарадах (F) емкостей мало, поэтому используются мкФ, нФ и пФ.

Что такое даташит и для чего он нужен

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

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

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

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

Как научиться читать принципиальные схемы

На самом деле есть только несколько способов. Это теория и практика. Если вы выучите обозначение радиодеталей, это еще не значит, что вы выучили схемотехнику. Это все равно, что выучить азбуку, но без грамматики и практики вы не выучите язык.

Теория — это схемотехника, книги, описание принципа работы схемы. Практика — это сборка устройств, ремонт и пайка.

Например простая схема усилителя на одном транзисторе.

Вход X1 плюс (левый или правый канал), X2 минус. Звуковой сигнал поступает на электролитический конденсатор C1. Он защищает транзистор VT1 от замыкания, поскольку транзистор VT1 постоянно открыт при помощи делителя напряжения на R1 и R2.

Делитель напряжения устанавливает рабочую точку на базе транзистора VT1, и транзистор не искажает входной сигнал. Резистор R3 и конденсатор C2, которые подключены к эмиттеру транзистора VT1, выполняют функцию термостабилизации рабочей точки при повышении температуры транзистора.

Электролитический конденсатор C3 накапливает и фильтрует питающее напряжение. Динамическая головка BF1 служит выходом звукового сигнала.

Можно ли это понять, только выучив обозначения радиодеталей без схемотехники и теории? Навряд-ли.

Еще сложнее дело обстоит с цифровой техникой.

Что это за микроконтроллер, какие он функции выполняет, какая прошивка и какие фьюзы в нем установлены? А вторая микросхема, какой это усилитель? Без даташитов и описания к схеме не получится понять ее работу.
Изучайте схемотехнику, теорию и практику. Просто выучив название деталей не получится разобраться в схемотехнике.

Обозначение радиодеталей выучиться само по себе по мере практики и накопления знаний. Еще все зависит от выбранной отрасли. У связистов одна схемотехника, у ремонтников мобильной техники другая. А те, кто занимается звуком, не очень поймут электриков. Как и наоборот.

Чтобы понять другую отрасль, ее схемотехнику и принципы работы нужно в нее погрузиться.

Принципиальные схемы это своего рода язык, у которого есть разные диалекты.

Поэтому, не следует строить иллюзии. Изучайте схемотехнику и собирайте схемы.

Принципиальные схемы помогают собирать устройства, и при изучении теории, понимать работу устройства. Без знаний и опыта, схема это просто схема.

Обозначения радиодеталей на принципиальных схемах

УГО — это условно графическое изображения радиодетали на схеме. Некоторые УГО различаются друг от друга.

Например, в США обозначение резисторов отличается от СНГ и Европы.
Из-за этого меняется восприятие схемы.

Однако внешне и по обозначениям они похожи. Или например, транзисторы. Где-то они чертятся с кругами, а где-то без. Могут различаться размеры и угол стрелок.

В таблице представлены УГО отечественных радиодеталей. Это далеко не все детали. И зубрить их особого смысла нет. Такие таблицы пригодятся в виде справочника.

Можно опознать что за деталь представлена на схеме во время ее изучения или сборки устройства.

Какими буквами обозначаются радиодетали на схемах

Буквенное обозначение на схеме	Радиодеталь
R	Резисторы (переменный, подстроечный и постоянный)
VD	Диоды (стабилитрон, мост, варикап и т.д.)
C	Конденсаторы (неполярный, электролитический, переменный и т.д.)
L	Катушки и дроссели
SA	Переключатели
FU	Предохранители
FV	Разрядники
X	Разъемы
K	Реле
VS	Тиристоры (тетродные, динисторы, фототиристоры и т.п.)
VT	Транзисторы (биполярные, полевые)
HL	Светодиоды
U	Оптопары

Читаем электрические схемы с транзистором

В прошлой статье мы рассматривали схему без биполярного транзистора. Для того, чтобы понять, как работает транзистор, мы с вами соберем простой регулятор мощности свечения лампочки накаливания с помощью двух резисторов и транзистора.

Управление мощностью с помощью транзистора

Итак, я буду делать схему регулятора мощности свечения лампочки накаливания с помощью советского транзистора КТ815Б. Она будет выглядеть следующим образом:

На схеме мы видим лампу накаливания, транзистор и два резистора. Один из них переменный. Итак, главное правило транзистора: меняя силу тока в цепи базы, мы тем самым меняем силу тока в цепи коллектора, а следовательно, мощность свечения самой лампы.

Как в нашей схеме будет все это выглядеть? Здесь я показал две ветви. Одну синим цветом, другую красным.

Как вы видите, в синей ветке цепи последовательно друг за другом идут +12В—-R1—-R2—-база—-эмиттер—-минус питания.

А как вы помните, если резисторы либо различные потребители (нагрузки) цепи идут друг за другом последовательно, то через все эти нагрузки, потребители и резисторы протекает одна и та же сила тока. Правило делителя напряжения.

То есть в данный момент для удобства объяснения, я назвал эту силу тока, как ток базы Iб . Все то же самое можно сказать и о красной ветви. Ток пойдет по такому пути: +12В—-лампочка—-коллектор—-эмиттер—-минус питания. В ней будет протекать ток коллектора Iк.

Итак, для чего мы сейчас разобрали эти ветви цепи? Дело в том, что через базу и эмиттер протекает базовый ток Iб , который протекает также и через переменный резистор R1 и резистор R2. Через коллектор-эмиттер протекает ток коллектора Iк , который также течет и через лампочку накаливания.

Ну и теперь самое интересное: коллекторный ток зависит от того, какая сила тока в данный момент течет через базу-эмиттер. То есть прибавив базовый ток, мы тем самым прибавляем и коллекторный ток.

А раз коллекторный ток у нас стал больше, значит и через лампочку сила тока стала больше, и лампочка загорелась еще ярче. Управляя слабым током базы, мы можем управлять большим током коллектора.

Это и есть принцип работы биполярного транзистора.

Как нам теперь регулировать силу тока через базу-эмиттер? Вспоминаем закон Ома: I=U/R. Следовательно, прибавляя или убавляя значение сопротивления в цепи базы, мы тем самым можем менять силу тока базы! Ну а она уже будет регулировать силу тока в цепи коллектора. Получается, меняя значение переменного резистора, мы тем самым меняем свечение лампочки 😉

И еще один небольшой нюанс.

Как вы заметили в схеме есть резистор R2. Для чего он нужен? Дело все в том, что может случится пробой перехода база-эмиттер. Или, простым языком, он выгорит.

Если бы его не было, то при изменении сопротивления на переменном резисторе R1 до нуля Ом, мы бы махом выжгли P-N переход базы-эмиттера.

Поэтому, чтобы такого не было, мы должны подобрать резистор, который бы при сопротивлении на R1 в ноль Ом, ограничивал бы силу тока на базу, чтобы ее не выжечь.

Получается, мы должны подобрать такую силу тока на базу, чтобы лампочка светилась на полную яркость, но при этом переход база-эмиттер был бы целым. Если сказать языком электроники – мы должны подобрать такой резистор, который бы вогнал транзистор в границу насыщения, но не более того.

Такой резистор я подбирал с помощью магазина сопротивления. Его также можно подобрать с помощью переменного резистора. Резистор в базе часто называют токоограничительным.

Регулятор свечения лампочки на транзисторе

Ну а теперь дело за практикой. Собираем схему в реале:
Кручу переменный резистор и добиваюсь того, чтобы лампочка горела на весь накал:
Кручу еще чуток и лампочка светит в пол накала:
Выкручиваю переменный резистор до упора и лампочка тухнет:

Вместо лампочки можно взять любую другую нагрузку, например, вентилятор от компьютера. В этом случае, меняя значение переменного резистора, я могу управлять частотой вращения вентилятора, тем самым убавляя или прибавляя силу потока воздуха.

Здесь вентилятор не крутится, так как я на переменном резисторе выставил большое сопротивление:
Ну а здесь, покрутив переменный резистор, я уже могу регулировать обороты вентилятора:
Можно сказать, что получилась готовая схема, чтобы обдувать себя жарким летним деньком ;-). Стало холодно – убавил обороты, стало слишком жарко – прибавил 😉

Прошаренные чайники-электронщики могут сказать: “А зачем так сильно все было усложнять? Не проще ли было просто взять переменный резистор и соединить последовательно с нагрузкой?

Да, можно.

Но должны соблюдаться некоторые условия. Предположим у нас лампа накаливания большой мощности, а значит и сила тока в цепи тоже будет приличная.

В этом случае переменный резистор должен быть большой мощности, так как при выкручивании до упора в сторону маленького сопротивления через него побежит большой ток.

Вспоминаем формулу выделяемой мощности на нагрузке: P=I2R. Переменный резистор сгорит (проверено не раз на собственном опыте).

В схеме с транзистором весь груз ответственности, то бишь всю мощность рассеивания, транзистор берет на себя. В схеме с транзистором переменный резистор спалить уже будет невозможно, так как сила тока в цепи базы в десятки, а то и в сотни раз меньше (в зависимости от беты транзистора), чем сила тока через нагрузку, в нашем случае через лампочку.

Греться по-максимуму транзистор будет только тогда, когда мы регулируем мощность нагрузки наполовину. В этом случае половина отсекаемой мощности в нагрузке будет рассеиваться на транзисторе. Поэтому, если вы регулируете мощную нагрузку, то для начала поинтересуйтесь таким параметром, как мощность рассеивания транзистора и при необходимости не забывайте ставить транзисторы на радиаторы.

Резюме

Главное предназначение транзистора – управление большой силой тока с помощью малой силы тока, то есть с помощью маленького базового тока мы можем регулировать приличный коллекторный ток.

Есть критического значение базового тока, которые нельзя превышать, иначе сгорит переход база-эмиттер. Такая сила тока через базу возникает, если потенциал на базе будет более 5 Вольт в прямом смещении. Но лучше даже близко не приближаться к такому значению. Также не забывайте, чтобы открыть транзистор, на базе должен быть потенциал больше, чем 0,6-0,7 Вольт для кремниевого транзистора.

Резистор в базе служит для ограничения протекающего тока через базу-эмиттер. Его значение выбирают в зависимости от режима работы схемы. В основном это граница насыщения транзистора, при котором коллекторный ток начинает принимать свои максимальные значения.

При проектировании схемы не забываем, что лишняя мощность рассеивается на транзисторе. Самый щадящий режим – это режим отсечки и насыщения, то есть лампа либо вообще не горит, либо горит на всю мощность. Самая большая мощность будет выделяться на транзисторе в том случае, если лампа горит в пол накала.

Как читать электрические схемы. Виды электрических схем

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Любое радиотехническое или электротехническое устройство состоит из определенного количества различных электро- и радиоэлементов (радиодеталей). Возьмем, к примеру, самый обычный утюг: в нем есть регулятор температуры, лампочка, нагревательный элемент, предохранитель, провода и штепсельная вилка.

Утюг представляет собой электротехническое устройство, собранное из специального набора радиоэлементов, обладающих определенными электрическими свойствами, где работа утюга основана на взаимодействии этих элементов между собой.

Для осуществления взаимодействия радиоэлементы (радиодетали) соединяются друг с другом электрически, а в некоторых случаях их размещают на небольшом расстоянии друг от друга и взаимодействие происходит путем образованной между ними индуктивной или емкостной связи.

Самый простой способ разобраться в устройстве утюга — это сделать его точную фотографию или рисунок. А чтобы представление было исчерпывающим можно сделать несколько фотографий внешнего вида крупным планом с разных ракурсов, и несколько фотографий внутреннего устройства.

Однако, как Вы заметили, этот способ представления об устройстве утюга нам вообще ничего не дает, так как на фотографиях видна только общая картинка о деталях утюга. А из каких радиоэлементов он состоит, какое их назначение, что они представляют, какую функцию в работе утюга выполняют и как связаны между собой электрически нам не понятно.

Вот поэтому, чтобы иметь представление, из каких радиоэлементов состоят подобные электрические устройства, разработали условные графические обозначения радиодеталей. А чтобы понимать, из каких деталей составлено устройство, как эти детали взаимодействуют друг с другом и какие при этом протекают процессы, были разработаны специальные электрические схемы.

Электрическая схема представляет собой чертеж, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части (радиоэлементы) электрического устройства и соединения (связи) между ними. То есть электрическая схема показывает, как осуществляется соединение радиоэлементов между собой.

Радиоэлементами электрических устройств могут являться резисторы, лампы, конденсаторы, микросхемы, транзисторы, диоды, выключатели, кнопки, пускатели и т.д., а соединения и связи между ними могут быть выполнены монтажным проводом, кабелем, разъемным соединением, дорожками печатных плат и т.д.

Читать электросхему будет просто

Когда Вам предстоит заглянуть внутрь Вашего ‘заболевшего’ автомобиля, не включающегося телевизора, плеера или найти место возможной неисправности домашней электропроводки, Ваши мысли направляют Ваши действия на поиск схемы, изображающей принцип работы или действия устройства или агрегата.

Хорошо, когда есть принципиальная электрическая схема и хоть малейший опыт в её чтении. А как быть тому, кто не имеет даже представления об этом? Приходиться ломать голову над решением проблемы или обращаться к знатокам и к специалистам.

Электричество на схеме

Наука говорит, что электрический ток — это упорядоченное движение электрических зарядов. Электрический заряд одного электрона ничтожно мал, но если бо́льшее количество электронов заставить двигаться внутри тела в одну сторону, получится то, что мы называем электрическим током.

Что бы доставить заряд энергии в определённую точку, применяются проводники — такие материалы, которые способны передать электричество к потребляющему объекту без потерь и внутренних помех.

Пешеход пользуется дорогой, для перемещения по воде пользуются лодкой, птица летает по воздуху, вода в кран подаётся по трубам, а наши электроприборы получают электричество по электрическим проводникам. Эти примеры показывают, что для перемещения определённого элемента существует и определённый путь.

В сборках электроустройств используются металлические проводники: монтажные шины, провода, проводники на печатном монтаже сборных конструкций. Между проводниками находятся соединения.

Это сварные(сюда входит спаивание или сварка проводников) и контактные, которые могут коммутироваться механизмом, смыкающим или размыкающим между собой проводники, электронным коммутатором или быть связанными между собой болтовым соединением.

Совокупность всех элементов устройства с соединяющими их проводниками можно изобразить графически в виде условных значков, символов, обозначений и линий.

Графические электрические схемы делятся на принципиальные, структурные и функциональные.

Структурная электросхема — отображает основные функциональные части изделия (группы, элементы и устройства). Рядом на карте схемы в таблице указываются расшифровки состава электросхемы с указанием их обозначений. Могут размещаться диаграммы, формы величины импульсов, формулы математической зависимости.

Соединения указываются стрелками, указывающие направление действующих величин тока или обработки сигнала. Элементы схемы обозначаются кубиками или цифрами.

Функциональная электросхема — отображает только функциональные части изделия и электрической связи между ними или самого изделия в целом. Элементы обозначаются условными обозначениями либо прямоугольниками, обозначенными внутри своей позицией в группе, узле или изделия.

Принципиальная электрическая схема — отображает полностью все электрические соединения блоков, модулей, дополнительных устройств и принцип их взаимодействия в общей схеме главного, основного устройства (телевизор, автомобиль, квартира, станки, компьютер) или механизма. Такая схема является основной и главной для изделия.

И совсем не факт, что здесь выложена точная формулировка видов электросхем, главное, получить начальный опыт в чтении электросхем.

Что бы иметь возможность читать все типы, нам необходимо ознакомиться с обозначениями, используемые в схемах.

Учимся читать электросхемы

Любая причина неработающего электроустройства — это лишний контакт или его отсутствие.

Проводники в электросхемах имеют вид линии, соединяющей определённый элемент. Соединение элементов между собой проводниками называется электрической цепью или участком цепи, входящим в единую общую схему. В замкнутой электрической цепи всегда течёт электрический ток. В разомкнутой — электрический ток не течёт, то есть устройство не работает.

Изображение проводников на принципиальных схемах всегда одинаково. Разница может быть в обозначении цепей, участвующих в обработке сигнала, размещением указателей на них или цветовой маркировкой. Отличие лишь составляет линейная схема, на которой одной линией может указываться целая группы проводников, задействованных в одной функции и изображается жирной или цветной линией.

Когда схема в себе содержит большое количество элементов, проводники не изображаются полностью, а отрезками и разрывами, с указанием места подключения или соединения, имеющими символьные обозначения точки подключаемого участка, модуля , блока или элемента.
Соединения проводников в принципиальных электрических схемах изображаются точкой или разомкнутой(сомкнутой) линией на коммутирующем устройстве.
Обозначения на электрической схеме будут для Вас легкочитаемы, когда встречаемые знаки и символы в ней будут представлять Вам всю функциональность электрического прибора, аппарата или узла.

Ваша оценка!

[Всего: 1 В среднем: 5]

Как научиться читать электрические схемы?

Электрическая схема представляет собой детальный рисунок с указанием всех электронных компонентов и комплектующих, которые взаимосвязаны между собой проводниками.

Знание принципа функционирования электрических цепей является залогом грамотно собранного электроприбора. То есть сборщик должен знать, как обозначаются на схеме электронные элементы, какие значки, буквенные или цифровые символы им соответствуют.

В материале разберемся в ключевых обозначениях и основах, как научиться читать электрические принципиальные схемы.

Любая электрическая схема включается ряд деталей, состоящих из более мелких элементов. Приведем в качестве примера электрический утюг, который содержит внутри нагревательный элемент, датчик температуры, лампочки, предохранители, а также имеет провод с вилкой.

В прочих бытовых приборах предусмотрена усовершенствованная конфигурация с автоматическими выключателями, электромоторами, трансформаторами, а между ними имеются соединители для полноценного взаимодействия компонентов прибора и выполнения предназначения каждого из них.

Поэтому часто возникает проблема, как научиться расшифровывать электрические схемы, в которых содержатся графические обозначения. Принципы чтения схем важны для тех, кто занимается электромонтажом, ремонтом бытовой техники, подключением электрических устройств. Знание принципов чтения электросхем необходимо, чтобы понимать взаимодействие элементов и функционирования приборов.

Виды электрических схем

Все электрические схемы представлены в виде изображения или чертежа, где наряду с оборудованием указаны звенья электроцепи. Схемы отличаются по назначению, на основании чего разработана классификация разных электрических схем:

первичные и вторичные цепи.

Первичные цепи создаются для подачи основного электрического напряжения от источника тока к потребителям. Они генерируют, трансформируют и распределяют при передаче электроэнергию. Такие цепи предполагают наличие основной схемы и цепей для различных нужд.

Во вторичных цепях напряжение не выше 1 кВт, они используются для обеспечения задач автоматики, управления и защиты. Благодаря вторичным цепям выполняется контроль расхода и учета электроэнергии;

однолинейные, полнолинейные.

Полнолинейные схемы разработаны для применения в трехфазных цепях, они отображают подсоединенные по всем фазам устройства.

Однолинейные схемы показывают только приборы на средней фазе;

принципиальные и монтажные.

Принципиальная общая электрическая схема подразумевает указание только ключевых элементов, на ней не указываются второстепенные детали. Благодаря этому схемы просты и понятны.

На монтажных схемах нанесено более детальное изображение, поскольку именно такие схемы используются для фактического монтажа всех элементов электросети.

Развернутые схемы с указанием второстепенных цепей помогают выделить вспомогательные электрические цепи, участки с отдельной защитой.

Обозначения в схемах

Электрические схемы состоят из элементов и комплектующих, обеспечивающих протекание электрического тока. Все элементы разделяются на несколько категорий:

устройства, генерирующие электроэнергию — источники питания;
преобразователи электротока в иные виды энергии – выступают потребителями;
детали, ответственные за передачу электроэнергии от источника к приборам. Также в данную категорию включены трансформаторы и стабилизаторы, обеспечивающие стабильность напряжения в сети.

Для каждого элемента предусмотрено конкретное графическое обозначение на схеме. Помимо ключевых обозначений, на схемах указываются линии передачи электроэнергии. Участки электроцепи, по которым идет одинаковый ток, называются ветвями, а в местах их соединения на схеме ставятся точки для обозначения соединительных узлов.

Контур электроцепи предполагает замкнутый путь движения электротока по нескольким ветвям. Наиболее простая схема состоит из одного контура, а для более сложных приборов предусмотрены схемы с несколькими контурами.

На электрической схеме каждому элементу и соединению соответствует значок или обозначение. Для отображения выводов изоляции применяются однолинейные и многолинейные схемы, число линий в которых определяется числом выводов. Иногда для удобства чтения и понимания схем применяются смешанные рисунки, к примеру, изоляция статора описана развернуто, а изоляция ротора – в общем виде.

Обозначения трансформаторов в электрических схемах рисуются в общем или развернутом виде, однолинейным и многолинейным методами.

Непосредственно от детализации изображения зависит метод отображения на схеме приборов, их выводов, соединений и узлов. Так, в трансформаторах тока первичная обмотка отражается толстой линией с точками.

Вторичная обмотка может отображаться окружностью при стандартной схеме или двумя полуокружностями в случае развернутой схемы.

Прочие элементы отображаются на схемах следующими обозначениями:

контакты разделяются на замыкающие, размыкающие и переключатели, которые обозначаются разными знаками. При необходимости контакты могут быть указаны в зеркальном отражении. Основание подвижной части указывается как незаштрихованная точка;
выключатели – их основанию соответствует точка, а для автоматических выключателей прорисовывается категория расцепителя. Выключатель для открытой установки, как правило, имеет отдельное обозначение;
предохранители, резисторы постоянного сопротивления и конденсаторы. Предохранительные элементы изображаются в виде прямоугольника с отводами, постоянные резисторы могут быть обозначены с отводами или без. Подвижный контакт рисуется стрелкой. Электролитические конденсаторы обозначаются в зависимости от полярности;
полупроводники. Простые диоды с р-п-переходом показываются в виде треугольника и перекрестной линией электроцепи. Треугольник обозначает анод, а линия – катод;
лампу накаливания и другие осветительные элементы обычно обозначают

Понимание данных значков и обозначений делает чтение электрических схем простым. Поэтому прежде чем приступать к электромонтажу или разборке бытовых приборов, рекомендуем ознакомиться с основными условными обозначениями.

Как правильно читать электрические схемы

Принципиальная схема электроцепи отображает все детали и звенья, между которыми протекает ток через проводники. Такие схемы являются базой для разработки электрических приборов, поэтому чтение и понимание электрических схем является обязательным для любого электрика.

Грамотное понимание схем для начинающих дает возможность понять принципы их составления и правильного соединения всех элементов в электрической цепи для достижения ожидаемого результата.

Чтобы правильно читать даже сложные схемы, необходимо изучить основные и второстепенные изображения, условные знаки элементов.

Условные знаки обозначают общую конфигурацию, специфику и назначение детали, что позволяет составить полноценную картину прибора при чтении схемы.

Начинать ознакомление со схемами можно с небольших приборов, таких как конденсаторы, динамики, резисторы. Более сложны для понимания схемы полупроводниковых электронных деталей в виде транзисторов, симисторов, микросхем.

Так в биполярных транзисторах предусмотрены как минимум три вывода (базовый, коллектор и эмиттер), что требует большего количества условных обозначений. Благодаря большому количеству разных знаков и рисунков можно выявить индивидуальные характеристики элемента и его специфику.

В обозначениях зашифрована информация, позволяющая выяснить структуру элементов и их особые характеристики.

Какие виды классов энергопотребления существуют

Часто условные обозначения имеют вспомогательные уточнения – возле значков имеются латинские буквенные обозначения для детализации. С их значениями также рекомендуется ознакомиться перед началом работы со схемами. Также возле букв часто имеются цифры, отображающие нумерацию или технические параметры элементов.

Итак, чтобы научиться читать и понимать электрические схемы, нужно ознакомиться с условными обозначениями (рисунками, буквенными и цифровыми символами). Это позволит получать информацию из схемы касательно структуры, конструкции и назначения каждого элемента. То есть для понимания схем нужно изучить основы радиотехники и электроники.

Как читать схемы электрооборудования автомобилей?

Для того что бы понимать содержимое схемы, надо знать соответствие между символами схемы и реальными элементами устройства. Какие функции эти устройства выполняют и как между собой взаимодействуют.

Определимся с терминами:

Элемент схемы — составная часть схемы, которая выполняет определенную функцию в изделии и не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное назначение.
Устройство — совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (блок, плата, и т.п.).
Схема принципиальная (полная) — схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними, и как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия . Схемами принципиальными пользуются для изучения принципов работы изделий, а также при их наладке, контроле и ремонте. Они служат основанием для разработки других конструкторских документов, например, схем соединений (монтажных) и чертежей.
Схема соединений (монтажная) — схема, показывающая соединения составных частей изделия и определяющая провода, жгуты, кабели , которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъемы, платы, и т.п.).
Схема расположения — схема, определяющая относительное расположение составных частей изделия, а при необходимости, также жгутов, проводов, кабелей и т.п.
Жгут — совокупность проводов упакованных определенным образом в единое целое.

В схемах электрооборудования автомобилей схемы принципиальная, монтажная, расположения — объеденены в одну в упрощенном виде, упрощение касается схем монтажных и расположения. На схемах, устройства имеют рисунок в какой то степени соответствующий их внешнему виду, и расположены они по схеме также (вид сверху) как и в реальности физически, с определенным упрощением. Такое совмещение касается схем в основном автомобилей ранних выпусков. Схемы современных автомобилей выполнены иначе, ввиду существенного усложнения электрооборудования, схема расположения выполняется отдельно.

При чтении схем надо знать основополагающие принципы:

Все провода соединений имеют цветовую маркировку, которая может состоять из одного цвета или двух (основного и дополнительного). Дополнительным цветом наносятся штрихи поперечные или продольные.
В пределах одного жгута, провода одинаковой маркировки имеют гальваническое соединение (физически соеденены между собой).
На схемах провод при входе в жгут имеет наклон в сторону, куда он проложен.
Черным цветом, как правило, обозначается провод имеющий соединение с корпусом автомобиля (массой).
Положение контактов реле указаны в состоянии, когда через их обмотку не протекает ток. По исходному состоянию, контакты реле различаются — на нормально замкнутые и нормально разомкнутые.
Некоторые провода имеют цифровое обозначение в месте подключения к устройству, которое позволяет не прослеживая цепь определить откуда он идет. Смотрите таблицу.

Согласно стандарту DIN 72552 (часто используемые значения):

Контакт	Значение
15	Плюс аккумулятора после контактов ключа зажигания.
30	Плюс аккумулятора напрямую.
31	Минус аккумулятора напрямую или корпус.
50	Управление стартером.
53	Стеклоочиститель.
56	Головной свет.
56a	Дальний свет.
56b	Ближний свет.
58	Габаритные огни.
85	Обмотка реле (-) .
86	Обмотка реле (+).
87	Общий контакт реле ).
87a	Нормально замкнутый контакт реле.
87b	Нормально разомкнутый контакт реле.
88	Общий контакт 2 реле .
88a	Нормально замкнутый 2 контакт реле.
88b	Нормально разомкнутый 2 контакт реле.

Перечень наиболее используемых символических рисунков:

Так же часто с элементом схемы стоит символический рисунок поясняющий к какому устройству этот элемент относится.

Обозначения элементов схемы.

Как читать схемы электооборудования автомобилей иностранных моделей?

Рассмотрим пример чтения схем автомобилей марки Ниссан. Для этого нам надо ознакомится с системой обозначений элементов электооборудования на схемах. Начнём с обозначения контактов разъёмов. Как показано на рис.1.

Рядом с рисунком разъёма располагается обозначение с какой стороны разъёма его рассматривать, со стороны контактов (Terminal Side)(T.S.) или со стороны жгута (Harness Side) (H.S.). Обратите внимание что контур разъёма , где контакты рассматриваются со стороны проводов обведён линией.

На рис.2 и рис.3 показаны обозначения элементов схемы, смысл которых разъяснён в таблице 1.

Номер	Наименование	Описание
1	Battery	Аккумулятор
2	Fusible link	Предохранитель установленный в провод
3	Number fusible link or fuse	Порядковый номер линии с предохранителем или предохранителя
4	Fuse	Предохранитель
5	Current rating	Номинал предохранителя в амперах
6	Optional splice	Окружность показывает, что соединение зависит от исполнения автомобиля
7	Connector number	Номер разъёма
8	Splice	Чёрный круг обозначает соединение проводников
9	Page crossing	Данная цепь продолжается на следующей странице
10	Option abbreviation	Цепь между этими знаками присутствует только для полного привода
11	Relay	Показывает внутренние соединения реле
12	Option description	Показывает вариант исполнения схемы в зависимости от автомобиля
13	Switch	Cостояние контактов в зависимости от положения переключателя (замкнуты или размкнуты)
14	Circuit	Цепь
15	System branch	Указывет что соединение идёт в другую систему (головного освещения)
16	Shielded line	Линия имеет экранирование
17	Component name	Наименование элемента схемы
18	Ground (GND)	Заземление
19	Connector	Указан порядок нумерации контактов при просмотре со стороны жгута
20	Connectors	Показывает, что провод имеет 2 разъёма
21	Wire color	Сокращённое обозначение цвета провода
22	Terminal number	Описывает номер контакта, цвет провода и наименование сигнала

Таблица 1.

Обозначения сокращений цвета

B = Black	LA = Lavender
W = White	OR or O = Orange
R = Red	P = Pink
G = Green	PU or V (Violet) = Purple
L = Blue	GY or GR = Gray
Y = Yellow	SB = Sky Blue
LG = Light Green	CH = Dark Brown
BG = Beige	DG = Dark Green
BR = Brown

На рис. 4 показано изображение в схеме нормально разомкнутых и нормально замкнутых контактов, это состояние, когда через обмотку реле не протекает ток.

На рис.5. показан переключатель стеклоочистителя в виде графического рисунка и двух таблиц. На рисунке показано схематически внутренние соединения переключателя. Таблицы нам описывают работу переключателя, как «чёрного ящика», неизвестно как реализуется схема внутри, но на выходе состояние контактов соответствует указанным в таблице, для режимов:

OFF- выключено;
INT- интервальный;
LO- низкая скорость;
HI- высокая скорость;
WASH- плюс включение омывателя.

Как правильно читать принципиальные электрические схемы

Многие люди, только начиная свое знакомство с электрикой, задаются вопросом, как читать электрические схемы, какие существуют правила чтения, какие есть условные обозначения и как работает электрическая схема? Об этом и другом далее.

Как научиться читать электрическую схему

Любая радиоаппаратура включает в себя отдельные радиодетали, которые спаяны между собой при помощи определенного способа. Все эти элементы отражаются на электрической схеме условными графическими значениями. Чтобы научиться читать документ, необходимо понимать условное обозначение всех проводниковых элементов электроцепи. Каждая деталь имеет свое графическое обозначение и включает в себя условную конструкцию с характерными особенностями.

Проще всего работать с таким элементом как электронный конденсатор с резисторами, динамиками и другим электрооборудованием с автоматизацией. Как правило, их легко узнать без всякой таблицы с условными обозначениями. Учиться на них проще. Сложнее осуществлять работу с полупроводниками, а именно транзисторами, симисторами и микросхемами. К примеру, каждый биполярный транзистор имеет в себе три вывода, а именно, базу, коллектор и эмиттер. По этой причине необходимы условные изображения и уточняющая информация в виде латинских букв. Изучение их может занять много дней, как и обучение их опознания.

Обратите внимание! Кроме букв на каждой схеме есть цифры. Они говорят о нумерации и технических характеристиках. Стоит указать, что самостоятельно научиться читать документ невозможно, и поэтому нужны уроки и обучающие пособия.

Основные правила

В ответ на вопрос, как читать электросхемы, стоит уточнить, что это нужно делать слева направо, от начала до самого конца. В этом заключается основное правило. Следующее правило заключается в расчленении единого чертежа на небольшие картинки или простые цепи. Она состоит из источника электротока, приемника тока, прямого привода, обратного провода и одного контакта аппарата. Поэтому, начиная изучать документ, нужно разбить его на части. Далее обязательно нужно принимать во внимание все детали, с замечаниями, экспликациями, пояснениями и спецификациями. Если в чертеже находятся ссылки, то нужно изучить и их.

Обратите внимание! Чертежи, которые отражают момент работу электропитания, электрозащиты, управления и сигнализации, должны быть изучены на количество источников питания, взаимодействие, согласованность совместной работы, оценку последствий вероятных неисправностей, нарушение проводной изоляции, проверку схемы с отсутствием ложных цепей, оценку надежности электрического питания, режим работы оборудования и проверку выполнения мер, которые обеспечивают безопасное проведение работ.

Условные обозначения

Согласно нормативным документам, есть стандартные графические условные обозначения в однолинейных и двухлинейных схемах. Далее представлена таблица с подобными символами под названием электрические схемы для начинающих условные обозначения. Стоит указать, что в чертежах используются также цифры и буквы. Подобная маркировка регулируется с помощью нормативных документов, а именно гостов.

Как составлять схему

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

Описание работы

Если электросхема построена правильно, то и работать она будет исправно. Работает все так. От источника питания идет заряд, который попадает под клеммник в проводник и электромагнитную катушку реле. Через катушку электроток устремляется к контактам. Как только ток попадает в контакты, начинает работать вся сеть, включается диод. Благодаря электродвижущей силе поддерживается первоначальный электроток, и он достигает наибольших значений.

Обратите внимание! Стоит указать, что без электродвижущей самоиндукции поддержание тока в контуре невозможно, поскольку при большом значении амплитуды, радиоэлементы начинают плохо работать. Благодаря этому импульсу, пробиваются полупроводниковые переходы, и выводится аппарат из функционирования. Сегодня диоды уже встраиваются в реле. Это позволяет работать электросхеме правильно.

В целом, в дополнение к теме, как научиться читать электрические принципиальные схемы, стоит отметить, что читать их необходимо с опорой на обучающий материал, в котором указывается информация о том, что значат те или иные условные обозначения. Только после получения полной информации, можно приступать к работе, если производятся соответствующие действия в электропроводке.

Учимся читать принципиальные электрические схемы

О том, как читать принципиальные схемы я уже рассказывал в первой части. Теперь хотелось бы раскрыть данную тему более полно, чтобы даже у новичка в электронике не возникало вопросов. Итак, поехали. Начнём с электрических соединений.

Не секрет, что в схеме какая-либо радиодеталь, например микросхема может соединяться огромным количеством проводников с другими элементами схемы. Для того чтобы высвободить место на принципиальной схеме и убрать «повторяющиеся соединительные линии» их объединяют в своеобразный «виртуальный» жгут — обозначают групповую линию связи. На схемах групповая линия связи обозначается следующим образом.

Вот взгляните на пример.

Как видим, такая групповая линия имеет большую толщину, чем другие проводники в схеме.

Чтобы не запутаться, куда какие проводники идут, их нумеруют.

На рисунке я отметил соединительный провод под номером 8. Он соединяет 30 вывод микросхемы DD2 и 8 контакт разъёма XP5. Кроме этого, обратите внимание, куда идёт 4 провод. У разъёма XP5 он соединяется не со 2 контактом разъёма, а с 1, поэтому и указан с правой стороны соединительного проводника. Ко 2-му же контакту разъёма XP5 подключается 5 проводник, который идёт от 33 вывода микросхемы DD2. Отмечу, что соединительные проводники под разными номерами электрически между собой не связаны, и на реальной печатной плате могут быть разнесены по разным частям платы.

Электронная начинка многих приборов состоит из блоков. А, следовательно, для их соединения применяются разъёмные соединения. Вот так на схемах обозначаются разъёмные соединения.

XP1 — это вилка (он же «Папа»), XS1 — это розетка (она же «Мама»). Всё вместе это «Папа-Мама» или разъём X1 (X2).

Также в электронных устройствах могут быть механически связанные элементы. Поясню, о чём идёт речь.

Например, есть переменные резисторы, в которые встроен выключатель. Об одном из таких я рассказывал в статье про переменные резисторы. Вот так они обозначаются на принципиальной схеме. Где SA1 — выключатель, а R1 — переменный резистор. Пунктирная линия указывает на механическую связь этих элементов.

Ранее такие переменные резисторы очень часто применялись в портативных радиоприёмниках. При повороте ручки регулятора громкости (нашего переменного резистора) сначала замыкались контакты встроенного выключателя. Таким образом, мы включали приёмник и сразу той же ручкой регулировали громкость. Отмечу, что электрического контакта переменный резистор и выключатель не имеют. Они лишь связаны механически.

Такая же ситуация обстоит и с электромагнитными реле. Сама обмотка реле и его контакты не имеют электрического соединения, но механически они связаны. Подаём ток на обмотку реле — контакты замыкаются или размыкаются.

Так как управляющая часть (обмотка реле) и исполнительная (контакты реле) могут быть разнесены на принципиальной схеме, то их связь обозначают пунктирной линией. Иногда пунктирную линию вообще не рисуют, а у контактов просто указывают принадлежность к реле (K1.1) и номер контактной группы (К1.1) и (К1.2).

Ещё довольно наглядный пример — это регулятор громкости стереоусилителя. Для регулировки громкости требуется два переменных резистора. Но регулировать громкость в каждом канале по отдельности нецелесообразно. Поэтому применяются сдвоенные переменные резисторы, где два переменных резистора имеют один регулирующий вал. Вот пример из реальной схемы.

На рисунке я выделил красным две параллельные линии — именно они указывают на механическую связь этих резисторов, а именно на то, что у них один общий регулирующий вал. Возможно, вы уже заметили, что эти резисторы имеют особое позиционное обозначение R4.1 и R4.2. Где R4 — это резистор и его порядковый номер в схеме, а 1 и 2 указывают на секции этого сдвоенного резистора.

Также механическая связь двух и более переменных резисторов может указываться пунктирной линией, а не двумя сплошными.

Отмечу, что электрически эти переменные резисторы не имеют контакта между собой. Их выводы могут быть соединены только в схеме.

Не секрет, что многие узлы радиоаппаратуры чувствительны к воздействию внешних или «соседствующих» электромагнитных полей. Особенно это актуально в приёмопередающей аппаратуре. Чтобы защитить такие узлы от воздействия нежелательных электромагнитных воздействий их помещают в экран, экранируют. Как правило, экран соединяют с общим проводом схемы. На схемах это отображается вот таким образом.

Здесь экранируется контур 1T1, а сам экран изображается штрих-пунктирной линией, который соединён с общим проводом. Экранирующим материалом может быть алюминий, металлический корпус, фольга, медная пластина и т.д.

А вот таким образом обозначают экранированные линии связи. На рисунке в правом нижнем углу показана группа из трёх экранированных проводников.

Похожим образом обозначается и коаксиальный кабель. Вот взгляните на его обозначение.

В реальности экранированый провод (коаксиальный) представляет собой проводник в изоляции, который снаружи покрыт или обмотан экраном из проводящего материала. Это может быть медная оплётка или покрытие из фольги. Экран, как правило, соединяют с общим проводом и тем самым отводят электромагнитные помехи и наводки.

Бывают нередкие случаи, когда в электронном устройстве применяются абсолютно одинаковые элементы и загромождать ими принципиальную схему нецелесообразно. Вот, взгляните на такой пример.

Здесь мы видим, что в схеме присутствуют одинаковые по номиналу и мощности резисторы R8 — R15. Всего 8 штук. Каждый из них соединяет соответствующий вывод микросхемы и четырёхразрядный семисегментный индикатор. Чтобы не указывать эти повторяющиеся резисторы на схеме их просто заменили жирными точками.

Ещё один пример. Схема кроссовера (фильтра) для акустической колонки. Обратите внимание на то, как вместо трёх одинаковых конденсаторов C1 — C3 на схеме указан лишь один конденсатор, а рядом отмечено количество этих конденсаторов. Как видно из схемы, данные конденсаторы необходимо соединить параллельно, чтобы получить общую ёмкость 3 мкФ.

Аналогично и с конденсаторами C6 — C15 (10 мкФ) и C16 — C18 (11,7 мкФ). Их необходимо соединить параллельно и установить на место обозначенных конденсаторов.

Следует отметить, что правила обозначения радиодеталей и элементов на схемах в зарубежной документации несколько иные. Но, человеку, получившему хотя бы базовые знания по данной теме разобраться в них будет гораздо проще.

Каждая электрическая схема состоит из множества элементов, которые, в свою очередь, также включают в свою конструкцию различные детали. Наиболее ярким примером служат бытовые приборы. Даже обычный утюг состоит из нагревательного элемента, температурного регулятора, контрольной лампочки, предохранителя, провода и штепсельной вилки. Другие электроприборы имеют еще более сложную конструкцию, дополненную различными реле, автоматическими выключателями, электродвигателями, трансформаторами и многими другими деталями. Между ними создается электрическое соединение, обеспечивающее полное взаимодействие всех элементов и выполнение каждым устройством своего предназначения.

В связи с этим очень часто возникает вопрос, как научится читать электрические схемы, где все составляющие отображаются в виде условных графических обозначений. Данная проблема имеет большое значение для тех, кто регулярно сталкивается с электромонтажом. Правильное чтение схем дает возможность понять, каким образом элементы взаимодействуют между собой и как протекают все рабочие процессы.

Виды электрических схем

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

Любая схема выполняется в виде графического изображения или чертежа, на котором вместе с оборудованием отображаются все связующие звенья электрической цепи. Существуют различные виды электрических схем, различающиеся по своему целевому назначению. В их перечень входят первичные и вторичные цепи, системы сигнализации, защиты, управления и прочие. Кроме того, существуют и широко используются принципиальные и монтажные электрические схемы, однолинейные, полнолинейные и развернутые. Каждая из них имеет свои специфические особенности.

К первичным относятся цепи, по которым подаются основные технологические напряжения непосредственно от источников к потребителям или приемникам электроэнергии. Первичные цепи вырабатывают, преобразовывают, передают и распределяют электрическую энергию. Они состоят из главной схемы и цепей, обеспечивающих собственные нужды. Цепи главной схемы вырабатывают, преобразуют и распределяют основной поток электроэнергии. Цепи для собственных нужд обеспечивают работу основного электрического оборудования. Через них напряжение поступает на электродвигатели установок, в систему освещения и на другие участки.

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

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

На принципиальных схемах не указываются второстепенные элементы, которые не выполняют основных функций. За счет этого изображение становится проще, позволяя лучше понять принцип действия всего оборудования. Монтажные схемы, наоборот, выполняются более подробно, поскольку они применяются для практической установки всех элементов электрической сети. К ним относятся однолинейные схемы, отображаемые непосредственно на строительном плане объекта, а также схемы кабельных трасс вместе с трансформаторными подстанциями и распределительными пунктами, нанесенными на упрощенный генеральный план.

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

Обозначения в электрических схемах

В каждой электрической цепи имеются устройства, элементы и детали, которые все вместе образуют путь для электрического тока. Они отличаются наличием электромагнитных процессов, связанных с электродвижущей силой, током и напряжением, и описанных в физических законах.

В электрических цепях все составные части можно условно разделить на несколько групп:

В первую группу входят устройства, вырабатывающие электроэнергию или источники питания.
Вторая группа элементов преобразует электричество в другие виды энергии. Они выполняют функцию приемников или потребителей.
Составляющие третьей группы обеспечивают передачу электричества от одних элементов к другим, то есть, от источника питания – к электроприемникам. Сюда же входят трансформаторы, стабилизаторы и другие устройства, обеспечивающие необходимое качество и уровень напряжения.

Каждому устройству, элементу или детали соответствует условное обозначение, применяющееся в графических изображениях электрических цепей, называемых электрическими схемами. Кроме основных обозначений, в них отображаются линии электропередачи, соединяющие все эти элементы. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Места их соединений представляют собой узлы, обозначаемые на электрических схемах в виде точек. Существуют замкнутые пути движения тока, охватывающие сразу несколько ветвей и называемые контурами электрических цепей. Самая простая схема электрической цепи является одноконтурной, а сложные цепи состоят из нескольких контуров.

Большинство цепей состоят из различных электротехнических устройств, отличающихся различными режимами работы, в зависимости от значения тока и напряжения. В режиме холостого хода ток в цепи вообще отсутствует. Иногда такие ситуации возникают при разрыве соединений. В номинальном режиме все элементы работают с тем током, напряжением и мощностью, которые указаны в паспорте устройства.

Все составные части и условные обозначения элементов электрической цепи отображаются графически. На рисунках видно, что каждому элементу или прибору соответствует свой условный значок. Например, электрические машины могут изображаться упрощенным или развернутым способом. В зависимости от этого строятся и условные графические схемы. Для показа выводов обмоток используются однолинейные и многолинейные изображения. Количество линий зависит от количества выводов, которые будут разными у различных типов машин. В некоторых случаях для удобства чтения схем могут использоваться смешанные изображения, когда обмотка статора показывается в развернутом виде, а обмотка ротора – в упрощенном. Таким же образом выполняются и другие условные обозначения электрических схем.

Изображения трансформаторов также осуществляются упрощенным и развернутым, однолинейным и многолинейным способами. От этого зависит способ отображения самих устройств, их выводов, соединений обмоток и других составных элементов. Например, в трансформаторах тока для изображения первичной обмотки применяется утолщенная линия, выделенная точками. Для вторичной обмотки может использоваться окружность при упрощенном способе или две полуокружности при развернутом способе изображения.

Графические изображения других элементов:

Контакты. Применяются в коммутационных устройствах и контактных соединениях, преимущественно в выключателях, контакторах и реле. Они разделяются на замыкающие, размыкающие и переключающие, каждому из которых соответствует свой графический рисунок. В случае необходимости допускается изображение контактов в зеркально-перевернутом виде. Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой.
Выключатели. Могут быть однополюсными и многополюсными. Основание подвижного контакта отмечается точкой. У автоматических выключателей на изображении указывается тип расцепителя. Выключатели различаются по типу воздействия, они могут быть кнопочными или путевыми, с размыкающими и замыкающими контактами.
Плавкие предохранители, резисторы, конденсаторы. Каждому из них соответствуют определенные значки. Плавкие предохранители изображаются в виде прямоугольника с отводами. У постоянных резисторов значок может быть с отводами или без отводов. Подвижный контакт переменного резистора обозначается в виде стрелки. На рисунках конденсаторов отображается постоянная и переменная емкость. Существуют отдельные изображения для полярных и неполярных электролитических конденсаторов.
Полупроводниковые приборы. Простейшими из них являются диоды с р-п-переходом и односторонней проводимостью. Поэтому они изображаются в виде треугольника и пересекающей его линии электрической связи. Треугольник является анодом, а черточка – катодом. Для других видов полупроводников существуют собственные обозначения, определяемые стандартом. Знание этих графических рисунков существенно облегчает чтение электрических схем для чайников.
Источники света. Имеются практически на всех электрических схемах. В зависимости от назначения, они отображаются как осветительные и сигнальные лампы с помощью соответствующих значков. При изображении сигнальных ламп возможна заштриховка определенного сектора, соответствующего невысокой мощности и небольшому световому потоку. В системах сигнализации вместе с лампочками применяются акустические устройства – электросирены, электрозвонки, электрогудки и другие аналогичные приборы.

Как правильно читать электрические схемы

Принципиальная схема представляет собой графическое изображение всех элементов, частей и компонентов, между которыми выполнено электронное соединение с помощью токоведущих проводников. Она является основой разработок любых электронных устройств и электрических цепей. Поэтому каждый начинающий электрик должен в первую очередь овладеть способностями чтения разнообразных принципиальных схем.

Именно правильное чтение электрических схем для новичков, позволяет хорошо усвоить, каким образом необходимо выполнять соединение всех деталей, чтобы получился ожидаемый конечный результат. То есть устройство или цепь должны в полном объеме выполнять назначенные им функции. Для правильного чтения принципиальной схемы необходимо, прежде всего, ознакомиться с условными обозначениями всех ее составных частей. Каждая деталь отмечена собственным условно-графическим обозначением – УГО. Обычно такие условные знаки отображают общую конструкцию, характерные особенности и назначение того или иного элемента. Наиболее ярким примером служат конденсаторы, резисторы, динамики и другие простейшие детали.

Гораздо сложнее работать с полупроводниковыми электронными компонентами, представленными транзисторами, симисторами, микросхемами и т.д. Сложная конструкция таких элементов предполагает и более сложное отображение их на электрических схемах.

Например, в каждом биполярном транзисторе имеется минимум три вывода – база, коллектор и эмиттер. Поэтому для их условного изображения требуются особые графические условные знаки. Это помогает различить между собой детали с индивидуальными базовыми свойствами и характеристиками. Каждое условное обозначение несет в себе определенную зашифрованную информацию. Например, у биполярных транзисторов может быть совершенно разная структура – п-р-п или р-п-р, поэтому изображения на схемах также будут заметно отличаться. Рекомендуется перед тем как читать принципиальные электрические схемы, внимательно ознакомиться со всеми элементами.

Условные изображения очень часто дополняются уточняющей информацией. При внимательном рассмотрении, можно увидеть возле каждого значка латинские буквенные символы. Таким образом обозначается та или иная деталь. Это важно знать, особенно, когда мы только учимся читать электрические схемы. Возле буквенных обозначений расположены еще и цифры. Они указывают на соответствующую нумерацию или технические характеристики элементов.

Как читать схемы вязания крючком

Приветствую всех читателей my-crochet.ru

Из этой статьи вы узнаете, как читать схемы вязания крючком.

Поверьте, очень легко научиться вязать, если руководствоваться схемами. Тем более при вязании крючком схемы употребляются очень часто. Оно и понятно, в схемах настолько все наглядно, что зачастую можно даже обойтись и без описания, нужно лишь знать условные обозначения и уметь вязать основные элементы.

Итак, как же читать схему вязания крючком. Вот основные правила:

— схемы читаются снизу вверх, если вязание идет прямыми и обратными рядами, и от центра к краям, если вы вяжете по кругу.

— все нечетные ряды — лицевые (1-й, 3-й, 5-й и т.д.) читаются справа налево, четные ряды — изнаночные (2-й, 4-й, 6-й и т.д.) читаются соответственно слева направо.

Круговые ряды читают справа налево, т.е. против часовой стрелки. На схемах очень часто ряды пронумерованы, а в моих мастер-классах, ряды различаются и по цвету.

— В вязании есть такое понятие как раппорт. Раппорт — это повторяющаяся часть узора. Раппорт может повторяться и на схеме и в описании, заключен он между двумя звездочками (*…*). Вязание начинается с петель до раппорта, затем вяжется раппорт столько раз сколько нужно, чтобы связать изделие нужной ширины и заканчивается вязание петлями после раппорта.

Теперь потренируемся как читать схему на примере этого узора и попробуем его связать.

Этот узор вяжется рядами в прямом и обратном направлениях, с помощью воздушных петель и столбиков с накидом. Номера рядов проставлены слева и справа от схемы, а также указаны стрелки направления нашего вязания. На схеме обозначен горизонтальный раппорт, который говорит о том, что количество петель вязания должно быть кратно 10 п. + петли подъема, о которых не нужно забывать, и вертикальный раппорт, который показывает высоту рядов для образования узора.

Начинаем! Набираем цепочку из 30 воздушных петель + 3 воздушные петли подъема + 1 воздушная петля по схеме узора, итого 34 в.п. Помним, что цепочка из воздушных петель за ряд не считается.

Приступаем к вязанию 1 ряда, который как вы уж знаете, читается справа налево. В 4 от крючка петлю цепочки вяжем 1 ст. с/н.

Следующий этап — вяжем 1 в.п., далее нам нужно пропустить 3 петли и в 4-ю *связать столбик с накидом, а рядом с ним еще 2 таких же столбика.

Далее 1 в.п., пропускаем 3 петли, в 4-ю вяжем 1 ст. с/н, 3 в.п., 1 ст. с/н,

снова вяжем 1 в.п., 3 петли пропускаем*, повторяем от * 1 раз,

далее в следующие петли вяжем 3 ст. с/н, затем пропускаем 3 петли и в последнюю петлю ряда вяжем 1 ст. с/н, 1 в.п., 1 ст. с/н.

В конце первого ряда делаем 3 воздушные петли подъема, которые являются началом 2 ряда,

переворачиваем наш образец и продолжаем вязание. Помним, что второй ряд читается слева направо.

После того, как связали 3 в.п. подъема вяжем 3 ст. с/н, в арку состоящую из 1 в.п. предыдущего ряда,

затем *1 в.п., 1 ст. с/н в средний столбик с накидом предыдущего ряда,

1 в.п., 7 ст. с/н в арку предыдущего ряда*,

повторяем 1 раз от *, далее вяжем 1 в.п., 1 ст. с/н в средний столбик с накидом предыдущего ряда, 1 в.п., 3 ст. с/н в арку предыдущего ряда и 1 ст. с/н в последнюю петлю ряда.

3 ряд: 3 в.п., 1 ст. с/н,

1 в.п., *далее в столбик с накидом предыдущего ряда вяжем 1 ст. с/н, 3 в.п., 1 ст. с/н,

далее 1 в.п., 3 ст. с/н в средние столбики с накидом предыдущего ряда,

затем 1 в. п.*, повторяем 1 раз от *, затем вяжем в столбик с накидом предыдущего ряда 1 ст. с/н, 3 в.п., 1 ст. с/н, далее 1 в.п., 2 ст. с/н. Вот мы связали и 3 ряд.

4 ряд: 4 в.п., *7 ст. с/н в арку предыдущего ряда,

1 в.п., 1 ст. с/н в средний столбик с накидом предыдущего ряда,

затем 1 в.п.*, повторяем 1 раз от *, далее вяжем 7 ст. с/н в арку предыдущего ряда, затем 1 в.п. и 1 ст. с/н в последнюю петлю.

Ну а дальше ряды с 1 по 4 повторяются. Я связала 12 рядов, вот такой узор у меня получился.

А у вас получилось?

Если вы хотите получать свежие статьи, уроки и мастер-классы с сайта my-crochet.ru на свой почтовый ящик, то введите свое имя и e-mail в форму ниже. Как только новый пост добавится на сайт, вы узнаете об этом первыми!

Как читать однолинейные электрические схемы

Время чтения: 6 минут Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

В соответствии с «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», однолинейная схема электроснабжения − это один из видов исполнительной документации, которая должна быть в наличии у организации и частного лица, эксплуатирующих электросети и оборудование в обязательном порядке. В этой статье редакции HomeMyHome.ru подробно расскажем о том, что представляет собой такая схема, что она должна включать в себя, а также правила её оформления согласно всем нормативным документам.

Однолинейная схема электроснабжения загородного дома

Что такое однолинейная схема электроснабжения и зачем нужна

Однолинейная схема электроснабжения является техническим документом, на котором отображаются все элементы электрической сети объекта с указанием их характеристик и параметров, а также установленная и расчётная мощности объекта в целом. Термин «однолинейная» означает, что все электрические соединения, существующие на объекте, вне зависимости от их фазности, на схеме отображаются одной линией. Правила оформления однолинейных схем регламентированы ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем». Основное предназначение подобной исполнительной документации – информативность и предоставление визуального восприятия о конфигурации электрической сети объекта, необходимого для принятия решений при эксплуатации энергетического хозяйства.

Пример оформления однолинейной схемы электроснабжения промышленного предприятия

Виды однолинейных электрических схем

В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение. На этапе разработки проектной документации составляется расчётная однолинейная схема, служащая основным документом для расчёта параметров системы электроснабжения. Именно этот документ необходим для последующих согласований с органами, выдающими технические условия для подключения объекта строительства к действующим электрическим сетям, каковыми являются электросетевые организации в месте размещения объекта-потребителя электрической энергии.

К сведению! Порядок получения технических условий на подключение к электрическим сетям регламентирован рядом документов. Среди них: Постановление Правительства РФ № 861 от 27.12.2004 «Об утверждении Правил недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг», «Правила недискриминационного доступа к услугам по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике и оказания этих услуг», «Правил недискриминационного доступа к услугам администратора торговой системы оптового рынка и оказания этих услуг», а также и «Правила технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объектов по производству электрической энергии, а также объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих сетевым организациям и иным лицам, к электрическим сетям». Все нормативные документы должны быть учтены при разработке документации обязательно.

Расчётная схема квартирного щита загородного дома

На этапе эксплуатации объекта составляются однолинейные исполнительные схемы, на которых отображаются все изменения, вносимые в конфигурацию электрической сети в процессе её использования. Это может быть связано с модернизацией используемого оборудования или его заменой, добавлением новых мощностей или изменением конфигурации магистральных и групповых линий. На крупных объектах, где система электроснабжения подразделяется на несколько уровней, однолинейные схемы составляются по каждой группе потребителей: «объект в целом – цех – участок» и т.д. Изначально делается рисунок, отображающий подстанции (ТП) и конфигурацию сетей их объединяющих, затем схема ТП или ГРЩ (главный распределительный щит) и затем − каждого силового или осветительного щитка, имеющегося на объекте.

К сведению! На объектах различной формы собственности за ведение технической документации и её соответствие предъявляемым требованиям отвечает лицо, ответственное за энергохозяйство (ПТЭЭП гл.1.2 «Обязанности, ответственность потребителей за выполнение правил»).

Исполнительная схема 2-трансформаторной подстанции

На основе однолинейных разрабатываются прочие электрические схемы системы электроснабжения: структурные и функциональные, принципиальные и монтажные.

Принципы проектирования однолинейной схемы электроснабжения

При разработке и оформлении исполнительной документации необходимо выполнять требования к подобным документам, отражённым в нормативной литературе, а также ПТЭЭП и ПУЭ («Правила устройства электроустановок»).

Что должна включать однолинейная схема электроснабжения

На однолинейных схемах электроснабжения должна быть отражена следующая информация, а именно:

граница зоны ответственности организации, поставляющей электрическую энергию, и её потребителя;

К сведению! Граница зоны ответственности отображается в Договоре на электроснабжение конкретного объекта.

Отображение зоны балансовой принадлежности на схеме электроснабжения объекта

вводно-распределительные устройства (ВРУ) или ГРЩ, а также трансформаторные подстанции, стоящие на балансе потребителя с отображением устройств АВР (автоматическое включение резерва), если таковые имеются;

Важно! При наличии в системе электроснабжения автономного источника питания он должен быть отражён на однолинейной схеме в обязательном порядке.

приборы учёта электрической энергии с указанием коэффициента трансформации трансформаторов тока при использовании счётчиков, работающих на вторичном токе в 5Ампер;
информация обо всех имеющихся на объекте распределительных шкафах как силового оборудования, так и системы освещения;
длины магистральных электрических линий с указанием марки кабелей, проводов и способов их прокладки;
технические параметры и состояние в рабочем положении всех устройств автоматического отключения, к которым относятся автоматические выключатели, УЗО и предохранители;
данные обо всех электрических нагрузках, подключаемых к отображаемому на схеме оборудованию, с указанием их мощности, тока и cos ϕ.

Вариант выполнения расчётной однолинейной схемы электроснабжения административного здания

Этапы проектирования

Наличие однолинейной схемы электроснабжения является обязательным условием для получения разрешения на подключение объекта строительства к сетям электроснабжающей организации, поэтому прежде, чем приступать к её разработке, необходимо запросить технические условия.

В связи с этим все работы по проектированию схемы электроснабжения можно разбить на несколько этапов:

Запрос и получение технических условий;
Разработка однолинейной схемы электроснабжения на основании полученных документов;
Согласование разработанной документации в организации, выдавшей технические условия.

Вариант оформления технических условий на электроснабжение

Правила оформления, требования ГОСТов

При оформлении однолинейной схемы электроснабжения необходимо соблюдать требования ГОСТов, регламентирующих этот процесс, а именно:

ГОСТ 2.709-89 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах»;
ГОСТ 2.755-87 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения»;
ГОСТ 2.721-74 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения (с Изменениями №№ 1, 2, 3, 4)»;
ГОСТ 2.710-81 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах (с Изменением № 1)».

Вариант оформления однолинейной схемы электроснабжения в соответствии с данными ГОСТами приведён наследующем рисунке.

Расчётная однолинейная схема электроснабжения жилого дома

Условные обозначения, используемые при составлении однолинейных схем

Все элементы системы электроснабжения отображаются на схеме в виде графических изображений, которые регламентированы нормативной литературой, указанной в предыдущем разделе статьи. Электрические коробки и шкафы различного назначения изображаются следующим образом.

Электроустановочные изделия (розетки и выключатели), в зависимости от конструкции и типа исполнения, отображаются вот так

Приборы электрического освещения изображаются следующим образом

Силовые трансформаторы и трансформаторы тока изображаются так

Электроизмерительные приборы имеют следующий вид на схемах электроснабжения, в соответствии с ГОСТ

Пересечение электрических линий и места соединения электропроводки, а также заземление выглядят следующим образом

Коммутационные устройства (автоматические выключатели и пускатели, короткозамыкатели и отделители, а также прочие аппараты) изображаются так

Для того чтобы узнать, как правильно оформить исполнительную документацию, необходимо изучить все требования ГОСТов или воспользоваться специальной компьютерной программой, которая учтёт все эти требования в автоматическом режиме при её использовании

Программы для оформления исполнительной документации

В настоящее время чтобы оформить разработанную однолинейную схему в соответствии с требованиями ГОСТ, достаточно просто только наличия персонального компьютера и специального программного обеспечения, позволяющего выполнить эту работу. Существует несколько видов компьютерных программ, предназначенных для этих целей:

«Компас-Электрик»

Составление электрической схемы с использованием «Компас-Электрик»

Работа по составлению однолинейной схемы распределительного щита в программе «AutoCAD Electrician»

Видео: cоветы опытного электрика

В настоящем видеосюжете мы расскажем, как сделать однолинейную схему электроснабжения дома на основе трёхфазного распределительного щита.

А если у вас есть вопросы к автору статьи, не стесняйтесь оставлять их ниже в комментариях.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Во время работ по электротехнике человек может столкнуться с обозначениями элементов, которые условно обозначены на электромонтажных схемах. Разнообразия схемы по электрике очень широки. Они имеют разные функции и классификацию. Но все графические обозначения в условном виде приводятся к одним формам, и для всех схем элементы соответствуют друг другу.

Электромонтажная схема – это документ, в котором обозначены связи составных элементов разных устройств, потребляющих электроэнергию, между собой по определенным стандартным правилам. Такое изображение в виде чертежа призвано научить специалистов по электрическому монтажу, чтобы они поняли из схемы принцип действия устройства, и из каких составных частей и элементов она собрана.

Главное предназначение электромонтажной схемы – оказать помощь в монтаже электроустройств и приборов, простом и легком обнаружении неисправности в электрической цепи. Далее разберемся в видах и типах электромонтажных схем, выясним их свойства и характеристики каждого типа.

Схемы по электрике: классификация

Все электрические схемы, как документы, разделяются на виды и типы. По соответствующим стандартам можно найти разделение этих документов по видам схем и типам. Разберем их подробную классификацию.

Виды электромонтажных схем следующие:

Электрические.
Газовые.
Гидравлические.
Энергетические.
Деления.
Пневматические.
Кинематические.
Комбинированные.
Вакуумные.
Оптические.

Основные типы:

Структурные.
Монтажные.
Объединенные.
Расположения.
Общие.
Функциональные.
Принципиальные.
Подключения.

Рассматривая схемы по электрике, перечисленные обозначения, по названию электросхемы определяют тип и вид.

Обозначения в электросхемах

В современный период в электромонтажных работах используются как отечественные, так и импортные элементы. Зарубежные детали можно представить широким ассортиментом. На схемах и чертежах они также обозначаются условно. Описывается не только размер параметров, но и список элементов, входящих в устройство, их взаимосвязь.

Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит.

Принципиальная схема

Такой тип используется в распределительных сетях. Он обеспечивает полное раскрытие работы электрооборудования. На чертеже обязательно обозначают функциональные узлы, их связь. Схема имеет два вида: однолинейная, полная. На однолинейной схеме изображены первичные сети (силовые). Вот ее пример:

Полный вариант схемы по электрике изображается в элементном или развернутом виде. Если устройство простое, и на чертеже входят все пояснения, то хватит развернутого плана. При сложном устройстве с цепью управления, измерения и т. д., оптимальным решением будет изобразить все узлы на отдельных листах, во избежание путаницы.

Бывает также принципиальная электросхема, на которой изображена выкопировка плана с обозначением отдельного узла, его состав и работа.

Монтажная схема

Такие схемы по электрике применяются для разъяснения монтажа какой-либо проводки. На них можно изобразить точное положение элементов, их соединение, характеристики установок. На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т.д.

Эта схема руководит электромонтажными работами, дает понимание всех подключений. Для монтажа бытовых устройств такая схема лучше подходит для работы.

Объединенная схема

Этот тип схемы включает в себя разные виды и типы документов. Ее применяют для того, чтобы не загромождать чертеж, обозначить важные цепи, особенности. Чаще объединенные схемы применяют на предприятиях промышленности. Для домашнего применения она вряд ли имеет смысл.

Изучив условные обозначения, подготовив необходимую документацию, не трудно разобраться в работе любой электроустановке.

Порядок сборки по электрической схеме

Самым сложным делом для электрика является понимание взаимодействия элементов в схеме. Нужно знать, как читать и собирать схему. Сборка предполагает определенные правила:

Во время сборки необходимо руководствоваться одним направлением, например, по часовой стрелке.
Лучше для начала разделить схему на части, если много элементов и схема сложная.
Начинают сборку от фазы.
При каждом выполненном шаге по сборке нужно предположить, что будет происходить, если в данный момент подать напряжение.

После окончания сборки обязательно должна образоваться замкнутая цепь. Для примера разберем подключение в домашних условиях люстры, состоящей из 3-х плафонов, с применением двойного выключателя.

Сначала определим порядок работы люстры. При включении 1-й клавиши должна загораться одна лампочка, если включить 2-ю клавишу, то другие две. По схеме на выключатель и люстру идут по 3 провода. От сети идут два провода, фаза и ноль.

Индикатором определяем и находим фазу, соединяем ее с выключателем, не прерывая ноль. Провод присоединяем к общей клемме выключателя. От него пойдут 2 провода на 2 цепи. Один из проводов соединим с патроном лампы. От патрона выводим второй проводник, соединяем с нулем. Одна цепь готова. Для проверки щелкаем первой клавишей выключателя, лампа горит.

2-й провод от выключателя подключаем к патрону другой лампы. От патрона провод соединяем с нулем. Если по очереди щелкать клавишами выключателя, то будут светиться разные лампы.

Теперь подключим третью лампу. Соединяем ее параллельно к любой лампе. В люстре один провод стал общим. Его делают отличительным по цвету. Если у вас провода все одинаковые по цвету, то во избежание путаницы необходимо при монтаже пользоваться индикатором. Для подключения люстры обычно не требуется особого труда, так как эта схема не особо сложная.

Для чтения принципиальных схем необходимо знать алгоритм функционирования схемы, понимать принцип действия, аппаратов, электрооборудования на базе которых построена принципиальная схема.

Принципиальная электрическая схема – первый рабочий документ, на основании разрабатывают схемы автоматики, релейной защиты, управления и прочие

1. Чтение принципиальной схемы всегда начинают с общего ознакомления с нею и перечнем элементов, находят на схеме каждый из них, читают все примечания и пояснения.

2. Выявляют по схеме напряжения, коммутационные аппараты и их нормальное нерабочее положение, а также другие устройства. Определяют по надписям на схеме их типы и виды, их назначение

3. Знакомятся с системой электропитания для выявления причин нарушения питания; определения очередности, в которой следует на схему подавать питание; оценки последствий отключений выключателей в нормальном и аварийном режиме.

4. Изучают всевозможные цепи питания каждого электроприемника: электродвигателя, РУ, силового щита, линии электропередач и пр.

Очень важно подчеркнуть, что если не придерживаться при чтении схемы определенной целенаправленности, то можно затратить много времени, ничего не решив.

Итак, изучая выбранный электроприемник, надо проследить все возможные его цепи питания от источника.

Учебный материал 2.

Вопрос 2.Условные графические и буквенные обозначения

Лист с заданием 2.

Напишите названия аппаратов и их буквенное обозначение

Вопрос 3.Схемы принципиальные электрические ТП 6(10)/0,4 кВ

Рис. 3.2.1. Схема принципиальная электрическая трехлинейная однотрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. перечислите основные элементы схемы

2. назовите линии связи аппаратов и устройств

3. назовите источники питания

4. назовите электропиемники

5. назовите первичное напряжение трансформатора

6. назовите возможное вторичное напряжение

7. сколько разрядников установлено на подстанции

8. сколько предохранителей установлено на подстанции

9. сколько автоматов устоновлено на подстанции

10. опишите принцип работы схемы (нужно рассказать как питаются линии №1-n, линия освещения в нормальном и аварийном режиме)

Вариант описания работы схемы:РУ 6(10) кВ трансформаторной подстанции состоит из разъединителя на входе марки РЛНД с заземляющим ножом со стороны ТП, разрядников FV1-FV3, выключателя нагрузки QW1 с ззаземляющим ножом со стороны трансформатора и предохранителями FU1-FU3.

РУ-0,4 кВ состоит их трех фазных и одной нулевой рабочей шины, автоматических воздушных выключателей Q1-Q_n, разрядников FV4-FV6, контактора освещения КМ1, трансформаторов тока ТА1-ТА3

Разъединитель коммутирует только бестоковые цепи при осуществлении обслуживания и ремонтов подстанции.

Разрядники защищают оборудование подстанции от атмосферных перенапряжений, вызванных грозой.

Выключатель нагрузки с предохранителями коммутирует токовые цепи высокого напряжения ТП в нормальном и аварийных режимах; автоматические воздушные выключатели коммутируют токовые цепи низкого напряжения ТП в нормальном и аварийных режимах.

Для учета электрической энергии в РУ-0,4 кВ установлен счетчик электрической энергии РI 1, подключаемый на ввод в РУ после Q1 через трансформаторы тока ТА1-ТА3.

Линия освещения подключается на шины 0,4 кВ через автомат и контактор, для возможности автоматического управления освещением.

Электрическая связь между аппаратами ТП осуществляется со стороны ВН шинами различного профиля; со стороны НН- от трансформатора до распределительных шин: или токопроводом, или шинами; от распределительных шин до ЭП- кабельными выходами.

Нуль трансформатора соединен с нулевой распределительной шиной, для возможности получения фазного напряжения.

Рис. 3.2.2. Схема принципиальная электрическая трехлинейная двухтрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. перечислите основные элементы схемы и укажите их количество

2. назовите линии связи аппаратов и устройств

3. назовите источники питания

4. назовите электропиемники

5. назовите первичное напряжение трансформатора

6. назовите возможное вторичное напряжение

7. опишите принцип работы схемы

Рис. 3.2.3. Схема принципиальная электрическая трехлинейная однотрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. сравните рисунок 3.2.1 и 3.2.3

2. перечислите основные элементы схемы РУ высшего напряжения и назовите их количество

3. перечислите основные элементы схемы РУ низшего напряжения и назовите их количество

4. назовите источники питания

5. назовите электропиемники

6. назовите первичное напряжение трансформатора

7. назовите возможное вторичное напряжение

8. опишите принцип работы схемы

Рис. 3.2.4. Схема принципиальная электрическая трехлинейная однотрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. изучите все обозначения и надписи на схеме

2. перечислите основные элементы схемы, назовите их количество

3. расшифруйте абривиатуру

4. назовите источники питания

5. назовите электропиемники

6. назовите первичное напряжение трансформатора

7. назовите возможное вторичное напряжение

8. попытайтесь понять как работает управление уличным освещением

9. опишите принцип работы схемы

Рис. 3.2.5. Схема принципиальная электрическая однолинейная двухтрансформаторного ТП.

Вопросы по схеме:

1. -изучите все обозначения и надписи на схеме

2. -перечислите основные элементы схемы РУ ВН

3. -перечислите основные элементы схемы РУ НН

4. -каково назначение QS7. QS8?

5. -что обозначает линия соединяющая рабочие ножи и ножи заземления QS

6. -для чего нужен QF3?

7. -назовите первичное напряжение трансформатора

8. -назовите возможное вторичное напряжение

9. -сколько отходящих линий можно присоединить к ТП

10. -в чем разница между трехлинейной и однолинейной схемой

11. -опишите принцип работы схемы

Рис. 3.2.5. Схема принципиальная электрическая трансформаторной подстанции.

Лист с заданием 3.

1. Составьте план в соответствии с которым будете описывать работу схемы рис.3.2.5

2. Опишите работу схемы рис 3.2.5.

Учебный материал 3.

Вопрос 3. . Схемы принципиальные электрические 35-330/6 (10) кВ

Рис. 3.2.6. Схема принципиальная электрическая РУ-35 кВ.

Задание;

1. Сколько блоков содержит РУ?

2. Изучите все надписи и найдите их на схеме

3. Перечислите все оборудование и аппараты, назовите их количество и назначение

4. Опишите схему

Рис. 3.2.7. Схема принципиальная электрическая КРУ-6(10) кВ.

Вопросы по схеме:

1. изучите все обозначения и надписи на схеме

2. перечислите основные элементы схемы и назовите их количество

3. найдите распределительные шины

4. сколько секций содержат шины?

5. назовите источники питания

6. назовите назначение каждой ячейки

7. Что такое секция?

8. Что такое камера?

9.что такое ячейка?

Задание: ЧТО ЭТО?

А ЭТО.

Лист с заданием 4. «Проверка степени усвоения изученной информации»

Опишите работу схемы

Рис. 3.2.8. Схема принципиальная электрическая РУ-35 кВ двухтрансформаторной ТП

Домашнее задание

1.Составить схему однотрансформаторной подстанции с учетом следующих данных: источник питания: воздушная линия 110 кВ. Электроприемники: 2 электродвигателя с номинальным напряжением 10 кВ, две отходящие ВЛ-10.

Литература

1.Конюхова Е.А.Электроснабжение объектов.-М.:Издательство «Мастерство», 2002

Терминологический словарь

Выключатель- приспособление для выключения и включения электрического тока(сл. Ушакова)

Заземляющий нож-контакт аппарата соединенный с землей

Камера-изолированное помещение специального назначения

Отходящая линия-ВЛ или КЛ присоединенная к ТП-переносит электрическую энергию потребителю

Ограничитель перенапряжений-дополнительные, повышенные напряжения, вызванные прямым попаданием молнии в ЭУ или частыми коммутациями отводит в землю

Предохранитель-отключает повышенный ток путем перегорания плавкой вставки

Разъединитель- коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения участков электрической сети свыше напряжением1 кВ, находящихся без напряжения.

Секция-часть какого-либо устройства, например часть шин РУ

Трансформатор тока- измерительный трансформатор электрический, предназначенный для подключения через него токовых цепей стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля.

Трансформатор напряжения- измерительный трансформатор электрический, предназначенный длячерез него цепей напряжения стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля.

Шина- медная, алюминиевая, реже стальная полоса, служащая для распределения электрической энергии

Ячейка-небольшой (минимальный) элемент РУ

Занятие 21

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-09; Нарушение авторского права страницы

Как научиться читать схемы вязания крючком

Для многих начинающих вязальщиц самой настоящей головной болью являются схемы вязания крючком, которые они не могут прочитать. В действительности же в чтении схем вязания крючком нет абсолютно ничего сложного. И сейчас мы вам расскажем, как научиться читать схемы вязания крючком просто и быстро.

Итак, будем учиться читать схемы вязания крючком

Для начала возьмите схему и положите ее перед собой. Обратите внимание на то, круговая перед вами схема или простая (прямоугольная). Это важно, потому что направление вязания, равно как и чтение схем при круговой вязке и при вязании рядами будет отличаться.

Теперь внимательно посмотрите на страницу со схемой и с описанием вязания, полистайте журнал и найдите в нем условные обозначения к схеме. Обычно они даются общим местом перед началом описания вязания всех моделей, расположенных в журнале. Но если журнал публикует модели, связанные не только крючком, но и спицами, то могут располагаться в непосредственной близости от схемы, что бывает крайне удобно для начинающих рукодельниц.

Со временем такие распространенные обозначения как столбик без накида, воздушная петля, столбик с накидом, соединительный столбик вы выучите наизусть.

При вязании сложных схем могут использоваться петли «сложносочиненные». Не надо их бояться, ведь по сути они вяжутся все из тех же базовых простых петель (столбиков). В любом случае, в журнале при схеме обязательно будет указано, что обозначает та или иная сложная петля и как она провязывается. Но вначале, разумеется, лучше потренироваться в чтении простых схем.

Не пытайтесь «прочитать» схему в теории. Возьмите пряжу, крючок и начините провязывать схему, например, от вязаного крючком купальника.

Для простой схемы, связанной прямыми рядами:

Читаем схему снизу вверх, справа налево – 1-й ряд.

Следующий (2-й) ряд читаем в обратном направлении – справа налево.

Третий (3-й) ряд опять читаем как первый ряд, то есть слева направо.

И так далее. Получается, что мы читаем схемы зигзагом (змейкой) – вперед-назад, точно так, как мы и вяжем! Только при вязании мы поворачиваем полотно и делаем петлю подъема (кстати, обратите внимание, если на схеме не обозначены петли подъема, то не забудьте их провязать: для простого столбика без накида петля подъема будет соответствовать одной воздушной петле). На схеме же поворот изобразить нельзя, вот и получается, что мы его делаем умозрительно и вяжем следующий ряд, читая схему в обратном направлении.

Как видите, все очень просто.

Теперь о чтении схем вязания по кругу:

Здесь все еще проще!

Вяжем от центра, набрав необходимое число воздушных петель и замкнув их в кольцо.

Если вяжем по кругу, то каждый круговой ряд замыкаем соединительным столбиком и для следующего кругового ряда делаем петлю подъема.

При вязании простых круговых узоров (например, при вязании ковриков) мы просто вяжем по кругу по спирали, не замыкая каждый круговой ряд соединительным столбиком и не выполняя петель подъема. Здесь все еще проще, чем в вязании круговыми рядами.

Зачастую на схемах вязания крючком стрелкой указывается начало вязания. Обычно оно совпадает с тем, как мы описывали выше. Если ничего такого не указано, то вяжите круговое вязание от центра, а прямое – от правого нижнего угла – в данных случаях все будет традиционно.

Для начала возьмите схему и положите ее перед собой. Обратите внимание на то, круговая перед вами схема или простая (прямоугольная). Это важно, потому что направление вязания, равно как и чтение схем при круговой вязке и при вязании рядами будет отличаться.

Теперь внимательно посмотрите на страницу со схемой и с описанием вязания, полистайте журнал и найдите в нем условные обозначения к схеме. Обычно они даются общим местом перед началом описания вязания всех моделей, расположенных в журнале. Но если журнал публикует модели, связанные не только крючком, но и спицами, то могут располагаться в непосредственной близости от схемы, чтоб бывает крайне удобно для начинающих рукодельниц.

Со временем такие распространенные обозначения как столбик без накида, воздушная петля, столбик с накидом, соединительный столбик вы выучите наизусть.

При вязании сложных схем могут использоваться петли «сложносочиненные». Не надо их бояться, ведь по сути они вяжутся все из тех же базовых простых петель (столбиков). В любом случае, в журнале при схеме обязательно будет указано, что обозначает та или иная сложная петля и как она провязывается. Но вначале, разумеется, лучше потренироваться в чтении простых схем.

Не пытайтесь «прочитать» схему в теории. Возьмите пряжу, крючок и начините провязывать схему в такой последовательности:

Для простой схемы, связанной прямыми рядами:

Читаем схему снизу вверх, справа налево – 1-й ряд.

Следующий (2-й) ряд читаем в обратном направлении – справа налево.

Третий (3-й) ряд опять читаем как первый ряд, то есть слева направо.

И так далее. Получается, что мы читаем схемы зигзагом (змейкой) – вперед-назад, точно так, как и мы и вяжем! Только при вязании мы поворачиваем полотно и делаем петлю подъема (кстати, обратите внимание, если на схеме не обозначены петли подъема, то не забудьте их провязать: для простого столбика без накида петля подъема будет соответствовать одной воздушной петле). На схеме же поворот изобразить нельзя, вот и получается, что мы его делаем умозрительно и вяжем следующий ряд, читая схему в обратном направлении.

Как видите, все очень просто.

Теперь о чтении схем вязания по кругу:

Здесь все еще проще! Вяжем от центра, набрав необходимое число воздушных петель и замкнув их в кольцо.

Если вяжем по кругу, то каждый круговой ряд замыкаем соединительным столбиком и для следующего кругового ряда делаем петлю подъема.

При вязании простых круговых узоров (например, при вязании ковриков) мы просто вяжем по кругу по спирали, не замыкая каждый круговой ряд соединительным столбиком и не выполняя петель подъема. Здесь все еще проще, чем в круговом вязании с круговыми рядами.

Цепи серии

| Последовательные и параллельные цепи

Последовательная цепь — это цепь, в которой существует только один путь для прохождения электрического тока. Компоненты расположены один за другим по единому пути. Когда мы подключаем компоненты, мы говорим, что они соединены последовательно . Мы уже видели примеры последовательной схемы в предыдущей главе.

Амперметр

Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.Он включен в цепь последовательно. Сила тока измеряется в амперах (А).

Ампер назван в честь Андре-Мари Ампера (1775-1836), французского математика и физика. Его считают отцом электродинамики, изучающей влияние электромагнитных сил между электрическими зарядами и токами.

Амперметр.

Какой символ у амперметра? Нарисуйте это здесь.

Как вы думаете, амперметр будет иметь высокое или низкое сопротивление току? Объяснить свой выбор.

Амперметры

имеют чрезвычайно низкое сопротивление, потому что они не должны каким-либо образом изменять измеряемый ток.

Ампер часто сокращается до «ампер».

Последовательная цепь обеспечивает только один путь для движения электронов. Давайте исследуем, что происходит, когда мы увеличиваем сопротивление в последовательной цепи.

Цель этого исследования — показать учащимся, что добавление дополнительных резисторов последовательно увеличивает общее сопротивление цепи и снижает силу тока.

AIM: Исследовать влияние добавления резисторов в последовательную цепь.

Это хорошая возможность для групповой работы, если у вас достаточно оборудования, но убедитесь, что каждый учащийся может правильно подключить амперметр и точно читать шкалу амперметра.Если у вас недостаточно оборудования для всех учащихся, вы можете провести этот эксперимент в качестве демонстрации. Возможно, дайте возможность нескольким учащимся выйти вперед и помочь подключить амперметры. Если у вас нет амперметров, вы можете использовать яркость лампочек, чтобы указать силу тока. Чем больше сила тока, тем ярче будет светиться лампочка. Это означает, что если лампочка ярко светится, через нее должен проходить большой ток. Если лампочка более тусклая, значит, через нее протекает меньший ток.

Если у вас нет физического оборудования для этого расследования, но у вас есть доступ в Интернет, используйте моделирование PhET, найденные здесь: http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc

Моделирование также полезно, потому что амперметры (и вольтметры), обычно используемые в школьных лабораториях, часто неправильно калибруются или не обслуживаются регулярно, и поэтому часто дают немного неточные результаты.

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования.

Это зависит от учащегося. Гипотеза должна связывать зависимые и независимые переменные и делать прогноз. Зависимая переменная будет изменяться по мере изменения независимой переменной. Вот пример возможного ответа:

По мере увеличения количества резисторов сила тока уменьшается.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

Элементы 1,5 В
3 лампы накаливания
Провода изолированные медные
переключатель
амперметр

Важно, чтобы лампы фонарей имели одинаковое сопротивление и не выбирались случайным образом.Переключатель не является важной частью этого расследования. Его можно исключить из схемы.

МЕТОД:

Постройте цепь, включив последовательно ячейку, амперметр, 1 лампочку и выключатель.

Фотография, показывающая установку.

Замкните выключатель или цепь, если вы не используете выключатель.

Обратите внимание, как ярко светит лампочка, и запишите показания амперметра. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 1

Добавить в цепь еще одну лампочку.

Обратите внимание на яркость свечения лампочек и запишите показания амперметра. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 2.

Добавить в цепь третью лампочку.

Обратите внимание на яркость свечения лампочек и запишите показания амперметра. Нарисуйте принципиальную схему последней построенной вами схемы.

Контур 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните таблицу:

Количество ламп в серии	Яркость лампочек	Показания амперметра (A)
1
2
3

Яркость лампочек — качественное сравнение.Учащиеся должны использовать слова «яркий, яркий, самый яркий» как способ описания светящихся лампочек. График должен отображать количественные данные показаний амперметра и количества лампочек. Если у вас нет амперметра для снятия показаний, либо не рисуйте график, либо измените график на гистограмму, у которой ярче, ярче и ярче значения на оси Y. Это не особенно полезный график, но он даст учащимся возможность попрактиковаться в рисовании гистограммы и даст им визуальное представление об уменьшении силы тока по мере увеличения количества лампочек.

Нарисуйте график, чтобы показать взаимосвязь между количеством лампочек и силой тока.

Эти результаты являются примером возможных результатов. Фактические результаты, полученные учащимися, будут отличаться, но тенденция должна быть схожей. По мере увеличения числа последовательно включенных ламп показания амперметра и яркость лампы должны уменьшаться.

Количество ламп в серии	Яркость лампочек	Показания амперметра (A)
1	самый яркий	0,15
2	светлая	0,07
3	тусклый	0,05

Использование стандартных амперметров может не дать идеальных результатов, и если лампочки слишком сильно нагреваются между добавлением лампочек, их сопротивление будет выше.Важно, чтобы учащиеся видели тенденцию к снижению.

АНАЛИЗ:

Что произошло с яркостью лампочек при увеличении количества лампочек?

Лампы стали тусклее по мере того, как было добавлено больше лампочек.

Когда у вас было две лампочки, они светились с одинаковой яркостью или одна была ярче другой?

Лампочки светились с одинаковой яркостью.

Когда у вас было три лампочки, они светились так же, как друг друга, или одна была ярче других?

Лампочки светились с одинаковой яркостью.

Что ваши ответы на предыдущие вопросы говорят вам о токе в последовательной цепи?

Если все лампочки светятся одинаково, это означает, что все они имеют одинаковый ток.Это означает, что ток везде в последовательной цепи одинаков.

Что произошло с показаниями амперметра при последовательном добавлении лампочек?

Показание амперметра уменьшилось.

ВЫВОД:

На основании ваших ответов, что произошло с током, когда было добавлено несколько лампочек последовательно?

По мере добавления ламп ток уменьшался.

Ваша гипотеза принята или отвергнута?

Этот ответ будет зависеть от гипотезы, написанной учащимся в начале исследования.

По мере последовательного добавления резисторов общее сопротивление цепи увеличивается.По мере увеличения общего сопротивления сила тока уменьшается. Что произойдет, если мы увеличим количество последовательно соединенных ячеек? Станет ли ток больше или меньше? Давайте разбираться.

Это исследование покажет, что добавление большего количества ячеек последовательно увеличивает силу тока. Будьте осторожны с этим занятием, потому что, если у вас недостаточно сопротивления в цепи, вы можете повредить лампы фонарей.Используйте по крайней мере две лампочки фонарика или лампочку фонарика и резистор, чтобы поддерживать достаточно высокое сопротивление. Если у вас есть амперметры, вы можете использовать количественные данные, чтобы показать, что последовательное добавление дополнительных ячеек увеличивает силу тока. Если у вас нет амперметров, то используйте в качестве качественных данных яркость лампочек. Используйте такие термины, как тусклый, яркий, самый яркий. Учащиеся не смогут рисовать эффективные графики с качественными данными, но вы можете дать им примеры данных в руководстве для учителя и попросить их нарисовать линейный график, если им понадобится практика.

ЦЕЛЬ: Исследовать влияние увеличения количества последовательно соединенных ячеек на силу электрического тока.

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования. Не забудьте упомянуть, как увеличение количества ячеек повлияет на силу тока.

Этот ответ зависит от учащегося.Они должны указать, как независимая переменная повлияет на зависимую переменную. Помните, что гипотеза не обязательно должна быть верной. Докажут или опровергнут его, завершив расследование. Вот пример возможной гипотезы: по мере увеличения количества последовательно соединенных ячеек сила тока увеличивается.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ

три ячейки 1,5 В
Провода изолированные медные
амперметр
2 лампы накаливания (или 1 лампа накаливания и один резистор)

МЕТОД:

Постройте цепь из 1 элемента, амперметра и двух лампочек фонарика.

Наблюдайте за яркостью лампочек и записывайте показания амперметра в таблицу результатов. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 1.

Добавьте вторую ячейку последовательно и наблюдайте за яркостью лампочек.Нарисуйте принципиальную схему вашей схемы.

Запишите показание амперметра в таблицу результатов. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 2.

Добавьте третью ячейку последовательно и наблюдайте за яркостью лампочек.Нарисуйте принципиальную схему вашей схемы.

Запишите показание амперметра в таблицу результатов. Нарисуйте принципиальную схему.

Контур 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните таблицу:

Количество ячеек в серии	Яркость лампочек	Показания мметра (A)
1
2
3

Это пример результатов.Фактические результаты, полученные учащимися, будут отличаться, но тенденция должна быть схожей. По мере увеличения количества ячеек показания амперметра и яркость лампы должны увеличиваться.

Количество ячеек в серии	Яркость лампочек	Показания амперметра (A)
1	тусклый	0.07
2	светлая	0,15
3	самый яркий	0.22

ВЫВОД:

Какие выводы можно сделать по форме графика?

По мере увеличения количества последовательно соединенных ячеек увеличивается и сила тока.

Ваша гипотеза верна или ложна?

Этот ответ зависит от исходной гипотезы учащегося.

Мы видели, что увеличение количества ячеек в серии увеличивает ток, но увеличение количества резисторов уменьшает ток.

Теперь исследуем силу тока в различных точках последовательной цепи.

Первое исследование было посвящено уменьшению силы тока при последовательном соединении большего количества резисторов.Это исследование подтверждает, что сила тока одинакова во всех точках последовательной цепи. Это необязательное расследование. Это может быть демонстрация, если ваше оборудование ограничено. Это хорошая возможность для групповой работы, но убедитесь, что каждый учащийся умеет правильно подключить амперметр и понимает шкалу амперметра.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС: Одинакова ли сила тока во всех точках последовательной цепи?

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования.Как вы думаете, что произойдет в этом расследовании?

Это зависит от учащегося. Учащимся необходимо упомянуть независимые и зависимые переменные. Зависимая переменная будет изменяться по мере изменения независимой переменной.

Вот два примера приемлемой гипотезы:

Ток будет отличаться в разных точках цепи ИЛИ
Ток будет одинаковым в разных точках цепи.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

изолированные медные соединительные провода.
две ячейки 1,5В
две лампы накаливания
амперметр

МЕТОД:

Установите последовательную схему с двумя ячейками и двумя лампами накаливания, соединенными последовательно друг с другом.

Вставьте последовательно амперметр между положительной клеммой аккумулятора и первой лампой фонарика.

Измерьте силу тока с помощью амперметра. Нарисуйте принципиальную схему этой установки.

Контур 1.

Снимите амперметр и снова замкните цепь.

Вставьте амперметр последовательно между двумя лампами резака.

Измерьте силу тока с помощью амперметра.Нарисуйте принципиальную схему этой установки.

Контур 2.

Снимите амперметр и снова замкните цепь.

Вставьте амперметр последовательно между последней лампочкой фонарика и отрицательной клеммой батарей.

Измерьте силу тока с помощью амперметра. Нарисуйте принципиальную схему этой установки.

Контур 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните следующую таблицу:

Положение амперметра в цепи	Показание амперметра (A)
Между плюсовой клеммой элемента и первой лампочкой
Между двумя лампочками
Между отрицательной клеммой элемента и последней лампочкой

Показания амперметра должны быть одинаковыми в любой точке последовательной цепи.

ВЫВОДЫ:

Напишите заключение по результатам.

Сила тока одинакова в любой точке последовательной цепи.

Ваша гипотеза верна или ложна?

Этот ответ будет зависеть от гипотезы, написанной учащимся в начале исследования.

В последовательной цепи электроны могут двигаться только по одному пути.Сила тока везде одинакова.

Что мы узнали о последовательных схемах?

Есть только , один путь , по которому должны двигаться электроны.
Ток протекает с одинаковой силой повсюду в последовательной цепи, потому что существует только один путь. Мы говорим, что ток одинаковый во всех точках цепи.
Если вы добавите несколько резисторов последовательно, ток во всей цепи уменьшится на .

Почему ток остается неизменным во всех точках? Давайте подумаем о том, как электрический ток проходит по цепи. Вы помните, что мы говорили о делокализованных электронах в металлах в предыдущей главе?

Электроны в проводнике обычно дрейфуют в разных направлениях внутри металла, как показано на схеме.

Делокализованные электроны свободно перемещаются в проводящем проводе. Когда провод соединен по замкнутой цепи, электроны движутся к положительному выводу батареи.

Когда мы строим замкнутую цепь с ячейкой в качестве источника энергии, все электроны начнут двигаться к положительной стороне ячейки. Скорость движения электронов определяется сопротивлением проводника.

Электроны повсюду в проводящих проводах и электрических компонентах.Когда цепь замкнута, все электроны начинают двигаться в одном и том же общем направлении одновременно . Вот почему лампочка загорается сразу после включения выключателя.

[ссылка]

Имитация, указанная в окне посещения, помогает продемонстрировать, как лампочка включается сразу после включения выключателя.

В последовательной цепи все электроны проходят через каждый компонент и провод, когда они проходят через цепь.Все электроны испытывают одинаковое сопротивление и движутся с одинаковой скоростью.

Это означает, что на приведенной ниже диаграмме показания всех трех амперметров будут одинаковыми, поэтому: A 1 = A 2 = A 3

Практическое устранение неисправностей электронных схем для инженеров и техников — EIT | Инженерный технологический институт: EIT

3.2 Контрольно-измерительные приборы

Существует множество типов испытательных и измерительных приборов, доступных для электронного поиска и устранения неисправностей.При выборе методов устранения неполадок учитывается определенное личное мнение. Один может предпочесть использовать вольтметр для поиска и устранения неисправностей, другой может использовать выводы осциллографа. Хотя всегда есть личный выбор, технический специалист должен быть знаком со всеми методами, преимуществами и недостатками, ограничениями и типами инструментов для поиска и устранения неисправностей.

Аналоговый и цифровой мультиметр [вольт-ом-мультиметр (ВОМ)] доступен для поиска и устранения неисправностей аналоговых цепей.

Мультиметр

Мультиметр — самый полезный инструмент для специалистов по поиску и устранению неисправностей.Этот прибор позволяет измерять значения постоянного, переменного напряжения, постоянного тока и сопротивления. С соответствующими принадлежностями он также может измерять другие параметры, такие как высокочастотные сигналы, высокое напряжение и т. Д.

Вольтметры и амперметры переменного и постоянного тока, а также омметры доступны в различных диапазонах и конфигурациях. Мультиметр представляет собой комбинацию всех этих измерителей, что делает его очень полезным в полевых условиях.

Аналоговый мультиметр используется, когда требуется просто наличие значения рядом с указанным, а не измеренное значение, которое точно соответствует ожидаемому.Аналоговая индикация приблизительного значения напряжения наблюдается быстрее, чем цифровая индикация. Они менее восприимчивы к постороннему шуму.

Когда требуется высокая точность, особенно когда необходимо обнаруживать очень небольшие изменения уровня, предпочтительнее цифровой мультиметр.

Рисунок 3.11
Аналоговый мультиметр

Аналоговый мультиметр — это наиболее широко используемый тестовый и измерительный прибор. Он работает с подвижной катушкой постоянного магнита, которая может стать вольтметром постоянного тока, вольтметром переменного тока, миллиамперметром постоянного тока или омметром.Иногда также присутствует устройство для измерения переменного тока.

Имеет катушку из тонкой проволоки, намотанную на прямоугольную алюминиевую раму. Он установлен в воздушном пространстве между полюсами постоянного подковообразного магнита. См. Следующий рисунок:

Рисунок 3.12
Измеритель с подвижной катушкой

Когда электрический ток течет через катушку, создается магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, заставляя катушку вращаться. Направление вращения зависит от направления потока электронов в катушке.Величина отклонения стрелки пропорциональна силе тока. В обычных приборах отклонение полной шкалы (FSD) составляет около 90 градусов.

Использование мультиметра

Мультиметр работает без ошибок, если некоторые предварительные настройки выполняются во время использования мультиметра. Шкала стандартного мультиметра показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.13
Типичная шкала аналогового мультиметра

Ниже приведены настройки мультиметра:

Положите мультиметр на стол лицевой стороной вверх. .
Установите переключатель диапазонов в положение OFF.
Замкните два тестовых щупа вместе.
Обратите внимание, показывает ли стрелка измерителя ровно 0 на крайнем левом конце шкалы.
Если он не показывает 0, медленно поворачивайте винт механизма измерения, пока не будет получен правильный 0.

Измерение тока

Измеритель с подвижной катушкой в основном чувствителен к току и поэтому является амперметром. Для измерения постоянного тока поместите измеритель (амперметр для измерения тока) последовательно со схемой.Когда амперметр включен в цепь, его внутреннее сопротивление складывается, тем самым уменьшая ток в измерительной ветви. Обычно это сопротивление невелико, и им можно пренебречь.

Для измерения переменного тока используются счетчики выпрямительного типа, которые реагируют на среднее значение выпрямленного переменного тока. Измеритель должен быть откалиброван в амперах (среднеквадратичное значение) для измерения синусоидальных волн.

Измерение напряжения

Измеритель тока может использоваться для измерения напряжения.Измеритель с подвижной катушкой имеет постоянное сопротивление. Итак, ток через счетчик пропорционален напряжению.

Для измерения разности потенциалов между двумя точками подключите два провода вольтметра к этим точкам. Итак, в отличие от амперметра, вольтметр подключается параллельно цепи, потенциал которой необходимо измерить.

Для измерения переменного напряжения требуется выпрямление. Как и в измерителях переменного тока, вольтметры переменного тока реагируют на среднее значение выпрямленного напряжения, но калибруются в среднеквадратических вольтах для синусоидальной волны.

Измерение сопротивления

Измеритель с подвижной катушкой может использоваться для измерения неизвестного сопротивления. Измерительные щупы замкнуты накоротко, а ручка регулировки сопротивления повернута так, чтобы ток через полное сопротивление цепи имел отклонение на полную шкалу.

Омметр никогда не используется во время работы цепи. Иногда сопротивление зависит от состояния цепи, в этом случае измерьте напряжение на сопротивлении, ток через него и вычислите сопротивление.

Рекомендации по эксплуатации

Установите переключатель диапазонов в правильное положение перед выполнением любых измерений.
В случае неизвестного измерения всегда рекомендуется начинать с самого высокого диапазона. Никогда не подавайте больше напряжения или тока, чем указано в каждой позиции.
Удалите параллакс для наиболее точных показаний. Посмотрите на шкалу с точки, где совмещаются указатель и его отражение в зеркале.
Когда глюкометр не используется, держите переключатель диапазонов в положении ВЫКЛ. И извлеките батареи.
Всегда подключайте измеритель последовательно к нагрузке при измерении тока. Выберите желаемый диапазон тока и подключите измеритель последовательно к проверяемой цепи.
Полярность проводов не важна при измерении переменного тока. Чувствительность измерителя разная для диапазонов переменного и постоянного тока.

Практические советы

Не измеряйте напряжение в цепи с высоким сопротивлением или высоким сопротивлением с помощью измерителя с относительно низким входным сопротивлением.
Не используйте измеритель для измерения ИС с MOSFET, если вы не знаете, что датчики не статические.
Избегайте использования вольтметра (вместо логического пробника) для измерения логической 1 и логического 0 в цифровой цепи.
В случае измерения переменного тока движение измерителя реагирует на среднее значение выпрямленного тока, и поэтому может быть неточность измерения из-за различной формы волны. Если приложенная форма волны не синусоидальная (квадратная или треугольная), то выпрямленный тип вольтметров переменного тока подвержен ошибкам.Поэтому рекомендуется ознакомиться с таблицей производителя, чтобы узнать, какие факторы следует принимать во внимание, чтобы получить правильное значение.
Батарейки в измерителе следует часто проверять на правильность работы в диапазонах сопротивления.

Цифровой мультиметр

В мультиметре аналогового типа значение измеряемого параметра оценивается по положению указателя на калиброванной шкале. Даже при использовании высококлассного измерителя этого типа трудно снимать показания с точностью лучше, чем примерно 1 процент от значения полной шкалы.

Это ограничение в значительной степени связано с физическим расположением шкалы и схемой указателя. Для более точных измерений было бы лучше, если бы фактическое значение напряжения или тока могло отображаться непосредственно в виде числового значения.

Цифровой измеритель отображает измерения в виде дискретных цифр вместо отклонения стрелки на шкале. У них высокий входной импеданс, и пользователю нужно только установить переключатель функций и прочитать результат измерения.

Основная выполняемая функция — аналого-цифровое преобразование.Вход аналогового сигнала может быть постоянным напряжением, переменным напряжением, сопротивлением или переменным или постоянным током. Таким образом, цифровое значение преобразуется в пропорциональную продолжительность времени, которая, в свою очередь, запускает или останавливает точный генератор. Выходной сигнал генератора подается на счетчик, который управляет устройством цифрового считывания значений напряжения.

Рисунок 3.14 Цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр классифицируется по количеству отображаемых полных цифр. Цифра выхода за пределы диапазона — это дополнительная цифра, позволяющая пользователю считывать значения за пределами полной шкалы.Цифра выхода за пределы диапазона иногда называется «половинной» цифрой. Например, если сигнал изменяется с 9,999 на 10,012, четырехзначный дисплей потребует изменения диапазона, а второе измерение покажет 10,01 В. 0,0002 не будет прочитан. На дисплее с четырьмя с половиной цифрами такой проблемы не возникает.

Помимо считывания значений напряжения, тока и сопротивления, цифровой мультиметр также может использоваться для измерения температуры, частоты, рабочего цикла, емкости и других параметров с помощью дополнительных принадлежностей.Они используются для проверки диодов и непрерывности цепи.

Проверка диода с помощью цифрового мультиметра

Диод — это полупроводниковый прибор, который проводит постоянный ток только в одном направлении. Другими словами, диод показывает очень низкое сопротивление при прямом смещении и чрезвычайно высокое сопротивление при обратном смещении. Омметр подает известное напряжение от внутреннего источника (батарей) на измеряемый резистор. Теоретически это напряжение может достигать 1.5 В или 3 В. Для смещения диода требуется напряжение 0,7 В. Следовательно, если положительный измерительный провод омметра подключен к аноду, а отрицательный измерительный провод омметра подключен к катоду, диод становится смещенным в прямом направлении. В этом случае омметр показывает очень низкое сопротивление. Если измерительные провода поменять местами относительно анода и катода, диод становится смещенным в обратном направлении. Затем омметр показывает очень высокое сопротивление. Таким образом, для проверки диода можно использовать обычный омметр.

Большинство цифровых мультиметров (DMM) имеют функцию проверки диодов . Он отмечен на переключателе выбора маленьким диодным символом. Когда цифровой мультиметр установлен в режим проверки диодов, он обеспечивает достаточное внутреннее напряжение для проверки диода в обоих направлениях. Положительный измерительный провод цифрового мультиметра (красного цвета) подключен к аноду, а отрицательный измерительный провод цифрового мультиметра (черного цвета) подключен к катоду. Если диод исправен, мультиметр должен отображать значение в диапазоне от 0.5 В и 0,9 В (обычно 0,7 В). Затем измерительные провода цифрового мультиметра меняют местами относительно анода и катода. Поскольку диод в этом случае выглядит как разомкнутая цепь для мультиметра, практически все внутреннее напряжение цифрового мультиметра будет появляться на диоде. Значение на дисплее зависит от внутреннего источника напряжения измерителя и обычно находится в диапазоне от 2,5 В до 3,5 В.

Рисунок 3.15
Правильно работающий диод

Неисправный диод выглядит либо как разомкнутая цепь, либо как замкнутая цепь в обоих направлениях.Первый случай более распространен и в основном вызван внутренним повреждением pn-перехода из-за перегрева. Такой диод показывает очень высокое сопротивление как в прямом, так и в обратном смещении. С другой стороны, мультиметр показывает 0 В в обоих направлениях, если диод закорочен. Иногда вышедший из строя диод может не показывать полное короткое замыкание (0 В), но может отображаться как резистивный диод , и в этом случае измеритель показывает одинаковое сопротивление в обоих направлениях (например, 1.5 В). Это показано на Рисунке 3.16.

Рисунок 3.16
Неисправные диоды

Как упоминалось ранее, если в конкретном мультиметре не предусмотрена специальная функция проверки диодов, диод все равно можно проверить, измерив его сопротивление в обоих направлениях. Селекторный переключатель установлен в положение ОМ. Когда диод смещен в прямом направлении, измеритель показывает от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом. Фактическое сопротивление диода обычно не превышает 100 Ом, но внутреннее напряжение многих измерителей относительно низкое в диапазоне Ом, и этого недостаточно для полного прямого смещения pn перехода диода.По этой причине отображаемое значение выше. Когда диод смещен в обратном направлении, измеритель обычно отображает какой-либо тип индикации вне диапазона, такой как «OL», потому что сопротивление диода в этом случае слишком велико и не может быть измерено с помощью измерителя.

Фактические значения измеренных сопротивлений не важны. Однако важно убедиться, что существует большая разница в показаниях, когда диод смещен в прямом направлении и когда он смещен в обратном направлении. Фактически, это все, что вам нужно знать.Это говорит о том, что диод исправен.

Осциллограф

До сих пор мы рассматривали счетчики, которые отображают статические уровни напряжения или тока. Для более тщательных тестов работы схемы нам необходимо изучить, как сигнал изменяется во времени. Это включает отображение графика исследуемого сигнала в зависимости от времени, и инструментом, используемым для этого, является осциллограф.

Он дает визуальную индикацию того, что делает схема, и показывает, что идет не так, быстрее, чем любой другой прибор.Мультиметр может обнаруживать наличие сигналов, и, если форма сигнала известна, можно рассчитать среднее, пиковое, среднеквадратичное значение или от пика до пика. Однако, если форма волны неизвестна, это невозможно. На сигнал может накладываться шум, и мультиметр не сможет дать правильную информацию. Осциллограф дает точную и четкую картину осциллограмм.

Осциллограф

На следующем рисунке показаны все основные элементы управления на передней панели.Элементы управления могут иметь вид, отличный от показанного, но они должны присутствовать в осциллографе.

Рисунок 3.17
Элементы управления на осциллографе

Элементы управления следующие:

Управление ВКЛ / ВЫКЛ
Управление фокусом
Элементы управления положением X и Y
Триггер, синхронизация или Управление уровнем
Интенсивность или яркость контроль

Иногда контроль ВКЛ / ВЫКЛ можно комбинировать с контролем интенсивности / яркости.

Прибор подключается непосредственно к электросети. После включения прибора подождите некоторое время, пока нагреватель ЭЛТ нагреется. Поворачивайте регулятор Brilliance по часовой стрелке, пока не увидите горизонтальную линию следа на экране.

Если кривая не появляется на экране, поверните регулятор Brilliance вправо до упора по часовой стрелке. Установите регулятор Time / cm на самую медленную скорость, но не в выключенное положение. При этих настройках на экране должно появиться светлое пятно, медленно перемещающееся слева направо.

По-прежнему, если ничего не видно, поверните регулятор Trig / Level по часовой стрелке и посмотрите, не появится ли что-нибудь. Регулируйте элементы управления вертикальным и горизонтальным положением, пока не появится кривая.

Если все вышеперечисленные шаги не приводят к отображению кривой на экране, прибор неисправен. Отключите от сети и проверьте предохранители.

После получения кривой на экране используйте элементы управления вертикальным и горизонтальным положением, чтобы начать трассировку с левой стороны экрана и расположить ее вдоль центральной линии.Контроль фокуса используется для того, чтобы сделать линию как можно более тонкой. Уменьшите настройку яркости до комфортного уровня просмотра.

При выполнении измерений с помощью осциллографа очень ценна пара пробников, которая упрощает установление контакта в точке измерения удобным способом. Зонды соединяют точки измерения в тестируемом устройстве со входами осциллографа.

Входные пробники

Когда исследуемые сигналы имеют относительно низкие частоты, такие как формы волны, ожидаемые от аудиоусилителя, емкость тестовых проводов обычно не представляет проблемы и мало влияет на форму волны сигнала отображается или проверяемой цепи.

Когда исследуются высокочастотные сигналы или быстрые импульсы, емкость между сердечником и экраном входного кабеля может повлиять на отображаемые формы сигналов и может нарушить тестируемую цепь.

Емкость между сердечником и экраном типичного входного кабеля длиной 1 метр может составлять около 50 пФ, что при добавлении к входной емкости усилителя 50 пФ даст общую шунтирующую емкость 100 пФ в тестируемой цепи.

Предположим, что исследуемая схема представляет собой видеоусилитель с импедансом нагрузки 1 кОм, а исследуемый сигнал представляет собой прямоугольную волну 10 МГц.Форма волны, отображаемая на генераторе, станет треугольной, потому что конденсатор не может заряжаться и разряжаться достаточно быстро через нагрузочный резистор усилителя, чтобы иметь возможность следовать за прямоугольной волной 10 МГц.

Одним из способов решения этой проблемы является использование специального щупа на входном конце тестового провода. Этот пробник обычно используется в качестве делителя на десять аттенюаторов, а схема схемы показана на рисунке ниже:

Рисунок 3.18
Схема простого входного пробника

Постоянная составляющая сигнала ослабляется пара сопротивлений, образующих простой делитель потенциала.Чтобы уравновесить емкостное реактивное сопротивление, через R1 подключен небольшой последовательный конденсатор. Величина этого конденсатора регулируется таким образом, чтобы его значение емкости составляло 1/9 от емкости шунтирующего провода и входа усилителя осциллографа.

Например, если осциллограф имеет шунтирующую емкость порядка 50 пФ, конденсатор последовательного включения становится примерно 5 пФ. Теперь, когда зонд используется для проверки схемы видеоусилителя, он имеет эффективное реактивное сопротивление около 3 кОм на частоте 10 МГц и, следовательно, будет иметь гораздо меньшее влияние на исследуемый сигнал.

Тесты пробников

Когда пробник включен во входную линию, важно согласовать пробник со входом осциллографа. Обычно это достигается путем регулировки небольшого компенсационного конденсатора в пробнике для получения правильных результатов на входе прямоугольной волны. Большинство осциллографов выдают прямоугольный тестовый сигнал для настройки входных пробников. Этот сигнал подается на вход пробника, и конденсатор пробника затем настраивается так, чтобы на экране отображался правильный квадрат.

Если компенсационный конденсатор в пробнике слишком большой, он не будет обеспечивать правильный коэффициент затухания для высокочастотных сигналов. На входе прямоугольной волны это вызовет выбросы по краям прямоугольной волны, как показано на следующем рисунке:

Рисунок 3.19
Влияние регулировки компенсации пробника (a), (b)

Когда компенсационный конденсатор слишком мало, более высокие частоты ослабляются слишком сильно, и это приводит к скругленным углам прямоугольной волны, как показано на рисунке (b).

При правильной настройке компенсационного конденсатора не может быть перерегулирования или округления на краях прямоугольной волны, и форма волны отображается правильно.

Калибровка щупа осциллографа

При использовании осциллографа очень легко подключить щуп осциллографа и начать измерения. К сожалению, пробники осциллографов необходимо откалибровать, прежде чем на них подадут иск, чтобы гарантировать, что их отклик ровный. Для этого практически в каждый осциллограф имеется встроенный калибратор.Он обеспечивает выходной сигнал прямоугольной формы, а на датчике имеется небольшой предварительно установленный регулятор. Когда пробник осциллографа подключен к выходу калибратора, форма сигнала, отображаемого на экране, должна быть отрегулирована до идеальной квадратной формы. Если высокочастотный отклик датчика понижен, края прямоугольной волны будут закруглены. Если он выше, то на краях прямоугольной волны будет наблюдаться перерегулирование.

Несмотря на простую настройку, важно, чтобы она выполнялась для обеспечения правильной работы датчика.

Измерение амплитуды с помощью осциллографа

Осциллограф значительно и эффективно помогает в определении амплитуды напряжения.

Рисунок 3.20
Измерение напряжения

Подсчитывается количество сантиметров на вертикальной шкале от отрицательного пика до положительного пика. Это количество умножается на значение переключателя вольт на сантиметр.

Например: если значение 5 В / см соответствует настройке вольт / см, а форма волны составляет 4.8 В от пика к пику, тогда напряжение формы волны составляет 4,8 * 5 = 24 В от пика к пику.

Измерение частоты с помощью осциллографа

Для измерения частоты измеряется период времени одного полного цикла. Это просто расстояние по горизонтали между двумя идентичными точками на соседних волнах.

Рисунок 3.21
Измерение частоты

Затем это расстояние умножается на значение переключателя Время / см и рассчитывается период одного цикла.Обратной величиной этого времени является частота волны.

Например, если пики сигнала находятся на расстоянии 5 см, а переключатель Время / см установлен на 200 ^μ с / см, время одного полного цикла составляет 5 * 200 = 1000 ^μ с = 1 мс, а частота 1/1000 = 1 кГц.

Измерение разности фаз

Если у нас есть два сигнала с одинаковой частотой и мы хотим измерить разность фаз между ними, мы можем сделать это с помощью двухканального осциллографа.Один сигнал подается на вход CHANNEL1, а другой — на вход CHANNEL2.

Положение Vh2 настраивается для размещения кривой Ch2 таким образом, чтобы она была отцентрирована относительно горизонтальной оси экрана. Затем трасса Ch3 перемещается, чтобы поместить ее поверх кривой Ch2. Затем элемент управления положением X настраивается для перемещения точки пересечения кривой Ch2 с горизонтальной осью и выравнивания с левой вертикальной линией.

Расстояние между точкой пересечения кривой Ch2 и соответствующей точкой кривой Ch3 затем измеряется по горизонтальной оси, как показано на следующем рисунке.Также измеряется общий период одного цикла формы сигнала канала 2:

Рисунок 3.22
Измерение разности фаз

Сдвиг фазы представляет собой разницу в положении между двумя кривыми, деленную на общий период волны, а результат умножается. на 360, чтобы получить фазу в градусах.

Фигуры Лиссажу

Если нам нужно сравнить фазовое соотношение между двумя сигналами переменного тока, то подайте один сигнал на пластину X трубки, а другой сигнал — на пластину Y трубки.В результате получается изображение, которое обычно называют фигурой Лиссажу.

На двухканальном осциллографе обычно есть положение переключателя TIME / DIV, которое выбирает сигнал Ch3. При выборе этого режима один сигнал подается на вход Ch2, а другой — на вход Ch3.

Когда два поданных сигнала имеют одинаковую частоту и точно совпадают по фазе, результатом будет диагональная линия на электронно-лучевой трубке, которая будет проходить от нижнего левого угла экрана до верхнего правого, как показано на следующем рисунке ( а):

Рисунок 3.23
Отображение типичных фигур Лиссажу

Если полярность одного из сигналов теперь перевернута, так что он на 180 градусов не совпадает по фазе с другим сигналом, результатом все равно будет прямая диагональная линия, но теперь она будет проходить сверху слева направо внизу экрана, как показано на рисунке (b).

Когда два сигнала не совпадают по фазе друг с другом, диагональная линия меняется на эллипс, идущий по диагонали от нижнего левого угла к верхнему правому краю экрана, как показано на рисунке (c).

По мере увеличения разности фаз толщина эллипса будет увеличиваться, пока он не станет кругом, когда сигналы сдвинуты по фазе на 90 градусов, как показано на рисунке (d).

Приведенные выше результаты предполагают, что сравниваемые сигналы являются синусоидальными волнами одинаковой амплитуды. Также предполагается, что чувствительность к отклонению цепей X и Y осциллографа одинакова. Если амплитуды сигналов или чувствительность к отклонению не идентичны, то результирующее изображение будет растянуто в направлении с более высокой чувствительностью.

Когда исследуемые формы сигналов не являются синусоидальными волнами, отображение Лиссажу искажается, но обычно следует шаблону аналогичного типа.

Анализ формы сигнала с помощью осциллографа

Осциллограф — отличный инструмент для просмотра того, что происходит в цепи, и с опытом можно многое извлечь из правильной интерпретации того, что отображается.

Если на усилитель подается синусоидальная волна и осциллограф показывает форму волны с плоской вершиной при подключении к его выходу, это означает, что в усилителе происходит ограничение сигнала.

Калибровка осциллографов

Осциллографы всегда были важным измерительным инструментом для инженера. Конструкция осциллографов медленно эволюционировала от ранних инструментов, которые использовались для простого просмотра формы сигнала, до осциллографов с калиброванными диапазонами и сеткой (сеткой) на дисплее, позволяющих проводить измерения, до современных цифровых запоминающих осциллографов (DSO), которые в стандартную комплектацию встроены многие расширенные функции измерения. В последних разработках теперь используются цифровые ЖК-дисплеи вместо традиционных ЭЛТ (электронно-лучевых трубок), что дает инженерам еще больше возможностей для измерения в еще более портативных приборах.Осциллограф все еще развивается, последний шаг — это осциллограф, который сочетает в себе функции осциллографа и цифрового мультиметра в одном приборе. Каждый шаг эволюции увеличивал измерительные возможности осциллографа, делая калибровку этих инструментов еще более важной.

Все типы осциллографов требуют калибровки этих основных функций.

Калибровка осциллографа: амплитуда

Амплитуда осциллографа калибруется путем подачи низкочастотной прямоугольной волны и регулировки ее усиления в соответствии с высотой, указанной для различных уровней напряжения (показано делениями линии сетки на осциллографе).Напряжения, которые используются для калибровки, выбираются с помощью соответствующей настройки в соответствии с диапазонами амплитуды на осциллографе. Используя этот выходной сигнал, осциллограммы должны быть выровнены с отметками сетки на экране осциллографа. При калибровке усиления амплитуды осциллографа необходимо установить различные напряжения и убедиться, что коэффициент усиления соответствует высотным линиям сетки на дисплее осциллографа в соответствии со спецификациями, предоставленными производителем осциллографа.

Калибровка осциллографа: временная развертка / горизонтальное отклонение

Временная развертка осциллографа откалибрована для обеспечения соответствия горизонтального отклонения спецификациям производителя. Сигнал маркера времени генерируется калибратором, пики которого совмещены со шкалой координатной сетки на дисплее осциллографа.

Калибровка осциллографа: эталон полосы пропускания

Для калибровки полосы пропускания требуется синусоидальный сигнал постоянной амплитуды и переменной частоты до и выше, чем указано в спецификации осциллографа.Многие процедуры калибровки также требуют опорного уровня 50кГц, чтобы установить амплитуду запуска.

Калибровка осциллографа: уровень запуска

Уровень запуска можно проверить, используя синусоидальный сигнал с высотой 6 делений и регулируя регулятор уровня запуска для получения стабильной кривой, начинающейся в любой точке положительного или отрицательного наклона в зависимости от выбора осциллографа. Чувствительность проверяется путем применения гораздо меньшего сигнала (обычно 10% от полной шкалы), и проверка стабильной кривой может быть получена даже тогда, когда элементы управления положением используются для перемещения кривой в верхнюю или нижнюю часть дисплея.Полоса пропускания запуска и работы фильтров ВЧ-шума на некоторых осциллографах может быть проверена путем использования выровненного выхода развертки и увеличения частоты или до тех пор, пока не будет потеряна стабильная синхронизация.

Меры предосторожности

Выполните следующие настройки перед включением осциллографа или после завершения его использования:

Настройте регулятор стабильности на автоматический режим
Поверните регулятор яркости полностью против часовой стрелки
Установите вертикальный и регуляторы горизонтального положения на полпути
Поверните регулятор вольт / см на максимальное значение из диапазона
Установите регулятор времени / см на 1 мс / см или его ближайшее значение

Используйте полностью экранированные зонды на высоких частотах, чтобы исключить возможность сигнала деградация.Использование компенсированного пробника снижает эффект из-за затухания амплитуды и фазовых искажений в коаксиальном кабеле.

Сведите интенсивность луча к минимуму, необходимому для конкретной настройки.

Убедитесь, что вертикальное усиление установлено выше напряжения измеряемого сигнала. Начните с настройки максимального напряжения и минимальной чувствительности, затем уменьшайте диапазон до тех пор, пока не будет достигнута правильная настройка.

Избегайте отображения неподвижной яркой точки в течение длительного времени.Это может привести к сгоранию люминофора на экране.

Тестеры целостности цепи

Простейшей формой измерения сопротивления является проверка целостности цепи, которая просто проверяет, есть ли токопроводящий путь между двумя точками в цепи. Этот тест просто показывает, высокое или низкое сопротивление между двумя точками, и удобен для отслеживания отдельных проводов через многожильный кабель или для отслеживания соединений дорожек на печатной плате. Одна из популярных схем для тестера непрерывности показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.24
Тестер целостности цепи с использованием зуммера

Здесь зуммер соединен последовательно с батареей и двумя измерительными проводами. Один испытательный щуп подключается к одному концу проверяемого провода или цепи, а второй щуп — к другому концу цепи. Если сопротивление между двумя контрольными точками низкое, раздается звуковой сигнал, указывающий на целостность цепи.

В качестве альтернативы зуммеру прибор для проверки целостности цепи может использовать лампу накаливания или светоизлучающий диод в качестве индикатора непрерывности, как показано на следующих рисунках.Лампа или светодиод загораются, когда обнаруживается непрерывность между точками, к которым применяются испытательные щупы:

Рисунок 3.25
Тестер целостности с использованием (а) нити накала (б) светодиода

Генераторы сигналов

Самые современные аудиосистемы Источники сигналов выдают не только синусоидальную волну, но также прямоугольные и треугольные сигналы. Эти инструменты обычно называют генераторами сигналов, чтобы отличить их от обычных генераторов сигналов, которые выдают только синусоидальный сигнал.

В этом приборе основная треугольная форма волны генерируется с использованием конденсатора, заряжаемого и разряжаемого при постоянном токе, в качестве устройства синхронизации. Базовая блок-схема такого устройства показана ниже:

Рисунок 3.26
Блок-схема генератора сигналов

Треугольный сигнал генерируется с использованием напряжения, создаваемого на конденсаторе, который поочередно заряжается и разряжается путем переключения на ток. источник I1 и сток I2. Напряжение конденсатора подается на пару компараторов уровней, которые определяют, когда напряжение на конденсаторе достигает двух заданных уровней напряжения.Выход компараторов управляет триггером, который, в свою очередь, переключает источники постоянного тока I1 и I2 с помощью переключателя S1.

Для нарастания треугольной волны конденсатор переключается так, что он заряжается линейно со временем от источника тока I1. Когда напряжение на конденсаторе достигает опорный уровень компаратора A1, выходной сигнал A1 запускает схему триггера, и это, в свою очередь работает переключатель S1. Конденсатора теперь освобождается от источника тока I2 и падает линейно со временем до тех пор, пока не достигнет эталонного уровня компаратора А2.

Выход A2 используется для сброса триггера, и это приводит в действие переключатель S1, так что конденсатор снова разряжается с I1, чтобы начать новый цикл колебаний. В результате напряжение на конденсаторе линейно растет и падает между двумя опорными уровнями, создавая треугольную форму выходного сигнала.

Амплитуда сигнала определяется опорными уровнями напряжения, приложенными к двум компараторам, а частота — емкостью конденсатора и уровнями тока от генераторов I1 и I2.

Поскольку триггеры переключаются каждый раз, когда треугольник меняет свое направление на обратное, выходной сигнал триггера представляет собой прямоугольную волну, частота которой совпадает с частотой треугольной волны.

Полученная прямоугольная волна будет сдвинута по фазе на 90 градусов с треугольной волной, поскольку триггер переключается на пиках и минимумах треугольной волны.

Ячейки сопротивления

Для экспериментального поиска неисправностей полезной принадлежностью является переключаемая ячейка сопротивления.Идеальная схема — это настоящая декада сопротивления, обеспечивающая, возможно, три десятилетия выбираемого сопротивления. Принципиальная схема этого типа ящика сопротивлений показана на следующем рисунке:

Рисунок 3.27
Расположение декадного ящика сопротивлений

Для простоты на диаграмме показаны только два декада. В такой конфигурации коробка обеспечивает диапазон сопротивления от 0 до 9,9 кОм с шагом 100 Ом. Типичный блок может иметь четыре банка, самый низкий из которых дает шаг 10 Ом, а самый высокий дает шаг 10 кОм, что позволяет принимать значения сопротивления от 0 до 99.99 кОм следует выбирать с шагом 10 Ом.

Таким образом, в банке 10 кОм каждый резистор имеет значение 10 кОм. В нулевом положении банк закорочен, но когда ротор переключателя перемещается на 10 кОм, резисторы добавляются последовательно между ротором и входной клеммой.

Выход переключателя банка 10 кОм питает верхний конец банка резисторов 1 кОм, и здесь переключатель добавляет выбранное количество последовательно включенных резисторов по 1 кОм. Группы 100 Ом и 10 Ом подключаются таким же образом, и, наконец, перемычка селекторного переключателя 10 Ом выходит на другую входную клемму коробки сопротивлений.

Переключатели могут быть дисковыми переключателями десятичного типа, а резисторы в коробках этого типа должны быть из оксидов металлов с допуском не менее 1% для получения полезных результатов.

Для домашнего устройства, в котором используются компоненты с 1 процентом, только две наиболее значимые цифры показаний на переключателях должны считаться действительными при оценке значения сопротивления. В коммерческом боксе сопротивления резисторы обычно представляют собой компоненты с допуском 1%, которые были измерены и выбраны для получения правильных значений с точностью до 0.1 процент или лучше.

Коробки конденсаторов

Можно использовать коробку переключаемых конденсаторов, которая работает аналогично коробке резисторов. В этом случае конденсаторы в каждой декаде подключаются последовательно параллельно, чтобы получить желаемое значение конденсатора, а общая емкость каждой декады подключается параллельно с емкостью других декад.

Из-за эффектов паразитной емкости минимальное практическое приращение емкости составляет 100 пФ.Таким образом, можно было построить коробку, в которой первая декада увеличивалась до 1 нФ, а последующие десятилетия — до 10 нФ, 100 нФ и 1 мкФ соответственно.

Для более низких десятилетий можно использовать конденсаторы из полистирола или серебряной слюды с допуском 2% для обеспечения разумной точности и хорошей стабильности. Для более высоких диапазонов можно использовать конденсаторы из металлизированной полиэфирной пленки с допуском 5%.

10 лучших советов для профессионального проектирования схем | ОРЕЛ

Готовы к следующей отличной идее проекта печатной платы? Все начинается с вашего схематического дизайна.В отличие от компоновки печатной платы, которая полностью посвящена физическому размещению деталей и меди, схема является более теоретической и описывает, как компоненты электрически соединены. И хотя вы не обязательно будете знать, как части физически соединяются при рисовании схемы, вы будете точно знать, как сигнал будет проходить по вашей схеме. Звучит достаточно просто, правда? Не так быстро.

В мире дизайна электроники есть хорошие схемы, а есть плохие схемы. Разница в конечном итоге сводится к простому вопросу — сможет ли кто-нибудь сразу понять и устранить неисправность вашей схемы на основе вашей схемы, или чтение вашей схемы приведет к еще большей путанице? Если вы в прошлом создавали плохие схемы или просто не знаете лучших практик, не беспокойтесь.Вот 10 наших лучших советов, которые покажут вам, как нарисовать свой следующий схематический дизайн, как профессионал!

Pro Совет №1 — Четко покажите, как ваши провода подключаются

Вы будете полагаться на провода, чтобы определять связи между символами на схематическом чертеже. В Autodesk EAGLE вы увидите, что они называются сетями. Независимо от того, как вы их называете, есть несколько рекомендаций, о которых следует помнить.

Во-первых, если у вас есть два провода, которые образуют соединение и разделяют электрическое соединение, на этом пересечении должна быть точка соединения.Это стандартная практика в любом схематическом дизайне, и некоторые инструменты, такие как Autodesk EAGLE, добавят точку соединения за вас. Однако, если у вас есть пара пересекающихся проводов, которые не имеют общего электрического соединения и просто перекрываются, то точка вам не понадобится. Отсутствие точки соединения будет означать, что провода только пересекаются.

Вы можете видеть как перекрывающиеся, так и связанные наборы цепей с точкой соединения и без нее.

При добавлении соединений для пересекающихся проводов также рекомендуется избегать четырехстороннего пересечения, поскольку это, вероятно, добавит путаницы при чтении вашей схемы.Вместо этого выберите набор общих перекрестков, как показано на изображении ниже, где каждый перекресток имеет свое собственное уникальное соединение. Это значительно упрощает понимание правильных подключений и позволяет избежать неправильного толкования.

Держитесь подальше от 4-сторонних перекрестков, чтобы схема была легко читаемой.

Наконец, вы могли видеть в прошлом схемы с изгибом на той части провода, где он пересекается с другим проводом. Это был старый стандарт, означающий, что два провода перекрываются без общего соединения, но сейчас это устаревшая практика, поэтому не рекомендуется.

Обращайте внимание на старые правила подключения к сети в устаревших материалах. (Источник изображения)

Pro Совет № 2 — Полные сетевые подключения, когда это имеет смысл

Вся цель схемы состоит в том, чтобы сделать вашу схему как можно более простой для понимания, когда вы читаете ее в будущем или передаете другому инженеру. Чтобы облегчить этот процесс чтения, необходимо свести к минимуму любые ненужные сетевые соединения, когда они не нужны.

Обычно это происходит, когда вы рисуете символ интегральной схемы (ИС) на схеме.Вместо того, чтобы рисовать десятки цепей повсюду, инженеры обычно просто обозначают сетевое имя для определенного контакта, который связан с контактом на другом устройстве, без необходимости подключения этих двух. Это улучшает читаемость схемы без добавления ненужного беспорядка.

Подключение всех цепей на этой перемычке к его ИС сделало бы схему запутанной!

Если сомневаетесь, спросите себя, когда вы размещаете цепь, поможет ли это улучшить читаемость вашей схемы или только добавит беспорядка? И на том же примечании мы также рекомендуем, чтобы ваши сетевые имена были как можно короче и заглавными буквами.Гораздо проще и эффективнее назвать сеть « CLK », чем « , тактовая частота 10 МГц для PIC ».

Pro Совет № 3 — Всегда используйте один и тот же символ для одного и того же устройства

Если это ваш первый схематический рисунок, вы можете быть удивлены, узнав, что существует несколько различных способов рисования схематических символов. Все зависит от того, в какой части света вы живете и каким стандартам вы планируете следовать.

Чтобы элементы схемы были организованы и согласованы, всегда используйте один и тот же символ для обозначения одного и того же устройства.Например, размещение резистора IEEE на вашей схеме и резистора европейского стандарта IEC просто приведет к путанице.

Помните о различиях между стандартами символов в США и Европе. (Источник изображения)

Прежде чем рисовать схему, найдите время, чтобы просмотреть все известные электрические символы и последовательно использовать их в каждом из ваших проектов. Вот отличный справочный список электрических символов, в котором показаны наиболее распространенные типы.

Pro Совет № 4 — Убедитесь, что каждая деталь имеет уникальный код

Это еще один совет по повышению согласованности и читаемости вашей схемы.Каждый символ на вашей схеме должен иметь свой собственный уникальный код, чтобы каждую деталь можно было легко идентифицировать. Например, каждый резистор должен иметь последовательную последовательность именования R1, R2, R3 и т. Д.

Если вы используете детали из существующей библиотеки Autodesk EAGLE, например, из Sparkfun или Adafruit, эти обозначения уже будут установлены для вас. Но если вы планируете создавать свои собственные символы, вам нужно будет добавить правильное обозначение. Ознакомьтесь со списком обозначений ниже для справки в ваших будущих проектах:

Удобная таблица с наиболее распространенными обозначениями символов.(Источник изображения)

В том же духе мышления, если вы планируете использовать компоненты с особыми требованиями к производительности, подумайте также о добавлении метки к символу. Например, вам может потребоваться добавить метки для деталей, которые имеют определенные требования к ширине дорожек, особые требования к экранированию или импедансу.

Совет от профессионала №5 — Сохраняйте последовательность размещения текста

Опираясь на совет 4, нет ничего более болезненного, чем попытка прочитать схему, в которой имена символов, значения и метки представлены в сочетании горизонтальной и вертикальной ориентации.Взгляните на схему ниже, разве от этого не кружится голова?

Вы поворачиваете голову влево и вправо, просто пытаясь прочитать схему? Сохраните те же имена и ценности. (Источник изображения)

При размещении символов на схеме найдите время, чтобы правильно сориентировать все имена и значения в одном направлении, независимо от размещения вашего компонента. Это упростит чтение вашей схемы и поможет вашим коллегам-инженерам ссылаться на нее.

В Autodesk EAGLE этот процесс прост. Просто используйте инструмент Smash в левой части интерфейса, чтобы отделить имя и значение от символа. Отсюда вы можете вращать и ориентировать имена и значения символов.

Совет от профессионала № 6 — Сохраняйте свою схему логически организованной

При рисовании схемы важно помнить о логическом течении схемы. Для большинства электрических схем, за некоторыми небольшими исключениями, входные сигналы всегда поступают слева, а выходы сигналов всегда идут вправо.Электропитание будет начинаться сверху и с земли, или отрицательное напряжение будет идти снизу.

При рисовании вашей схемы убедитесь, что размещение ваших символов и соединение ваших цепей всегда следуют этому логическому процессу. Это значительно упростит использование вашей схемы в будущем, а также упростит чтение другим инженером.

Pro Совет № 7 — Разделите вашу схему на логические блоки

Если вы разрабатываете сложную схему с несколькими функциями, которые можно логически разделить, сделайте это.Это значительно упрощает просмотр и устранение неисправностей вашей схемы, когда основные функциональные области четко определены на отдельном листе.

Этот инженер заслуживает медали за свою схемотехническую организацию! (Источник изображения)

Если ваша схема недостаточно велика, чтобы требовать отдельных листов для каждого функционального блока, то, по крайней мере, подумайте о добавлении рамок вокруг каждого раздела с меткой в каждом. Также не бойтесь оставлять пустое место на листе схемы. Цель состоит не в том, чтобы заполнить каждый дюйм вашей схемы, а в том, чтобы логически отделить ее и упорядочить для удобства чтения.

Pro Совет № 8 — Создайте свою схему для удобства печати

Мы всегда рекомендуем рисовать схемы, которые можно легко распечатать и просмотреть, на стандартном листе бумаги. В США это будет 8,5 x 11 дюймов, а в Европе вы найдете формат A4, который составляет 210 x 297 мм.

Зачем ограничивать схемы этим размером? Просто потому, что те времена, когда у инженеров были гигантские чертежные столы, прошли. У большинства людей есть доступ только к принтерам со стандартными размерами страниц, и проще распечатать одну страницу, которая поместится рядом с монитором и клавиатурой.

Из-за этого ограничения по размеру мы также рекомендуем использовать несколько листов схемы, если необходимо, чтобы разделы схемы можно было легко просматривать без необходимости панорамирования. Даже если ваша схема не распечатана, проще перелистывать страницы между несколькими листами в PDF с их собственными функциональными блоками схемы, чем вручную перемещать один гигантский лист.

Pro Совет № 9 — Поместите развязывающие заглушки рядом с их устройством

Если есть одно исключение из правила, согласно которому схемы предназначены исключительно для электрических соединений, а не для размещения, то это для разделительных конденсаторов.Эти компоненты имеют решающее значение, когда вам нужно сгладить сигнал от источника питания для таких чувствительных компонентов, как интегральные схемы. При размещении развязывающих заглушек на схеме обязательно сориентируйте их в непосредственной близости от компонента, рядом с которым они будут размещены на физическом макете печатной платы. Это поможет другому инженеру быстро понять назначение группы конденсаторов.

Интегральная схема с 3 развязывающими крышками, расположенными рядом. (Источник изображения)

Совет от профессионала № 10 — Запомните свою основную надпись

И последнее, но не менее важное: не забывайте всегда включать основную надпись на каждой странице вашей схемы! Это простой организационный инструмент, который может помочь отслеживать несколько листов схемы, знать, кто их разработал, и знать, какую версию проекта вы просматриваете.При добавлении основной надписи поместите ее в правом нижнем углу листа (-ов) и включите следующую информацию:

Название схемы, ваше имя и дата создания
Номер листа схемы, если у вас более 1 страницы
Также рассмотрите возможность добавления номера редакции, чтобы облегчить различение версий

Держите листы схемы организованными и упорядоченными с помощью основной надписи. (Источник изображения)

Дизайн как профессионал

Вот они, 10 лучших советов, которые помогут вам нарисовать свой следующий схематический дизайн как профессионал! Когда дело доходит до схем, ваша цель всегда сосредоточена на ясности.Достаточно ли легко понять вашу схему другому инженеру? И что еще более важно, сможете ли вы прочитать и интерпретировать то, что вы нарисовали, если снова возьмете свою схему через год? Схемы составляют основу любой конструкции электроники, и просто имеет смысл найти время, чтобы передать информацию как можно более четко и эффективно. Это поможет, если вам нужно передать вашу схему другому инженеру для процесса компоновки печатной платы, а также поможет в поиске и устранении неисправностей в вашей схеме на этапе пост-обработки.И так, чего же ты ждешь? Выбирайтесь и начинайте рисовать схемы, как профессионал! Ваши коллеги-инженеры оценят вас.

Готовы нарисовать следующую схему с помощью наших 10 лучших советов? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

цепей: один путь к электричеству — Урок

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 45 минут

Зависимость уроков: Нет

Тематические области: Физические науки

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Резюме

Учащиеся начинают понимать явление электричества, изучая электрические цепи.Учащиеся используют основную дисциплинарную идею использования доказательств для построения объяснения, поскольку они узнают, что движение заряда по цепи зависит от сопротивления и расположения компонентов схемы. Студенты также изучают основные дисциплинарные идеи и сквозные концепции энергии и передачи энергии в контексте энергии от батареи. В одном из связанных практических занятий студенты создают и исследуют характеристики последовательных цепей. В другом задании учащиеся конструируют и собирают фонарики. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Эти диаграммы представляют собой карты, которые каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают новую принципиальную схему, либо используют существующую. Интерпретация принципиальных схем — важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.После постройки эти электрические цепи используются для освещения наших домов, питания компьютеров, запуска автомобилей и почти всех современных устройств, использующих электричество.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

Опишите, как изменяется ток в последовательной цепи, когда лампочка или аккумулятор добавляются или удаляются из цепи.
Поймите, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, которая преобразуется в тепловую энергию и свет в лампочке.Кроме того, звуковая энергия может вырабатываться из электричества посредством движущегося диффузора динамика. В этом примере электричество преобразуется в механическое движение (для перемещения динамика), которое затем производит звуковую энергию в виде движущихся воздушных волн.
Опишите связи между изображениями символов цепей.
Найдите напряжение последовательно соединенных батарей, суммируя напряжения отдельных батарей.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS
4-ПС3-2. Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока.(4 класс)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Доказательства использования (например,g., измерения, наблюдения, закономерности) для построения объяснения.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия может передаваться с места на место с помощью движущихся объектов, звука, света или электрического тока.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия присутствует всякий раз, когда есть движущиеся объекты, звук, свет или тепло. Когда объекты сталкиваются, энергия может передаваться от одного объекта к другому, тем самым изменяя их движение.При таких столкновениях некоторая энергия обычно также передается окружающему воздуху; в результате воздух нагревается и раздается звук.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Свет также передает энергию с места на место.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрического тока, который затем может использоваться локально для создания движения, звука, тепла или света.Токи, возможно, возникли с самого начала путем преобразования энергии движения в электрическую.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Энергия может передаваться различными способами и между объектами.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
ГОСТ
Колорадо — Наука
Покажите, что электричество в цепях требует замкнутого контура, по которому может проходить ток. (Оценка 4) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Опишите преобразование энергии, происходящее в электрических цепях, в которых возникают световые, тепловые, звуковые и магнитные эффекты. (Оценка 4) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Больше подобной программы
Цепи
Студенты знакомятся с несколькими ключевыми понятиями электронных схем.Они узнают о некоторых физических принципах схем, ключевых компонентах схемы и их распространении в наших домах и повседневной жизни.
Параллельная схема и закон Ома: много путей для электричества
Студенты изучают состав и практическое применение параллельной схемы по сравнению с последовательной схемой.Студенты проектируют и строят параллельные схемы, исследуют их характеристики и применяют закон Ома.
Электроны в движении
Студенты узнают о текущем электричестве и необходимых условиях для существования электрического тока. Учащиеся конструируют простую электрическую схему и гальванический элемент, чтобы помочь им понять напряжение, ток и сопротивление.
Сила еды
Студенты воображают, что они застряли на острове и должны создать как можно более яркий свет с помощью скудных принадлежностей, которые у них есть под рукой, чтобы привлечь внимание спасательного самолета. В небольших группах ученики создают схемы, используя предметы из своих «наборов для выживания», чтобы создать максимальное напряжение, измеряемое…
Предварительные знания
Батарея, простая схема, ток, электричество, сопротивление, напряжение, ток
Введение / Мотивация
Рис. 1. Схема простой схемы. Авторское право
Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере
Спросите студентов, были ли у них когда-нибудь электронная игра или игрушка, для которых требуются батарейки? (Многие ответят утвердительно.) Спросите сколько батареек нужно для игры или игрушки? (Возможные ответы: одна, две, три или четыре батарейки.) Попросите учащихся подумать, почему для некоторых электронных игр или игрушек требуется больше батарей, чем для других игр или игрушек? (Возможные ответы: некоторым игрушкам нужно больше энергии, некоторым играм нужно больше электричества.) Три батареи AA, подключенные последовательно, могут обеспечить большее напряжение, чем одна батарея AA. Это связано с тем, что химическая энергия в батарее преобразуется в электрическую энергию в цепи, и в цепи с тремя батареями AA «последовательно» доступно больше химической энергии, чем в цепи только с одной батареей AA.Электрические цепи, а также батареи могут быть «последовательно» или «параллельно». В ходе сегодняшнего урока мы узнаем, что означает «последовательно» и «параллельно».
Откуда инженеры-электрики знают, сколько батарей необходимо для работы электронной игры или игрушки? Один из способов определить необходимое напряжение и ток — это создать карту цепи. Инженеры-электрики могут использовать карту или принципиальную схему , чтобы определить, сколько энергии необходимо устройству для работы.
Спросите студентов, почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других — розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток другого типа, чем стенная розетка.) Ток, который исходит от батареи, называется постоянный ток (DC). Ток, который исходит из розетки в наших домах или школах, называется переменным током (AC). Объясните учащимся, что многие телевизоры, компьютеры, DVD-плееры и стереосистемы имеют внутри устройства оборудование (оборудование), которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC) для работы устройства.
Предпосылки и концепции урока для учителей
Что такое принципиальные схемы?
Принципиальные схемы — это графические изображения цепей или электрических устройств.Каждому компоненту схемы соответствует соответствующий стандартный символ (см. Рисунок 2). При отрисовке эти символы соединяются вместе, чтобы показать построение цепи; получившаяся диаграмма представляет собой карту, которую каждый может прочитать, чтобы увидеть, как построить схему. Фактически, принципиальная схема — это язык электрического проектирования и инженерии. Когда инженеры проектируют или строят любую электрическую схему, они либо создают, либо используют существующую принципиальную схему. Интерпретация принципиальных схем — важный навык для инженеров-электриков и многих других инженеров.
Рис. 2. Выбор графических символов принципиальной схемы. Авторское право
Авторское право © Дарья Котис-Шварц, Лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2004.
Провода с очень низким сопротивлением представлены прямыми или угловыми линиями, соединяющими электрические компоненты. Резистор — это устройство, используемое для регулирования силы тока в цепи. Существует множество различных резисторов с сопротивлением от нескольких Ом до миллионов Ом.Резистор обозначен зигзагообразной линией. Есть разные способы изобразить лампочку в цепи. В этом устройстве символ, используемый для лампочки, представляет собой круг с «x», как показано на рисунке 2. Ячейка, или электрохимическая ячейка, представлена двумя линиями разной длины, расположенными перпендикулярно проводной линии, чтобы показать, что между положительной и отрицательной клеммами есть напряжение; более короткая линия — отрицательная клемма аккумулятора. Батарея состоит из нескольких ячеек.Обратите внимание, что символ батареи выглядит как две ячейки подряд или последовательно. Символ переключателя показывает, что электрическое соединение может быть разомкнутым и замкнутым на контакте.
Чтобы нарисовать принципиальную схему существующей последовательной цепи, нарисуйте макет схемы и соответствующий символ по мере того, как вы встречаетесь с каждым элементом схемы. Хотя провода в цепи обычно изогнуты, нарисуйте провода на принципиальной схеме либо в виде прямых, либо в виде угловых, изогнутых линий.
Как электрические элементы соединяются в цепи?
В схемах можно использовать множество компонентов: батареи, лампочки, провода и переключатели.Части схемы могут быть соединены двумя разными способами. Когда они соединены таким образом, что между ними имеется единственный проводящий путь, они, как говорят, соединены последовательно. Схема слева на Рисунке 3 показывает два последовательно включенных резистора. Когда элементы схемы подключаются через общие точки, так что через схему проходит более одного проводящего пути, они подключаются параллельно . Схема справа на рисунке 3 показывает два резистора, включенных параллельно.Обратитесь к упражнению «Лампочки и батарейки в ряд», чтобы научить студентов строить свои собственные схемы из нескольких компонентов. Типичное электрическое устройство состоит из множества более мелких последовательных и параллельных частей. В общем, только очень простые цепи могут быть полностью последовательными. Рис. 3. Два резистора, включенных последовательно (слева) и два резистора, включенных параллельно (справа). Авторское право
Авторские права © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере
Закон Ома и последовательные цепи
Закон Ома — это фундаментальное математическое уравнение, описывающее взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.Фактически, закон Ома определяет сопротивление: R = V / I, где R = сопротивление элемента схемы, V = общее напряжение, подаваемое в схему источником питания (например, аккумулятором), а I = ток через схема. Уравнение можно изменить (V = I * R), чтобы спрогнозировать падение напряжения на элементе схемы с известным сопротивлением и известным током, проходящим через него. Напряжение, подаваемое в цепь, V, и полное падение напряжения во всей цепи V _T должны быть одинаковыми и противоположными.Это означает, что V + V _T = 0. Общее падение напряжения в цепи равно: I * R _T = V _T, где R _T — полное сопротивление в цепи. Мы рассмотрим, как найти полное сопротивление R _T, в этом уроке для последовательных цепей, а также в следующем уроке и упражнениях в этом модуле для цепей с параллельными элементами.
Последовательная цепь и ее схема согласования показаны на рисунке 4. Поскольку существует только один путь для движения заряда по цепи, ток во всей цепи одинаков.Когда электроны движутся по цепи, их потоку препятствует каждая лампочка, так что полное сопротивление движению заряда является суммой всех сопротивлений на пути. Из закона Ома (записанного в виде I = V / R) мы знаем, что полный ток равен напряжению, деленному на общее сопротивление. На каждой лампочке есть падение напряжения. Сумма падений напряжения равна напряжению источника питания, которым в данном случае является аккумулятор. Поскольку ток одинаков во всей последовательной цепи, падение напряжения на каждой лампочке прямо пропорционально сопротивлению этой лампочки (путем изменения уравнения закона Ома V = I * R).
Рисунок 4. Последовательная схема (слева) и соответствующая принципиальная схема (справа). Авторское право
Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.
Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Итак, если мы сделаем схему с тремя последовательно включенными батареями 1,5 В в качестве источника напряжения, общее напряжение составит 4,5 В, как показано на рисунке 5. Вот как производители батарей делают батареи с более высоким напряжением; они просто соединяют несколько батарей (с одинаковым потенциалом) последовательно.
Рис. 5. Когда батареи соединены последовательно, общее напряжение является суммой напряжений каждой батареи. Авторское право
Copyright © 2012 Карли Самсон, Университет Колорадо в Боулдере
В чем разница между постоянным и переменным током?
Постоянный ток или постоянный ток означает движение заряда в цепи только в одном направлении. Батареи, фотоэлементы и некоторые генераторы обеспечивают постоянный ток. Например, в фонарике с батарейным питанием электроны покидают отрицательную клемму батареи и перемещаются по цепи фонарика к положительной клемме.Попросите учащихся создать свой собственный фонарик с помощью действия «Осветите свой путь: проектирование-создание серийного фонаря». Многие повседневные портативные устройства работают на постоянном токе. Попросите учащихся применить свои знания о таких устройствах для проектирования и сборки своих собственных игрушек в упражнении «Построить мастерскую игрушек».
В переменном или переменном токе электроны движутся вперед и назад по цепи. Из-за этого электроны перемещаются только на небольшое расстояние вокруг относительно фиксированного положения в цепи.Хотя генераторы переменного и постоянного тока похожи, переменный ток оказался более эффективным способом передачи электроэнергии. Каждый раз, когда вы подключаете электрическое устройство к розетке, вы используете переменный ток. Направление тока меняется, потому что направление напряжения на электростанции меняется. В США мы используем ток, который меняет направление 60 раз в секунду, называемый током 60 Гц.
Сопутствующие мероприятия
Закрытие урока
На классной доске нарисуйте пример последовательной цепи, которая включает в себя несколько компонентов (например, см. Рисунок 4).Качественно сравните ток и напряжение в разных частях схемы. Попросите учащихся сравнить ток в трех последовательно соединенных лампочках с увеличивающимся сопротивлением. (Ответ: ток везде одинаковый во всей последовательной цепи.) Затем сравните напряжение на каждой из этих трех лампочек. (Ответ: напряжение падает, когда оно встречается с сопротивлением лампочки, поэтому первая лампочка будет иметь наибольшее напряжение, а каждая последующая лампочка будет испытывать меньшее напряжение.) Что происходит с общим напряжением при последовательном подключении аккумуляторов? (Ответ: общее напряжение — это сумма напряжений каждой батареи.)
Рис. 4. Последовательная принципиальная схема, показывающая провод, три лампочки, батарею и выключатель. Авторское право
Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.
Словарь / Определения
переменный ток: электрический ток, который меняет направление на регулярные промежутки времени.Сокращенно AC.
принципиальная схема: графическое представление схемы с использованием стандартных символов для представления каждого компонента схемы.
постоянный ток: электрический ток только в одном направлении. Сокращенно DC.
передача энергии: движение энергии в системе. Может включать преобразование одного вида энергии в другой (с некоторыми потерями). Соответствующие примеры включают электричество для движения (вентилятор), электричество для света и тепла (лампочки) и электричество для звука и движения (звуковая система).
нагрузка: устройство или сопротивление устройства, на которое подается электричество.
параллельная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая более одного проводящего пути.
резистор: устройство, используемое для управления током в электрической цепи путем обеспечения сопротивления.
Последовательная цепь: электрическая цепь, обеспечивающая единственный проводящий путь, так что ток проходит через каждый элемент по очереди без разветвлений.
Оценка
Оценка перед уроком
Вопрос для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов:
Почему в некоторых устройствах используются батареи, а в других — розетка? (Ответ: Батареи вырабатывают ток [постоянный ток], отличный от стенной розетки [переменного тока]).
Оценка после введения
Голосование: Задайте вопрос «правда / ложь» и попросите учащихся проголосовать, подняв палец вверх за истину и вниз за ложь.Подсчитайте голоса и запишите итоги на доске. Дайте правильный ответ.
Верно или неверно: три батареи AA, соединенные последовательно, обеспечивают большее напряжение, чем одна батарея AA. (Ответ: Верно.)
Верно или неверно: Батареи могут быть включены «последовательно» или «параллельно». (Ответ: Верно.)
Верно или неверно: инженеры-электрики используют принципиальную схему, чтобы определить, сколько энергии необходимо устройству для работы. (Ответ: Верно.)
Верно или неверно: батареи вырабатывают ток того же типа, что и настенная розетка.(Ответ: Неверно. Батареи вырабатывают ток [постоянный] другого типа, чем стенная розетка [переменный ток].)
Верно или неверно: ток, который исходит от батареи, называется переменным током. (Ответ: Неверно. Ток, который выходит из розетки в наших домах или школах, называется переменным током [AC]. Батареи имеют постоянный ток [DC].)
Верно или неверно: (Звуковая энергия может быть получена от электричества или удара по вашему столу? Ответ: Верно, электрические источники, такие как батареи, могут питать небольшие динамики, и ваша рука может создавать звуковые волны, ударяясь о твердую поверхность стола.)
Итоги урока Оценка
Быстрый опрос: Раздайте студентам лист бумаги и попросите их записать ответы на следующие три вопроса.
Что вам больше всего понравилось в уроке?
Что можно было сделать лучше?
Что вы узнали, чего не знали раньше?
Пронумерованные главы: Попросите учащихся каждой команды выбрать числа (или числа), чтобы у каждого члена был свой номер.Задайте учащимся вопросы, указанные ниже (при желании, дайте им временные рамки для решения). Члены каждой команды должны работать вместе над вопросом. Все в команде должны знать ответ. Позвоните по номеру наугад. Студенты с этим номером должны поднять руки, чтобы ответить на вопрос. Если не все ученики с этим номером поднимают руки, дайте командам поработать еще немного. Спросите у студентов:
Если вы удалите одну лампочку из последовательной цепи с тремя лампочками, цепь станет (n) _________ цепью.Открытый или закрытый? (Ответ: Открыто.)
Что произойдет с другими лампами в последовательной цепи, если одна лампочка перегорит? (Ответ: Все гаснут.)
При добавлении дополнительных ламп к последовательной цепи каждая лампа становится _____________. Ярче или тусклее? (Ответ: Диммер.)
При последовательном соединении аккумуляторов напряжение на них ____________. Увеличивается, уменьшается или остается неизменным? (Ответ: Увеличивается.)
Нарисуйте принципиальную схему последовательной цепи с двумя батареями и тремя лампочками.(Ответ: он должен выглядеть, как на Рисунке 4, с переключателем, замененным на вторую батарею.)
Рисунок Рисунок Гонки: Напишите символы схемы на плате. Разделите класс на команды по четыре человека так, чтобы у каждого члена команды был другой номер, от одного до четырех. Позвоните по номеру и попросите учеников подбежать к доске, чтобы нарисовать правильную принципиальную схему. Дайте очко команде, чей товарищ по команде первым закончит розыгрыш правильно. Попросите учащихся нарисовать принципиальные схемы следующего:
Последовательная цепь с одной батареей и двумя лампочками
Последовательная цепь с двумя батареями, одной лампочкой и одним выключателем
Последовательная цепь с одной батареей, одной лампочкой и одним резистором
Последовательная схема с тремя батареями, двумя лампочками и двумя резисторами
Последовательная схема с одной батареей, двумя резисторами, двумя лампочками и одним переключателем
Последовательная цепь с тремя батареями, четырьмя лампочками и одним выключателем
Последовательная цепь с одной батареей, тремя переменными лампочками и резисторами и одним переключателем
Домашнее задание / Независимая практика:
Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов в их домах.Дополнительную информацию о трансформаторах см. В разделе «Действия по расширению урока».
Мероприятия по продлению урока
Изучите историю развития фонарика. В Музее фонарей можно найти множество фотографий старинных фонариков и портативных осветительных приборов по адресу: http://www.flashlightmuseum.com/.
Узнайте о трансформаторах: трансформатор — это электрическое устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока с определенным уровнем напряжения в мощность переменного тока с другим напряжением, но с той же частотой.Значительное количество энергии теряется при передаче энергии по распределительной сети. Дополнительная энергия потребляется трансформаторами на подстанциях. Для многих бытовых электронных устройств требуются трансформаторы, которые всегда включены и потребляют электроэнергию, даже если никто не использует электрическое устройство.
Попросите учащихся подсчитать количество трансформаторов, имеющихся у них дома . Трансформаторы могут быть присоединены к компьютерам, принтерам, сканерам, динамикам, автоответчикам, беспроводным телефонам, зарядным устройствам для мобильных телефонов, электрическим отверткам, электродрелям, радионяням, модемам и видеокамерам.Трансформеры не всегда легко распознать; Очевидно, трансформаторы выглядят как коробки большего размера (обычно того же цвета, что и шнур), прикрепленные к концу шнуров в том месте, где вы подключаете устройство к электрической розетке.
Если вы дотронетесь до трансформатора, и он теплый, вы почувствуете, что электрическая энергия (потраченная впустую) превращается в тепловую. Попросите учеников подсчитать количество энергии, ежегодно теряемой трансформаторами в их доме. . Потребляемая мощность невелика — порядка от 1 до 5 Вт на трансформатор, но в сумме все равно.Допустим, у вас есть пять трансформаторов, каждый из которых потребляет 5 Вт. Это означает, что 25 Вт постоянно тратятся впустую. Если в вашем районе киловатт-час стоит 10 центов, это означает, что вы тратите 10 центов на каждые 1000 ватт-часов / 25 Вт = 40 часов. В году 8760 часов, поэтому 8760 часов / 40 часов = 21,90 доллара в год.
Попросите учащихся подсчитать общее количество энергии, теряемой трансформаторами по всей стране . В Америке 100 миллионов семей. Если каждое домохозяйство тратит на эти трансформаторы 25 Вт, это 2.5 миллиардов ватт. По цене 10 центов за киловатт-час, это 2 500 000 000 ватт / 1000 ватт или 250 000 долларов в час. Это 2 190 000 000 долларов (2 миллиарда долларов), потраченных впустую каждый год.
Рекомендации
Берг, Эрик. Старший специалист по машиностроению, Колорадская горная школа, «Как работает трансформатор?» http://www.physlink.com/ Проверено 28 апреля 2004 г.
Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика . 8-е издание. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Addison Publishing Co., 1998. Ралофф, Джанет. «Мы должны вытащить вилку?» Новости науки. 25 октября 1997 г.
Ропейк, Дэвид. MSNBC — Как сеть поддерживает континент . 23 января 2001 г. MSNBC News. http://www.msnbc.msn.com/id/3077316/ns/technology_and_science-science/t/how-grid-powers-continent/#.T4M6w_WfzTo, по состоянию на 7 апреля 2004 г.
Шнайдер, Стюарт. Музей фонарей . Wordcraft.net. По состоянию на 7 апреля 2004 г.
Зильберман, Стив. Wired News: подготовка к электросети . 14 июня 2001 г. Журнал Wired. www.wired.com По состоянию на 7 апреля 2004 г.
Авторские права
© 2004 Регенты Университета Колорадо
Авторы
Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон; Карли Самсон
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Благодарности
Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Департамент образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 28 января 2021 г.
Использование счетчиков для измерения простых цепей — Базовое электричество
Электричество — это то, чего нельзя увидеть.Мы можем только увидеть последствия этого.
Когда цепь работает неправильно, очень трудно посмотреть на нее и обнаружить, что не так.
Счетчики используются для измерения воздействия электричества. Измерители — это точные инструменты, которые можно легко повредить, поэтому необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:
Избегайте ударов и вибрации.
Следует учитывать температуру, влажность и пыль.
Магнитные поля: Магнитное поле лотка может привести к неточным показаниям.
Меры предосторожности при использовании счетчиков
Соблюдайте следующие меры предосторожности:
Никогда не используйте омметр в цепи под напряжением, потому что омметр является собственным источником питания. В лучшем случае вы получите неточные показания, в худшем — повредите счетчик или вы сами.
Подсоедините счетчик к источнику питания. Если вы работаете с постоянным током, используйте измеритель постоянного тока; при работе с переменным током используйте измеритель переменного тока.
При работе с любым измерителем постоянного тока всегда соблюдайте правильную полярность при его подключении к цепи.
Убедитесь, что счетчик правильно ориентирован для считывания. Некоторые предназначены для чтения сидя, а другие — в положении лежа.
Считайте показания счетчика, глядя прямо на него, чтобы избежать ошибки параллакса.
Когда закончите с глюкометром, выключите его.
Вольтметры
Рисунок 21. Вольтметр
Вольтметры — это гигантские резисторы, которые потребляют минимальный ток от источника. Вольтметры предназначены для измерения разности потенциалов между двумя точками.
Счетчик должен быть подключен параллельно нагрузке.
Рекомендуется сначала проверить вольтметр на известной цепи.
Амперметры
Рисунок 22. Прикладной амперметр
Амперметры имеют низкое сопротивление, поэтому они не добавляют нежелательного сопротивления в цепь.
Подключите амперметр последовательно к цепи. При параллельном подключении это может привести к короткому замыканию и перегоранию предохранителя в счетчике.
Ваттметры
Рисунок 23. Ваттметр
Ваттметр имеет четыре измерительных провода. Два для тока и два для напряжения.
Мощность — это произведение напряжения и тока, поэтому ваттметр измеряет влияние обоих факторов и умножает их, чтобы получить мощность.
Подключите катушку напряжения параллельно нагрузке.
Подключите токовую катушку последовательно с нагрузкой.
Не превышайте номинальную мощность счетчика.
Омметры
Рисунок 24. Изображение омметра, сделанное Ханнесом Грёбе. Используется по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Омметры используются для измерения сопротивления. У них есть собственный источник ЭДС (батарея), и их нельзя использовать в цепи под напряжением.
Шкала на большинстве омметров показывает обратную сторону от других измерителей. Справа находится ноль, а слева — бесконечность.
Многие омметры имеют настройку нуля. Всегда обнуляйте глюкометр перед использованием.Сделайте это, закоротив два провода вместе.
Безопасность электрических счетчиков
Видео ниже объясняет, как не все электрические счетчики созданы равными. Убедитесь, что вы понимаете характеристики своего глюкометра и понимаете, в каких ситуациях его можно использовать.

Атрибуция
ВЕРНУТЬСЯ В начало
Маркировка напряжений, токов и узлов
Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем
Правила определения конкретных токов и напряжений, обеспечивающие правильное применение уравнений KCL и KVL.Читать 16 мин
Как обсуждалось в предыдущем разделе, Закон Кирхгофа по напряжению и Закон Кирхгофа по току — это правила, которые описывают, как формировать уравнения тока и напряжения из связного графа цепи. По сути, это правила бухгалтерского учета или бухгалтерского учета, устанавливающие, как должны уравновешиваться заряд и потенциальная энергия.
Сами правила не очень сложные, но, как и бухгалтерский учет, они быстро сбивают с толку начинающих электронщиков из-за двух проблем:
Последовательная маркировка напряжений и токов, а также
Постоянное отслеживание знака или направления.
Мы можем маркировать каждый двухконтактный компонент с указанием напряжения и тока. Обычное соглашение заключается в том, чтобы определять ток как положительный, когда он идет на положительный вывод элемента схемы:
Для источника напряжения положительный вывод четко обозначен знаком + знак на схематическом обозначении. Ток определяется как положительный, идущий с на + Терминал.
Для источника тока символ показывает заостренную головку и тонкий хвост у стрелки, указывающей направление потока тока.На рисунке, показанном здесь, мы решили определить положительный вывод как хвост источника тока. Это удобно, потому что, если мы снова определим ток как положительный, идущий на этот вывод , тогда ток будет таким же, как определенное значение источника.
Для резистора отсутствует направленность компонента. Тем не менее, мы указываем положительную и отрицательную клеммы для напряжения v9. как показано, и мы указываем направление для текущего i9 . Наш выбор, на какой терминал звонить + было произвольно, но пока текущий i9 определяется как положительный переход в этот вывод , тогда закон Ома v9 = i9R9 будет применяться без изменения знака.(Если мы перевернем направление текущего i9 без повторной маркировки + терминал, нам нужно будет написать v9 = −i9R9 .)
Условие обозначать ток как положительный, когда он течет в + Терминал произвольный, но он позволяет легко и последовательно выполнять несколько задач:
Во-первых, отношения V-I, такие как определение закона Ома, не нуждаются в знаке минус.
Во-вторых, энергопотребление определено правильно с P = vi , где P> 0 для обычных компонентов, потребляющих мощность как резистор, и P <0 для компонентов, которые питаются, например, от аккумулятора.
При решении схемы на бумаге мы можем пометить токи и напряжения вокруг схемы любыми именами, которые нам нравятся, при условии, что мы будем следить за их направлением и знаком.
Но при решении с использованием программного обеспечения для моделирования цепей, такого как CircuitLab, каждый вывод каждого компонента имеет встроенное имя, которое можно использовать для ссылки на его ток. В этом простом примере мы явно обозначили эти токи:
.
Компонент, такой как источник напряжения «V1», имеет две клеммы с именем «V1.nA »и« V1.nB ». Мы можем попросить симулятор показать текущий в конкретном терминале, например, запросив «I (V1.nA)». Мы также можем показать напряжение на клемме относительно земли , например, запросив «V (V1.nA)».
Для таких компонентов, как резисторы, может быть неочевидно, какая клемма — «нА», а какая — «нБ». Однако, если вы запустите моделирование постоянного тока, а затем наведите указатель мыши на схему, вы сможете навести курсор мыши на каждый отдельный терминал, и он покажет имя терминала, напряжение и ток.
Вы также можете добавить собственные выражения для расчета, например «V (R1.nA) -V (R1.nB)», которые будут вычислять падение напряжения на резисторе R1.
Вам предлагается щелкнуть приведенную выше схему, запустить это простое моделирование и поэкспериментировать с различными выражениями, чтобы определить токи и напряжения в цепи.
В показанном выше примере схемы присутствует ряд равенств, потому что у нас есть несколько названий для одних и тех же величин.
Например, для всех компонентов с двумя выводами ток на одном выводе должен выходить из другого вывода, поэтому:
I (V1.nA) = — I (V1.nB) I (R1.nA) = — I (R1.nB) I (R2.nA) = — I (R2.nB)
(Обратите внимание, что численно бывает, что в этой цепи есть только одно значение тока, потому что это простой одиночный цикл, но это не всегда так.)
Напряжения на каждом узле в цепи могут обозначаться либо как один или несколько компонентных выводов, которые подключаются к этому узлу, либо как явно названный узел (см. Метки «A», «B» и «C») выше. Обращение к ним любым из этих способов идентично симулятору, но для вашего удобства рекомендуется помечать полезные узлы там, где это необходимо.А для земли эти напряжения автоматически устанавливаются равными нулю:
V (A) = V (V1.nA) = V (R1.nA) V (B) = V (R1.nB) = V (R2.nA) V (C) = V (V1.nB) = V (R2.nB) = 0
В предыдущем разделе о законе напряжения Кирхгофа мы обсудили определение различных путей и то, как обозначение vAB указывает напряжение на узле A по отношению к узлу B. В среде моделирования все индивидуальные именованные узлы привязаны к земле. Итак, если мы хотим найти относительное напряжение узла в CircuitLab, мы должны написать выражение:
vAB = V (А) — V (В)
Вот пошаговые инструкции по решению для vAB :
Щелкните схематическое изображение для раздела «Маркированные токи на клеммах» несколькими абзацами выше.Программное обеспечение CircuitLab откроется в новой вкладке браузера.
В нижней части экрана щелкните Simulate , чтобы переключиться в режим моделирования.
На вкладке DC нажмите кнопку + Добавить выражение . Введите «V (A) — V (B)» (без кавычек, но с заглавными буквами!) И нажмите Enter. Это выражение будет добавлено в список.
Нажмите кнопку Run DC Solver .
Следуйте инструкциям, чтобы убедиться, что у вас есть навыки использования среды моделирования для определения конкретных токов и напряжений.
Давайте рассмотрим более сложный пример:
Exercise Щелкните, чтобы открыть и смоделировать схему выше.
Эта схема имеет 5 узлов (обозначенных A, B, C, D и заземление) и 6 элементов.
Клеммы светодиода с именем D1 называются «D1.nA» и «D1.nK», где «nA» означает анод, а «nK» — катод.
Терминалы BJT с именем Q1 называются «Q1.nB» для базы, «Q1.nC» для коллектора и «Q1.nE» для эмиттера.
В то время как приведенные выше правила для двухполюсных компонентов просто предусматривают, что ток, идущий на одну клемму, равен отрицательному току, идущему на другую клемму, для трех (или более) оконечных устройств правило немного отличается.В случае транзистора Q1 существует три тока на выводах: ток в базу, ток в коллектор и ток в эмиттер. Нам может быть интересно что-то из этого, и в последующих главах мы им будем интересоваться. Тем не менее, по-прежнему применяется правило сохранения, поскольку модель сосредоточенных элементов запрещает хранение чистого заряда в любом элементе схемы или в любом узле. Как следствие, полный ток в любом компоненте равен нулю, поэтому для транзистора Q1:
I (Q1.nB) + I (Q1.nC) + I (Q1.nE) = 0
Для любого двухполюсного компонента, даже такого нелинейного, как светоизлучающий диод D1, существует только одно значение величины тока, проходящего через устройство, поэтому мы обычно называем это, например, током через диод. — без особого указания, что это «анодный ток» или «катодный ток», поскольку они тривиально связаны. Поскольку 2 терминальных тока связаны с 1 уравнением, существует только 2−1 = 1 степень свободы (то есть одно значение тока для устройства), а остальное — просто вопрос указания знака и направления.
Однако для любого N-терминального компонента нас может заинтересовать N различных терминальных токов. В общем, они делают разные вещи! Увеличение базового тока Q1 на 1 мА оказывает значительно большее влияние на схему, чем увеличение тока коллектора Q1 на 1 мА. Тем не менее, существует 1 уравнение, связывающее сумму всех токов на всех выводах компонента, оставляя N − 1 степени свободы.
При анализе или проектировании схемы обычно «задают вопросы» о различных токах и напряжениях в цепи.(Какое напряжение VB ? Какой ток в базе Q1, I (Q1.nB) ?) Мы можем сформулировать «решение схемы» с точки зрения поиска любых ответов (неизвестных), которые мы ищем.
В цепи с N узлов (в том числе 1, определяемый как земля), T клеммы компонентов, а C комплектующих, можем задать много вопросов:
[Для каждого N2 пара узлов:] Какая разница напряжений Vij ?
[Для каждого T компонентный терминал:] Какой ток на этом терминале?
[Для каждого T компонентный терминал:] Какой ток выходит из этого терминала?
Из этих трех случаев имеем N2 + 2T «Вопросы», которые мы могли задать.Даже для схемы среднего размера это множество возможных вопросов, но — все это действительные вопросы , на которые мы должны ответить после решения схемы.
Однако, чтобы уменьшить размерность нашей проблемы, мы пытаемся упростить это большее количество вопросов (неизвестных) до меньшего числа, чтобы его было легче решить. (См. Также: Системы уравнений.)
Например, для разности напряжений мы знаем, что существует нулевая разность напряжений Vii. для любой пары одного и того же узла дважды (i, i) .Кроме того, из закона Кирхгофа о напряжении мы знаем, что сумма контуров напряжений равна нулю, поэтому мы можем использовать определенную опорную землю, чтобы преобразовать парные разности напряжений в разности точечных напряжений между узлами и землей.
[Для каждого из N − 1 неназемленные узлы:] Какое напряжение на данном узле Vi (относительно земли)?
Вместо N2 вопросов о парных разностях напряжений, теперь у нас есть N − 1 вопросов — значительно меньше. Важно отметить, что как только мы ответим на эти N − 1 вопросы (т.е. решить для этих неизвестных), мы можем легко найти ответы на исходный N2 вопросов.
Для токов 2Т вопросы, касающиеся «в» и «из» конкретного терминала, также легко сводятся к T вопросы, учитывая только версию «в». Важно отметить, что как только мы ответим на эти T вопросы, мы можем легко ответить на вопросы «вне» с помощью простого отрицательного знака.
Мы сократили исходный N2 + 2T вопросы к (N − 1) + T вопросов — намного меньше.
Теперь мы можем ввести в действие текущие отношения клемм компонентов.
Как обсуждалось выше, каждый компонент с двумя выводами имеет тривиальную взаимосвязь между двумя токами на выводах: одно уравнение. И каждый многополюсный компонент также имеет одно уравнение, связывающее его токи на выводах. В общем, хотя можно по-прежнему «задавать вопрос о» токах базы, коллектора и эмиттера транзистора Q1 по отдельности, факт остается фактом: если мы знаем значения любых двух из трех, мы также знаем и третий.
Это означает, что T вопросы о терминальных токах на C компоненты на самом деле имеют только T − C возможные степени свободы.Как только мы узнаем значения (правильного подмножества) T − C оконечные токи, остальное мы знаем.
Прежде чем даже взглянуть на структуру конкретной схемы, мы теперь знаем, что можем отобразить схему из N узлов (в том числе 1, определяемый как земля), T клеммы компонентов, а C компоненты из оригинального большего пространства:
N2 + 2T
возможных вопросов по току и напряжению на гораздо меньшую площадь всего:
(N − 1) + Т − C
вопроса. Основная идея состоит в том, что намного проще решить систему уравнений с меньшим количеством неизвестных.И что очень важно, решение для ответов на это меньшее подмножество позволяет нам (очень легко) возвращать ответы на оставшиеся вопросы по мере необходимости.
Например, если у нас есть даже очень простая схема с N = 8 узлов, T = 20 клеммы и C = 10 компонентов (предположим, что все 10 компонентов являются двухполюсными устройствами), у нас будет 82 + 2 ∗ 20 = 104 вопросы, которые мы можем задать о различных парных разностях напряжения и токах на клеммах. Однако мы можем сопоставить эту схему с гораздо меньшим набором (8−1) + 20−10 = 17 вопросы, из которых мы можем легко найти ответы на любой из 104 исходных вопросов! И мы достигли этого значительного сокращения, даже не взглянув на компоненты или их расположение.
Этот процесс редукции широко используется как программным обеспечением для моделирования схем, таким как CircuitLab, так и при решении схем вручную. (Фактически, это часто полностью замалчивается, оставляя новичков в замешательстве относительно того, как было выполнено такое упрощение и как вернуться к ответам на вопросы, которые нас в конечном итоге интересуют, поэтому мы решили быть более точными здесь.)
Как демонстрируют две примерные схемы с обозначенными выше токами клеммы , мы можем пометить T разные токи на клеммах в цепи с T total клемм, но они не уникальны.
В нашем предыдущем обсуждении Текущего закона Кирхгофа мы могли обсудить текущие потоки, не обращаясь к каким-либо конкретным компонентам или клеммам. Мы достигли этого с помощью вручную, пометив токи, а также поместив стрелку, чтобы указать определенное направление обычного потока тока (в отличие от потока электронов). Например:
Мы вручную пометили стрелкой тока каждый из четырех показанных компонентов, и только это позволило нам написать три уравнения KCL (по одному в каждом узле A, B, C), описывающих структуру схемы.(Обратите внимание, что хотя было сгенерировано 3 уравнения, только 2 из них линейно независимы. Просмотрите раздел KCL, чтобы просмотреть эти уравнения.) Фактически, в простом последовательно соединенном наборе элементов мы могли бы сразу понять, что i1 = i2 и используйте только одну переменную, если направление было постоянным во всем.
Процесс ручной маркировки текущих переменных (и произвольного назначения направления) включает в себя большую часть только что описанных процессов редукции. Мы по-прежнему можем задать все возможные текущие вопросы (т.е. токи на клеммах в каждый компонент или на выходе из него), но теперь мы можем ссылаться на эти токи на клеммах в терминах этих вручную выбранных переменных тока, иногда называемых токами ответвления .
Симулятор схем обычно не представляет мир в терминах токов ответвления, а вместо этого вычисляет токи на клеммах для различных компонентов. Однако они явно тесно связаны и могут быть отображены взад и вперед, просто указав правильный ток ветви, который отображается на терминал, и применив знак минус, если стрелка тока ветви течет «из» этого терминала, а не обычное определение. положительных токов на клеммах для протекания «в» клеммы.
Мы можем маркировать токи ответвления и в более сложных цепях, как это часто делается при решении вручную. Например, мы можем обозначить наш пример с несколькими терминалами выше: (щелкните, чтобы открыть в новой вкладке)
Мы обозначили 6 токов ответвления, с i1 по i6. . В общем, на схеме мы не будем так явно обозначать как токи ответвления, так и токи на выводах, но мы делаем это здесь, чтобы быть очень явным и показать соответствие между ними.
Просто наблюдая за направлением стрелок вдоль каждой ветви цепи, мы можем написать множество уравнений, отображающих токи ветви в токи на клеммах.Например, для i1 , мы видим, что это описывает ток, протекающий через источник напряжения V1, и направление стрелки i1 в отличие от I (V1.nA) но находится в том же направлении, что и I (V1.nB) . Это позволяет нам написать:
i1 = −I (V1.nA) i1 = I (V1.nB)
или проще:
i1 = −I (V1.nA) = I (V1.nB)
Мы можем повторять этот процесс для каждого из 6 токов ответвления, пока не сопоставим все 13 оконечных токов с 6 токами ответвления:
i1 = −I (V1.nA) = I (V1.nB) i2 = I (R2.nA) = — I (R2.nB) i3 = I (D1.nA) = — I (D1.nK) = I (Q1.nC) i4 = I (Q1.nB) i5 = I (R3.nA) = — I (R3.nB) i6 = −I (Q1.nE) = I (R1.nA) = — I (R1.nB)
Каждый ток ветви просто отображается на все оконечные токи вдоль этой ветви, возможно, со знаком минус, чтобы указать несоответствие направления стрелки. Ветвь продолжается до тех пор, пока не происходит «разделения», когда ток может проходить по двум путям.
Для схемы с 13 выводами это позволяет нам ответить на 26 возможных вопросов по току (т. Е. Ток на входе или выходе из любого терминала) только с 6 базовыми переменными.
Процесс отображения текущей ветви имеет тенденцию автоматически заботиться об узлах, где встречаются только два терминала (например, узлы C и D), потому что мы помечаем их как одну непрерывную ветвь, поэтому мы назначаем только одну текущую переменную. Для узлов, где встречаются 3 или более терминала (например, A и B), мы можем применить закон Кирхгофа к токам ответвления:
i1 − i2 − i3 = 0i2 − i4 − i5 = 0
Кроме того, процесс отображения тока ответвления имеет тенденцию заботиться о сохранении потока заряда в двухполюсных устройствах, поскольку они имеют одинаковый ток ответвления.Однако для компонентов с тремя или более выводами мы можем явно сгенерировать правило суммирования дополнительных токов, заметив, что полные входящие токи ответвлений должны равняться полным вытекающим токам ответвлений. Например, для транзистора Q1:
i3 + i4 − i6 = 0
Это дополнительное и, возможно, ценное ограничение при решении проблем схемы вручную. Однако в программном обеспечении для моделирования схем, таком как CircuitLab, все многополюсные устройства эффективно моделируются внутри как набор различных (возможно, нелинейных и взаимодействующих) двухполюсных устройств, поэтому дополнительное ограничение не требуется.
Другой способ подумать о процессе маркировки и сокращения — это подумать о том, как мы могли бы эффективно проводить измерения в цепи. Для этого мы снова обратимся к гидравлической аналогии с водой под давлением, протекающей через сеть труб и других компонентов. (На данный момент мы игнорируем практические вопросы точности и т. Д. И рассматриваем только теоретическую модель.)
Мы можем спросить о разнице напряжений (то есть разнице давлений) между любыми двумя точками в сети, а в гидравлической системе мы могли бы купить манометры дифференциального давления и установить их между каждой парой точек, которые нам небезразличны.Однако если у нас есть N точек, имеем N2 пары точек (или, возможно, N (N − 1) 2 пары, если игнорировать Vii = 0 и им разрешено измерять Vab = −Vba ). Манометр дифференциального давления похож на вольтметр с двумя выводами и показывает только относительную разницу давлений. Однако необходимо провести много дифференциальных измерений, а покупать и устанавливать эти датчики дорого! Вместо этого мы можем просто установить N − 1 манометры дифференциального давления (принимая 1 узел в качестве эталона на землю), а затем вычитайте, когда это необходимо, чтобы ответить на любые вопросы об относительных различиях.Для небольшого гидравлического контура, состоящего всего из 10 узлов, это разница между 45 и 9 датчиками, которые нужно установить и прочитать!
Точно так же мы могли бы установить амперметр (т. Е. Измеритель расхода) на каждом выводе каждого компонента, но явно не имеет смысла устанавливать расходомер с обеих сторон одного двухконтактного компонента, так как поток ставки будут такими же при условии отсутствия утечек. Вместо этого мы должны установить только одно устройство измерения расхода на каждую ветвь. (И, если есть 3 + -терминальных компонента, мы можем быть даже более умными и установить менее одного расхода на ответвление, используя сохранение потока, как показано выше.) Это гораздо меньшее количество расходомеров, которые нужно покупать, устанавливать и контролировать.
Так же, как мы, естественно, применили бы эти упрощения к тому, как мы измеряем электрическую (или гидравлическую) схему, мы применяем их к тому, как мы ставим задачу для алгебраического решения, потому что они значительно упрощают этот процесс.
В следующем разделе «Решение схемных систем» мы поговорим о сочетании нашего помеченного структурного представления схемы с отдельными уравнениями на уровне компонентов для полной настройки и решения схем любой сложности.
Роббинс, Майкл Ф. Ultimate Electronics: Практическое проектирование и анализ схем. CircuitLab, Inc., 2021, ultimateelectronicsbook.com. Доступно. (Авторское право © CircuitLab, Inc., 2021)
Электрические схемы
: Урок для детей — видео и стенограмма урока
Электрические схемы
: вопросы для обсуждения
В этом упражнении вас попросят проанализировать данные сценарии и дать письменный ответ на следующие вопросы.
Проблема 1
Джеффу сложно определить тип подключения, показанный на рисунке ниже. Как показано на уроке, схемы делятся на две группы: последовательные и параллельные. В некоторых случаях требуется комбинация таких цепей. Помогите Джеффу классифицировать, является ли каждая из данных цепей последовательным, параллельным или последовательно-параллельным соединением. Объясни свои ответы.
Задача 2
Схема ниже является примером последовательно-параллельной схемы.Ответьте на следующие вопросы, основываясь на данной схеме.
A) Найдите все элементы на этой принципиальной схеме.
B) Что произойдет с линией B, если элементы в линии A перестанут работать?
C) Что произойдет с линией A, если элемент в строке B перестанет работать?
D) Если первый элемент в строке A выйдет из строя, перестанут ли работать другие элементы в той же строке?
E) Если второй элемент в строке A выйдет из строя, будет ли работать элемент в строке B?
Примеры ответов
Задача 1
A) Параллельное соединение.Если вы перестроите эту схему в прямые линии, вы увидите, что две лампочки расположены параллельно.
B) Параллельное соединение. Если вы перестроите эту схему в прямые линии, вы увидите, что три лампочки расположены параллельно.
C) Последовательно-параллельное соединение. Вторая и третья лампочки включены параллельно, но первая лампочка включена последовательно с этими двумя лампочками.
D) Последовательное соединение. Три лампочки подключены к одному проводу, следовательно, они включены последовательно.
Задача 2
A) В произвольном порядке у нас есть три лампочки, зуммер, замкнутый выключатель, источник питания и провода.
B) Напомним, что линии A и B параллельны. Следовательно, лампочка в линии B не пострадает, когда лампочка в линии A перестает работать.
C) Точно так же элементы в строке A продолжают работать, даже если лампочка в строке B перестает работать.
D) Да. Все остальные элементы в этой строке перестанут работать, потому что они последовательно соединены друг с другом.