Виды схем электрических. Виды электрических схем: полное руководство по типам и применению

Какие существуют основные виды электрических схем. Как различаются структурные, функциональные, принципиальные и монтажные схемы. Для чего применяются разные типы электросхем.

Содержание

Основные виды электрических схем

Электрические схемы являются важнейшим инструментом для проектирования, монтажа и обслуживания электротехнического оборудования. Они позволяют наглядно представить состав и связи между элементами электрических устройств и систем. Существует несколько основных видов электрических схем, каждый из которых имеет свое назначение:

Структурные схемы
Функциональные схемы
Принципиальные схемы
Монтажные схемы
Схемы подключения
Схемы расположения

Разберем подробнее особенности и применение каждого вида электрических схем.

Структурные электрические схемы

Структурная схема является наиболее общим видом электрической схемы. На ней изображаются основные функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы) и показываются взаимосвязи между ними.

Какие элементы отображаются на структурной схеме?

Крупные блоки и узлы изделия
Основные каналы передачи сигналов и энергии
Направления прохождения сигналов

Структурные схемы не содержат подробностей о внутреннем устройстве блоков. Их основная задача — дать общее представление о составе и принципе работы изделия.

Функциональные электрические схемы

Функциональная схема раскрывает принцип работы изделия. На ней изображаются функциональные части изделия и связи между ними.

Что показывается на функциональной схеме?

Функциональные блоки изделия
Входные и выходные сигналы блоков
Процессы и преобразования сигналов в блоках
Алгоритм работы изделия

Функциональные схемы позволяют понять, какие процессы происходят в изделии при его работе, не вдаваясь в подробности технической реализации.

Принципиальные электрические схемы

Принципиальная схема (полная схема) определяет полный состав элементов изделия и связей между ними. Это наиболее подробный вид электрической схемы.

Какие элементы отображаются на принципиальной схеме?

Все электрические элементы и устройства изделия
Все электрические связи между элементами
Разъемы, зажимы, соединители
Условные графические обозначения элементов

Принципиальные схемы дают полное представление о работе изделия и являются основой для разработки конструкторской документации и других видов схем.

Монтажные электрические схемы

Монтажная схема (схема соединений) показывает соединения составных частей изделия и определяет провода, жгуты, кабели для их осуществления.

Что изображается на монтажной схеме?

Устройства и элементы изделия, подлежащие соединению

Провода, кабели, жгуты
Места подключений
Разъемы, зажимы, соединители

Монтажные схемы необходимы для выполнения электромонтажных работ при сборке изделия. Они позволяют правильно выполнить все соединения.

Схемы подключения

Схема подключения показывает внешние подключения изделия. На ней изображаются изделие в виде прямоугольника, входные и выходные элементы (разъемы, зажимы), линии связи.

Для чего используются схемы подключения?

Показать внешние подключения изделия
Определить назначение выводов, разъемов, зажимов
Пояснить порядок подключения внешних цепей

Схемы подключения упрощают монтаж изделия и его подключение к другому оборудованию.

Схемы расположения

Схема расположения определяет относительное расположение составных частей изделия. На ней изображаются составные части в виде упрощенных конструктивных очертаний.

Какую информацию содержит схема расположения?

Условные графические обозначения составных частей
Габаритные очертания изделия
Координаты расположения составных частей
Позиционные обозначения элементов

Схемы расположения необходимы для правильного размещения элементов при монтаже и наладке изделия.

Применение различных видов электрических схем

Каждый вид электрических схем имеет свою область применения:

Структурные схемы используются на ранних этапах проектирования для определения состава изделия
Функциональные схемы применяются для изучения принципов работы изделий
Принципиальные схемы необходимы для детального проектирования и разработки документации
Монтажные схемы нужны при производстве для выполнения электромонтажа
Схемы подключения используются при монтаже и эксплуатации изделий
Схемы расположения применяются при сборке и монтаже оборудования

Правильный выбор типа схемы позволяет эффективно решать различные задачи при разработке, производстве и эксплуатации электротехнических изделий.

Особенности оформления электрических схем

При разработке электрических схем необходимо соблюдать требования стандартов по их оформлению. Основные правила включают:

Применение стандартных условных графических обозначений элементов
Использование установленных типов линий связи
Простановку буквенно-цифровых позиционных обозначений
Формирование перечня элементов схемы
Простановку технических требований и пояснений

Правильное оформление схем обеспечивает их однозначное понимание и позволяет использовать схемы в качестве конструкторских документов.

Программное обеспечение для создания электрических схем

Для разработки электрических схем применяются специализированные системы автоматизированного проектирования (САПР). Наиболее популярные программы:

AutoCAD Electrical
КОМПАС-Электрик
EasyEDA
KiCad
DipTrace

Использование САПР существенно упрощает и ускоряет процесс создания электрических схем, позволяет выполнять проверку ошибок и формировать различные виды выходной документации.

Типы электрических схем | Электрика в квартире, ремонт бытовых электроприборов

Все электрические схемы подразделены на несколько типов и каждый уважающий себя электрик просто обязан уметь их читать — понимать для чего они нужны, чем они отличны друг от друга, какую информацию несут, какие условные обозначения применяются на различных типах электрических схем и т.д. Многие люди, даже специалисты в электрике, путают понятия — «виды» и «типы» электросхем.

Виды схем: электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

Комбинированные электросхемы применяются в проектах автоматизации различных технологических процессов, когда в проектах вместе с различными электрическими двигателями, аппаратами, датчиками одновременно используются элементы пневмоавтоматики и гидравлики. Такие схемы называют комбинированные электропневматические, электропневмогидравлические или электрогидравлические.

Типы электрических схем: функциональные, структурные, принципиальные и монтажные. Также существуют специальные типы схем, например, схемы внешних электрических и трубных проводок, схемы прокладки кабелей. По ним выполняют монтаж и подключение проводок к электрооборудованию и средствам автоматизации.

Самым распространенным типом электрических схем являются схемы принципиальные. Они дают четкое представление о работе электроустановки, т. к. на данных схемах показывают все электрические цепи. На принципиальных схемах условными обозначениями изображаются все электрические элементы, аппараты и устройства с учетом реальной последовательности их работы.
Все элементы на принципиальных схемах имеют буквенно-цифровые обозначения, которые выполняются согласно ГОСТ.

Как правило, схемы имеют дополнения: различные диаграммами и таблицами переключения контактов, которые поясняют порядок срабатывания сложных элементов, например, многопозиционных переключателей.

Схемы электрические принципиальные могут быть выполнены совмещенным или разнесенным способом. Совмещенным способом обычно выполняют относительно несложные принципиальные схемы. Схемы, в которых имеется несколько двигателей и развитая схема управления, в большинстве случаев выполняют разнесенным способом.

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

Используя принципиальную схему, можно выполнить проверку правильности электрических соединений при монтаже и наладке электрооборудования. Данные схемы незаменимы в эксплуатации и поиске неисправностей при ремонте.

На основе электрических принципиальных схем разрабатываются монтажные схемы. На этих схемах показывается реальное расположение электродвигателей, электрических аппаратов и устройств. Все элементы на монтажных схемах выполняются аналогично по тем же ГОСТ, как и на схемах принципиальных.

Все провода на монтажной схеме имеют свой уникальный номер, который после монтажа наносится на электрический провод. На таких схемах провода идущие в одном направлении часто объединяют в жгуты или пучки и показывают одной толстой линией.

Если на принципиальных схемах отдельные элементы одного и того же аппарата могут находится в разных частях схемы, например, катушка пускателя — в цепях управления, а контакты в силовых цепях, то на монтажной схеме все элементы того же пускателя располагаются рядом. При этом выводы аппарата на схеме нумеруются таким же образом, как на реальном аппарате.

Существует несколько вариантов выполнения монтажных схем. Самый популярный из них — это адресный метод. В этом методе провода на схемах не показывают, а только обозначают номерами около выводов электрических аппаратов. Хотя такую схему и проще выполнить при использовании компьютерных программ, она получается существенно сложнее и часто приводит к ошибкам при монтаже.

Кроме электрических принципиальных и монтажных схем существуют еще структурные и функциональные схемы. Они помогают разобраться с общим принципом действия какого-либо сложного электроустройства или отдельного его элемента. Структурные схемы от функциональных отличаются тем, что в них определяются и обозначаются основные функциональные части устройства, а на на функциональных схемах объясняются процессы, которые в них протекают, т.е. разъясняется принцип работы устройства.

Например, такие схемы очень популярны при описании принципа работы сложных электронных устройств. В этом случае развернутая принципиальная схема может только запутать и испугать, особенно не опытных электриков, которые в большинстве своем очень бояться различной электроники. А так, разобравшись по структурной схеме из каких отдельных блоков состоит устройство, как эти блоки между собой взаимодействуют, поняв по функциональной схеме как работают конкретные блоки и элементы устройства и обратившись уже затем к проблемной части на принципиальной схеме, можно быстро решить любую возникшую проблему.

Существуют также объединенные схемы. На таких схемах может быть показаны схемы нескольких типов, например электрическая принципиальная и монтажная. Структурная схема может быть совмещена с функциональной. И т.д.

Схемы электрические | Лаборатория Электронных Средств Обучения (ЛЭСО) СибГУТИ

6.1.1 Схема – документ, на котором показаны в виде условных графиче-ских изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними. Схемы в зависимости от видов элементов и связей, входящих в состав изделия, подразделяют на виды. В зависимости от основного назначения схемы подразделяют на типы. Наименования видов и типов схем и их кодовое обозначение приведены в таблицах 6.1 и 6.2.

Таблица 6.1 – Виды схем

Наименование вида схем	Код
Электрические	Э
Гидравлические	Г
Пневматические	П
Газовые	Х
Кинематические	К
Вакуумные	В
Оптические	Л
Энергетические	Р
Деления	Е
Комбинированные	С

Таблица 6. 2 – Типы схем

Наименование типа схем	Код
Структурные	1
Функциональные	2
Принципиальные (полные)	3
Соединений (монтажные)	4
Подключения	5
Общие	6
Расположения	7
Объединенные	0

В таблице 6.2 в скобках приведены наименования для схем электрических энергетических сооружений.

Код схемы должен состоять из буквенной части, определяющей вид схе-мы, и цифровой части, определяющей тип схемы, например, схема электрическая принципиальная будет иметь код Э3.

6.1.2 Для изделия, состоящего из элементов разных видов, разрабатывают несколько схем соответствующих видов одного типа, например, схема электрическая принципиальная и схема гидравлическая принципиальная для передающего устройство с жидкостным охлаждением. Вместо двух схем возможна разработка одной схемы комбинированной, например, электрогидравлической для приведенного выше примера.

6.1.3 На схемах одного вида допускается изображать элементы схем другого вида, которые непосредственно влияют на работу изделия, а также элементы и устройства, не входящие в изделие, на которое разработана схема, но необходимые для разъяснения принципов работы изделия. Графическое обозначение таких элементов и устройств отделяют (или обводят) на схеме штрих-пунктирными линиями, равными по толщине линиям связи, и помещают надписи, указывающие местонахождение этих элементов и необходимые данные.

6.1.4 Схему деления изделия на составные части выпускают только для определения состава изделия.

6.1.5 К схемам или взамен схем в случаях, установленных правилами выполнения конкретных схем, выпускают в виде самостоятельных документов таблицы, которые содержат сведения о расположении устройств, соединениях, местах подключения и другую необходимую информацию. Таким документам присваивают код соответствующей схемы, перед которым проставляют букву Т. Например, код таблицы соединений к электрической схеме соединений будет иметь код ТЭ4.

В основной надписи (графа 1) данного документа после наименования изделия приводят наименование документа «Таблица соединений».

Таблицы соединений записывают в спецификацию изделия после схем, к которым они выпущены, или вместо них.

6.1.6 В необходимых случаях допускается выпускать схемы совмещенные, когда на схемах одного типа помещают сведения, характерные для схем другого типа. Например, на схеме расположения изделия показывают соединения его частей. При выполнении схем совмещенных должны быть соблюдены все правила, установленные для схем соответствующих типов.

Номенклатура, наименования и коды совмещенных схем устанавливаются отраслевыми стандартами.

6.1.7 В тех случаях, когда схемы установленных типов и видов не обеспечивают передачу необходимых сведений об изделии (в связи с его особенностями), допускается разрабатывать схемы прочих видов и типов, номенклатура, наименования и коды которых устанавливаются отраслевыми стандартами.

6.1.8 Допускается вместо схемы определенного вида и типа, выполненного на нескольких листах, выполнять совокупность схем того же вида и типа, но при этом каждая схема должна быть оформлена как самостоятельный документ.

В данном случае в наименовании схемы с целью наглядности допускается указывать наименование функциональной группы, например, схема электрическая принципиальная подмодулятора, схема электрическая принципиальная модулятора. Каждой схеме в этом случае присваивают обозначение как самостоятельному документу и, начиная со второй схемы, к коду схемы в обозначении добавляют через точку порядковый номер, например ХХХХ.ХХХХХХ.007Э3, ХХХХ.ХХХХХХ.007Э3.1, ХХХХ.ХХХХХХ.007Э3.2 и т.д.

6.1.9 В стандартах по правилам разработки схем использованы термины, пояснения которых приведены ниже.

Элемент схемы – составная часть схемы, которая выполняет определен-ную функцию в изделии и не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное назначение и собственные условные графические и буквенно-цифровые обозначения (резистор, транзистор и т. п.).

Устройство – совокупность элементов, представляющая единую конструкцию (набор транзисторов, блок, плата и т.п.).

Функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих в изделии определенную функцию и не объединенных в единую конструкцию.

Функциональная часть – элемент, устройство, функциональная группа.

Функциональная цепь – линия, канал, тракт определенного назначения (канал звука, видеоканал и т.п.).

Линия взаимосвязи – отрезок линии, указывающий на наличие связи между функциональными частями изделия.

Буквенные коды элементов схем электрических приведены в приложении Л, примеры выполнения схем – в приложении М данного пособия.

Электрическая цепь. Типы электрических цепей

Основными типами электрических цепей являются Замкнутая цепь, Разомкнутая цепь, Короткое замыкание, Последовательная цепь и Параллельная цепь. Электрическая цепь обеспечивает токопроводящий путь для протекания электрического заряда или электрического тока.

В этой статье мы обсудим определение электрических цепей и типы электрических цепей.

Что такое электрическая цепь?

Когда источник питания подключается к нагрузке токопроводящим проводом, он образует электрическую цепь. Проводник из меди или алюминия используется для установления электрического соединения между источником питания и нагрузкой.

Мы также используем выключатель ВКЛ/ВЫКЛ и предохранитель между источником и нагрузкой для включения/выключения нагрузки и для защиты оборудования, подключенного к источнику.

Типы электрических цепей

Мы обсудим различные типы электрических цепей.

Замкнутая цепь

В замкнутой цепи-

Нагрузка подключена к источнику.
Источник подает ток на нагрузку.
Ток, протекающий в цепи, зависит от величины напряжения источника.

Разомкнутая цепь

Цепь становится разомкнутой в следующих случаях.

При отключении цепи
При перегорании предохранителя из-за неисправности в цепи

В этом состоянии ток, протекающий через замкнутую цепь, прерывается, а источник питания и нагрузка отключаются.

Короткое замыкание

В случае короткого замыкания;

Соединительные провода между источником и нагрузкой получают короткое замыкание.
Максимальный ток через цепь
Перегорели предохранители
Наконец цепь становится разомкнутой.

Основной причиной короткого замыкания является нарушение изоляции соединительных проводов или нарушение изоляции в электрооборудовании.

Последовательная цепь

Когда 2 или более электрооборудования соединены последовательно, образуется последовательная цепь. В последовательной цепи величина тока, протекающего в оборудовании, одинакова. Последовательная цепь имеет единственный путь для протекания тока.

Мы называем последовательное соединение сквозным соединением или каскадным соединением. Недостатком последовательной цепи является то, что вся цепь становится разомкнутой, если выходит из строя одна часть оборудования.

Свойства последовательной цепи:

Одинаковая величина тока проходит через каждую нагрузку.
Напряжение источника равно сумме падений напряжения на каждой нагрузке.
В = В ₁ + В ₂ + В ₃ + …..+ V _n

Эквивалентное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных нагрузок.
R _eq = R ₁ +R ₂ +R ₃ +R ₄ +……….+ R _n 900 30
Эквивалентное сопротивление (R _eq ) имеет наибольшее значение сопротивления из всех отдельных сопротивлений.

Параллельное соединение

Параллельное соединение,

Две или более нагрузки подключены к источнику питания.
Ток, протекающий через каждую нагрузку, зависит от сопротивления нагрузки. Более низкое сопротивление потребляет больше тока, а более высокое сопротивление потребляет меньше тока в соответствии с законом Ома.
Напряжение на всех нагрузках одинаковое.
Если одна из нагрузок отключается, другие нагрузки продолжают работать.

Свойства параллельных цепей:

Разность потенциалов одинакова для всех параллельных нагрузок.
Распределение тока по нагрузкам соответствует индивидуальному сопротивлению нагрузки.
Суммарный ток, потребляемый всеми нагрузками, равен сумме индивидуальных токов нагрузки.
I = I ₁ + I ₂ + I ₃ + ……+ I _n

Обратная величина эквивалентное сопротивление параллельной цепи эквивалентно сумме обратных величин индивидуальные сопротивления.
1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ + ……… 1/R _n
Эквивалентное сопротивление меньше наименьшего из всех сопротивлений.
r 1 , r 2 ,… .., r N

Эквивалентная проводимость является математическим добавлением единых проводимости.
G = G ₁ + G ₂ +G ₃ + ……+ G _n

Эквивалентное сопротивление меньше наименьшего из всех сопротивлений, соединенных параллельно.

Другие типы цепей

Последовательно-параллельная цепь
Цепь постоянного тока
Цепь переменного тока

Читать далее:

Типы схем | Узнайте о различных типах электрических цепей

Электрическая цепь — это просто взаимосвязь элементов цепи, таких как резисторы, конденсаторы, источник напряжения или тока и т. д. В зависимости от типа элементов цепи и способа их соединения у нас могут быть разные типы цепей. В этом руководстве мы рассмотрим основные типы электрических цепей.

Краткое описание

Что такое электрическая цепь?

Предположим, у вас есть маленькая электрическая лампочка и батарейка. Чтобы заставить лампочку светиться, все, что вам нужно сделать, это соединить два контакта лампочки с положительной и отрицательной клеммами батареи. Вот и все. Вы составили простую электрическую цепь. Электрическая цепь представляет собой соединение различных типов элементов цепи, таких как источник энергии, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, транзисторы и т. д.

Энергия от источника (в предыдущем примере это батарея) проходит через элементы цепи ( лампочка в данном случае) в виде электрического тока и на клеммах элементов появляется напряжение.

Типы цепей

Представьте, что у нас есть две лампочки, и мы хотим подключить их к аккумулятору. Как мы их соединим? Что произойдет, если мы соединим их спина к спине? Или мы можем подключить их к клеммам аккумулятора одновременно?

Суть приведенного выше обсуждения заключается в том, что в зависимости от того, как вы соединяете элементы схемы, у вас могут быть разные типы цепей и, соответственно, параметры цепи, такие как напряжение и ток отдельного элемента, будут различаться.

Например, если мы соединим две лампочки встречно-параллельно и подключим их к батарее, это называется последовательной цепью. Но если мы одновременно подключим обе лампочки к батарее, это называется параллельной цепью.

Существуют ли только эти два типа цепей? Нет, это два основных типа электрических цепей, и их гораздо больше. Ниже приведен список различных типов цепей, которые мы часто встречаем в электрических цепях.

Обрыв цепи
Замкнутая цепь
Параллельная цепь
– Параллельная комбинированная схема
Цепь Звезда-Дельта
Линейная цепь
Нелинейная цепь
Активная цепь
Пассивная цепь
Односторонний контур
Двусторонний контур
Цепь переменного тока
Цепь постоянного тока

Давайте теперь кратко разберемся в этих различных типах цепей.

Разомкнутая цепь

Если в электрической цепи есть разрыв на пути прохождения тока, то это называется разомкнутой цепью. Разомкнутый выключатель или перегоревший предохранитель прерывают подачу тока и, как следствие, делают цепь разомкнутой.

Замкнутая цепь

Чтобы в электрической цепи протекал ток, она должна быть замкнутой. Замкнутая цепь замыкает электрическую цепь и обеспечивает путь для протекания тока. Если мы переключим предыдущий переключатель, он замкнет цепь и сделает ее замкнутой.

Последовательная цепь

Если мы соединим все элементы цепи встречно-параллельно, то эта цепь называется последовательной цепью. В последовательной цепи есть только один путь для протекания тока, и в результате один и тот же ток протекает через все элементы цепи.

Параллельная цепь

Параллельная цепь полностью отличается от последовательной. В то время как между элементами цепи в последовательной цепи есть только одна общая точка, в параллельной цепи есть две общие точки. В параллельной цепи две клеммы обоих элементов схемы соединены вместе. В результате ток в параллельной цепи может протекать более чем по одному пути.

Серия – Параллельная комбинированная цепь

Серия А – Параллельная комбинированная цепь, как следует из названия, состоит из комбинации последовательной и параллельной цепей.

Цепь звезда-треугольник

Помимо последовательных и параллельных цепей, есть еще два типа цепей, которые не попадают ни в одну из этих категорий. Это схемы «звезда» и «треугольник». Если элементы соединены по схеме «звезда» (Y или звезда), то это называется звездной схемой. С другой стороны, если элементы соединены по схеме «треугольник» (треугольник), то это называется дельта-цепью.

Цепи «звезда» и «треугольник» очень важны в трансформаторах, и у нас также есть формулы для преобразования между схемами «звезда» и «треугольник».

Линейная цепь

Линейный элемент — это электронный компонент, демонстрирующий линейную зависимость между напряжением и током, т. е. его свойства, такие как сопротивление, емкость, индуктивность и т. д., всегда постоянны. Некоторые линейные элементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т. д. Если цепь состоит только из этих линейных элементов, то цепь называется линейной цепью.

Все схемы на основе операционных усилителей, такие как усилители, интеграторы, дифференциаторы, фильтры и т. д., являются примерами линейных схем.

Нелинейная цепь

Нелинейный элемент представляет собой электронный компонент, который демонстрирует нелинейную зависимость между напряжением и током, т. е. его сопротивление, индуктивность или емкость непостоянны. Диоды и транзисторы являются двумя основными нелинейными элементами. Другие примеры включают катушки индуктивности и трансформаторы с железным сердечником.

Если цепь состоит хотя бы из одного нелинейного элемента, то она называется нелинейной цепью.

Активная цепь

Активная цепь — это электрическая цепь, которая имеет внутренний источник энергии или возвращает энергию к источнику. За исключением диодных схем, все полупроводниковые схемы являются активными цепями.

Пассивная цепь

Пассивная цепь — это электрическая цепь, которая получает энергию только от внешнего источника, но не возвращает ее источнику. Все цепи «RLC» являются пассивными цепями.

Односторонняя цепь

Односторонняя цепь — это электрическая цепь, характеристики или свойства которой изменяются в зависимости от направления тока или операции. Диод в качестве выпрямителя является классическим примером односторонней схемы, в которой он выпрямляет только положительный цикл сигнала переменного тока, но не отрицательный цикл.

Двусторонняя цепь

В двусторонней цепи характеристики или свойства цепи одинаковы независимо от направления работы или протекания тока. Резистивная цепь — это простой пример двусторонней цепи. В сложных схемах линия передачи представляет собой двустороннюю цепь.

Цепь переменного тока

Если основным источником питания в цепи является переменный ток, то она называется цепью переменного тока.

Цепь постоянного тока

Если основным источником питания в цепи является постоянный ток, то цепь называется цепью постоянного тока.

Помимо этих основных типов схем, мы также можем классифицировать схемы на основе элементов схемы.