Что такое электрическая схема

В данной статье мы постараемся выяснить, что же такое электрическая схема, и каково ее назначение.

В общепринятом выражении схемой можно назвать документ, включающий в себя составные части какого-либо устройства (изделия), а с помощью условных обозначений на схемах наглядно показываются связи между этими составными частями.

Электрическая схема – это своего рода тот же документ, где обозначены электрические связи между составными частями электроустройства. Т.е. главное назначение электрической схемы – это понятие принципа работы того или иного электроустройства или электроцепи.

Наличие электросхемы дает возможность:

• выполнять монтаж (сборку) установки (цепи) в соответствии с схемой;
• осуществлять сверку со схемой при монтаже (для исключения ошибок) и пусконаладочных работах;
• выполнять диагностику и устранять неисправности при ремонтных работах.

Электрические схемы можно разделить на несколько типов. В зависимости от типа схемы, технические сведения об устройстве и принципе его работы могут быть полными или общими.

Типы и виды электрических схем: общая класификация

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

Вот такие существуют виды, теперь выделить основные типы электрических схем:

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

Исходя из основных обозначений, вы сможете понять, чем отличается тип от вида. Чтобы вам было понятней, попытаемся рассмотреть на живом примере, есть схема Э3, вот так она выглядит. Узнайте о том, как сделать токопроводящий клей своими руками – эта статья будет полезной для вас. 

Как видите, особых проблем на этом этапе возникнуть не должно, все предельно ясно и понятно. Далее мы с вами рассмотрим типы и виды электрических схем их назначение, и разберем каждый вид по отдельности. Хочется сразу заметить, все знать совсем не обязательно, ведь в жизни каждого человека используются несколько.

Принципиальные электрические схемы

Основная статья: Принципиальная схема

Принципиальные электрические схемы — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные, и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже. Здесь существуют много стандартов как на оформление чертежей, так и на условные графические изображения компонентов. На территории бывшего СССР действует государственный стандарт, однако с появлением принципиально новых компонентов пришлось отступать от стандартов, так как условных изображений просто не существует, поэтому реально наиболее общего стандарта на УГО фактически нет. В зарубежных странах приняты стандарты IEC, DIN и ANSI и другие национальные стандарты, но на практике у производителей очень часто используется корпоративные стандарты, однако этот чертёж не учитывает габаритных размеров и расположения деталей объекта. В энергетике используются как однолинейные, так и полные схемы.

Эта разновидность схем предназначена в основном для наиболее полного понимания всех процессов, происходящих в цепи или на участке цепи, а также для расчёта параметров компонентов.

По уровню абстракции занимают среднее положение между функциональными и монтажными.

База аппаратов

Была полностью переработана база аппаратов (рис. 7).
Если в прежней версии она поддерживалась в СУБД СТП (СУБД стандартов предприятия),
то сейчас разработана специализированная СУБД электрических устройств.

Для каждого электрического устройства поддерживаются текст обозначения, вводимый
с помощью формулы заказа, условные графические обозначения, характеристики входов-выходов,
чертеж схемы подключения, чертежи устройства (виды и трехмерная модель), данные
о поставщиках и поле для заметок. Для каждого устройства можно задать до 20
технических характеристик, в том числе и таких, как стоимость. Новый механизм
формулы заказа позволяет быстро формировать его обозначение. Есть инструменты
для копирования как отдельных, так и всех полей записи одного устройства в поля
другого. Все это резко ускоряет процесс расширения базы аппаратов.

База аппаратов поддерживает не только данные схемотехнического проекта, но и
чертежи аппаратуры для вставки их в сборочные чертежи. Есть инструмент и для
извлечения этих чертежей из среды AutoCAD. Это позволяет переходить к разработке
сборочных чертежей средствами AutoCAD или программами сторонних разработчиков.

Новая версия ElectriCS 4.0

Четвертая версия ElectriCS выходит в марте-апреле 2000 года. В ней сохранились
все возможности предыдущей версии и появились новые. Программа стала работать
с AutoCAD 2000. Расширилась область ее применения.

Прежде чем рассказать о новшествах программы, познакомимся с ее структурой (рис.
4).

В первую очередь конструктор видит программу управления проектом, которая осуществляет
доступ ко всему инструментарию и данным проекта. Здесь пересекаются все «тропинки»
ElectriCS.

Средствами редактора схем, который работает в среде AutoCAD 2000, разрабатывается
принципиальная схема (Э3), являющаяся основой всего проекта. Редактор схем позволяет
создавать и схемы подключений.

Условные графические обозначения сохраняются в специализированной библиотеке.
Она доступна из редактора схем и из базы аппаратов.

В процессе создания принципиальной схемы конструктор транслирует ее данные в
базу проекта — табличное представление схемы. Редактор таблиц — центральный
инструмент ElectriCS. Средствами редактора схем создается только графическое
представление схемы, а в редакторе таблиц формируется весь проект в целом. Здесь
создается перечень элементов, формируются списки панелей и шкафов, осуществляется
расстановка устройств, выполняется трассировка проводов и определяются внешние
связи. Информационные потоки из табличного редактора поступают обратно в редактор
схем для формирования контактных групп и адресов катушек, маркировки входов-выходов,
создания схемы подключений и т.д.

Вся информация по электрическим устройствам сохраняется в базе аппаратов. Она
позволяет осуществлять создание, хранение, поиск и выбор электрического устройства.
База связана с табличным редактором, доступна и из среды AutoCAD.

енератор отчетов позволяет подготовить выходную документацию проекта. (Если
в табличном редакторе информация по проекту только готовится, то в генераторе
отчетов она преобразуется в файлы, готовые к печати.) Отчеты создаются в виде
обычных текстовых файлов, в виде документов редактора MS Word и в виде простейшего
формата DAT, который можно использовать для построения таблиц в AutoCAD средствами
модуля MechaniCS или сторонними программами. Генератор отчетов позволяет создавать
не только типовые документы, но и разрабатывать новые виды отчетов.

Назначение каждой электросхемы

Структурная

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

Функциональная

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

Принципиальная

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

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

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

Монтажная

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

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

Кстати, монтажной также считается электросхема соединений, которая предназначена для подключения электрооборудования, а также соединения установок между собой в пределах одной цепи. При подключении бытовой техники руководствуются именно монтажной схемой.

Объединенная

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

Существует также схема кабельных трасс, которая представляет собой упрощенный план прокладки кабельной линии к распределительным пунктам и трансформаторным подстанциям. Ее назначение аналогично монтажной электросхеме – с помощью данного документа монтажники руководствуются как вести линию от точки А к точке Б.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели основные виды и типы электрических схем, а также их назначение и характеристики. Зная условные обозначения и имея под рукой всю нужную документацию совсем не сложно разобраться в том, как работает та или иная установка.

Будет интересно прочитать:

Определение связей между устройствами и оболочками

Конструктор определяет списки электрических связей различных устройств, входящих
в электрооборудование. Если он работает с обычной принципиальной схемой, то
становится важен момент определения только одного варианта связи из множества
возможных. На самом деле если линия связи соединяет, к примеру, три шкафа (рис.
3), то по принципиальной схеме нельзя определить, как соединить их реальными
«живыми» проводами (рис. 1). Здесь возможно три варианта.
Конструктор должен выбрать только один и при этом не допустить «закольцовки»
связи. Критерием выбора является заранее намеченная схема соединений. Конструктор
уже представляет, как должны проходить трассы, образованные линиями связи. Однако
при этом он может упускать из виду те связи, которые идут строго между двумя
объектами, причем появляются они только в результате выбора связей между другими
шкафами.

К примеру, конструктор решил, что трассы должны пройти между шкафом 1 и шкафом
2, шкафом 2 и шкафом 3. Однако может проявиться связь между шкафом 1 и шкафом
3, которую иначе никак не протянешь, потому что она проявилась в результате
прокладки трассы между, скажем, шкафами 3, 4 и 5. Поэтому либо могут вноситься
корректировки в схему внешних соединений, либо такие связи транзитно пропускаются
через шкафы (в нашем примере через шкаф 2). Задача усложняется тем, что в анализе
участвует сразу несколько десятков, а то и сотен электрических связей, проходящих
не только через анализируемые на данный момент шкафы.

После определения внешних связей появляется возможность определить клеммные
блоки, которые «развязывают» провода, проходящие через «границу» панелей.

Если конструктор работает с принципиальной схемой, создаваемой по второму подходу
(см. выше), то он фактически выполняет всю эту работу у себя в уме. В дальнейшем
ему придется только методично «вычислить» все провода, входящие в эти связи.

После определения трасс (пучков) проводов между шкафами конструктор разделяет
их по типу электрической связи, чтобы избежать наводок. Иногда требуется разделить
провода на отдельные трассы из технологических соображений.

Итак, при определении внешних связей конструктор выполняет следующие операции:

• определяет провода, входящие в анализируемые связи;
• намечает схему прокладок трасс;
• окончательно формирует схему прокладок трасс;
• разбивает «пучки» проводов на трассы по типам электрической связи и по технологическим
  соображениям;
• обозначает трассы, определяется с их конструктивным исполнением;
• при необходимости формирует таблицы соединений между оболочками.

5.4 Графические обозначения

5.4.1 При выполнении схем
применяют следующие графические обозначения:

— УГО, установленные в
стандартах Единой системы конструкторской документации, а также построенные на
их основе;

— прямоугольники;

— упрощенные внешние
очертания (в том числе аксонометрические). При необходимости применяют
нестандартизованные УГО.

При применении нестандартизованных
УГО и упрощенных внешних очертаний на схеме приводят соответствующие пояснения.

УГО, для которых установлено
несколько допустимых (альтернативных) вариантов выполнения, различающихся
геометрической формой или степенью детализации, следует применять, исходя из вида
и типа разрабатываемой схемы в зависимости от информации, которую необходимо
передать на схеме графическими средствами. При этом на всех схемах одного типа,
входящих в комплект документации, должен быть применен один выбранный вариант
обозначения.

Применение на схемах тех или иных
УГО определяют правилами выполнения схем определенного вида и типа.

5.4.2 УГО элементов изображают в
размерах, установленных в соответствующих стандартах Единой системы
конструкторской документации на УГО. УГО, соотношения размеров которых
приведены в соответствующих стандартах на модульной сетке, должны изображаться
на схемах в размерах, определяемых по вертикали и горизонтали количеством шагов
модульной сетки М (см. рисунок 3). При этом шаг модульной сетки для каждой
схемы может быть любым, но одинаковым для всех элементов и устройств данной
схемы.

Рисунок 3

УГО элементов, размеры которых в указанных
стандартах не установлены, следует изображать на схеме в размерах, в которых
они выполнены в соответствующих стандартах на УГО.

Размеры УГО, а также толщины их
линий должны быть одинаковыми на всех схемах для данного изделия (установки).

Примечания

1 Все размеры УГО допускается пропорционально изменять.

2 УГО элементов, используемых как составные части
обозначений других элементов (устройств), допускается изображать уменьшенными
по сравнению с остальными элементами (например, резистор в ромбической антенне,
клапаны в разделительной панели).

5.4.3 УГО на схемах
следует выполнять линиями той же толщины, что и линии взаимосвязи.

5.4.4 УГО элементов
изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих
стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих
стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается УГО поворачивать на
угол, кратный 45°, или изображать зеркально повернутыми.

Если при повороте или зеркальном
изображении УГО может нарушиться смысл или удобочитаемость обозначения, то
такие обозначения должны быть изображены в положении, в котором они приведены в
соответствующих стандартах.

УГО, содержащие цифровые или
буквенно-цифровые обозначения, допускается поворачивать против часовой стрелки
только на угол 90° или 45°.

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.

Электрические схемы. Типы. Правила выполнения

Полупроводниковые приборы. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних очертаний, а их расположение должно примерно соответствовать действительному размещению [2, п.

Схема электрических соединений или ее еще называют монтажная схема, представляет собой упрощенный конструктивный чертеж, изображающий электрическое устройство в одной или нескольких проекциях, на котором показываются электрические соединения деталей между собой. Другой тип принципиальных схем отражает управление приводом, линией, защиту, блокировки, сигнализацию. На таких схемах провода идущие в одном направлении часто объединяют в жгуты или пучки и показывают одной толстой линией.

На схеме проводки квартиры будет видно размещение розеток, светильников и т. На наличие соединения указывает точка в месте пересечения или примыкания.

На таких схемах может быть показаны схемы нескольких типов, например электрическая принципиальная и монтажная, или принципиальная и схема расположения. Кстати, монтажной также считается электросхема соединений, которая предназначена для подключения электрооборудования, а также соединения установок между собой в пределах одной цепи.

В — УГО воспринимающей части электротепловой защиты. На структурных схемах отображаются основные элементы трансформаторы , линии электропередачи, распределительные устройства — в виде прямоугольников. Благодаря такому принципу построения запоминание условных графических обозначений не представляет особого труда, а составленная схема получается удобной для чтения. При этом на схеме нужно привести пояснения [1, п.

В этом случае развернутая принципиальная схема может только запутать и испугать, особенно не опытных электриков, которые в большинстве своем очень бояться различной электроники. Кроме того, существуют и широко используются принципиальные и монтажные электрические схемы. В зависимости от назначения схемы на чертеже изображают: а только цепи питающей сети источники питания и отходящие от них линии; б только цепи распределительной сети электроприемники, линии, их питающие ; в для небольших объектов на принципиальной схеме совмещают изображения цепей питающей и распределительной сетей. Полупроводниковые приборы. Поэтому на электрических схемах резистор так и обозначают в виде прямоугольника, символизирующего форму трубки.

Типы и виды электрических схем: общая класификация

Основание подвижной части отмечается специальной незаштрихованной точкой. Схемы обычно дополняются различными диаграммами и таблицами переключения контактов, которые поясняют порядок срабатывания сложных элементов, например многопозиционных переключателей, временными диаграммами, показывающими последовательность срабатывания катушек реле. В люстре один провод стал общим. Благодаря ей любую неисправность можно обнаружить и устранить в очень короткое время. Ниже будут рассмотрены схемы принципиальные, соединений и подключений как получившие наиболее широкое применение в электрооборудовании промышленных предприятий.

Это может быть либо отключение автомата 2-QF, либо отключение катушки 2-КМ, которая включается релейной схемой. Участки цепи, вдоль которых протекают одни и те же токи, называются ветвями. Существует несколько вариантов выполнения схем соединения и подключения. Теперь следует разобраться, для чего предназначена каждая конкретная электросхема, и из чего она состоит. На таком чертеже должны обязательно быть указаны все функциональные узлы цепи и вид связи между ними.
Виды заземления нейтрали

Определение местоположения электрических устройств в изделии

На определенном этапе работ требуется определить местоположение устройств,
которые расставляются на панели и в шкафы. (Названия «шкаф» и «панель» здесь
условные. Они отмечают только названия уровней расположения оборудования в оболочках.)
Могут существовать отдельно стоящие устройства. В свою очередь, панели могут
находиться в шкафах или размещаться отдельно. Конечно, существует и более глубокая
вложенность, но в большинстве случаев достаточно трех уровней: устройство, панель,
шкаф.

В процессе этой работы конструктор выполняет следующие операции:

• определяет оболочки (панели и шкафы);
• определяет положение панелей в шкафах;
• составляет списки устройств для каждой оболочки;
• определяет порядок расположения устройств и оболочек друг относительно
  друга.

Редактор схем

Выше мы упоминали о том, что в ElectriCS появилась возможность поддерживать
структурные (Э1) и функциональные (Э2) схемы, общие схемы (Э6) и схемы расположения
(Э7). Однако основными остаются принципиальные схемы, схемы соединений (Э4)
и схемы подключений (Э5), которые связаны с табличным представлением схемы (базой
проекта), на основе которого создаются выходные документы.

Рисование схем осуществляется в среде AutoCAD 2000. Разработан ряд новых команд
для рисования схем, модернизированы существующие.

Оформление схемы осуществляется средствами программы MechaniCS.

В первой части статьи мы много говорили о двух подходах к созданию принципиальных
схем, поэтому заметим, что программное обеспечение ElectriCS поддерживает оба
варианта принципиальных схем.

Условия существования электрического тока. Электрическая цепь

Вспомним, что на прошлом уроке мы оговаривали три условия наличия электрического тока:

1. наличие зарядов;

2. наличие источника тока (гальванического элемента и др.). Источник тока создает электрическое поле внутри проводника, что является причиной движения зарядов;

3. наличие электрической цепи. О последнем понятии мы будет говорить сегодня.

Электрическая цепь должна содержать источник тока (рис. 1–3), т. е. элемент, который создает в цепи электрическое поле и обеспечивает движение заряженных частиц, и потребитель тока, т. е. например, любой бытовой прибор (рис. 4): лампочку, фонарик, компьютер, телевизор, стиральную машину, холодильник и т. п. Источник тока и потребители всегда соединяются проводами (проводниками), т. е. такими элементами, которые способны проводить электрический ток и обладают большим количеством свободных заряженных частиц.

Рис. 1. Гальванический элемент (Источник)

Рис. 2. Аккумулятор (Источник)

Рис. 3. Электростанция (Источник)

Рис. 4. Потребители тока (Источник) (Источник) (Источник) (Источник) (Источник) (Источник)

Таким образом, электрическая цепь имеет следующие основные составные элементы: источник тока, потребители тока, соединительные провода.

Конечно же, потребители тока сами по себе состоят из более мелких элементов, каждый из которых имеет свое название, функцию и особенности. Электрические цепи бывают сложными и простыми, мы начнем их изучение с простейших вариантов, например, с устройства карманного фонарика. В его составные части входят: источник питания, лампочка, соединительные провода и выключатель. В конце урока мы соберем электрическую цепь, аналогичную цепи внутри фонарика и обсудим ее принцип работы.

Для удобства электрические цепи принято изображать в виде схем, в которых приняты определенные обозначения различных элементов. Условные обозначения элементов электрических цепей известны и классифицированы определенным образом, их достаточно много, но мы познакомимся с основными из них.

Определение. Электрическая цепь, изображенная на рисунке, называется электрической схемой.