Электрические схемы какие бывают: их классификация и назначение по ГОСТ

их классификация и назначение по ГОСТ

При эксплуатации электрического оборудования нередко приходится иметь дело со схематическим обозначением на всевозможных графических изображениях. В них иногда бывает тяжело разобраться даже бывалым электрикам из-за большого разнообразия их типов, которые отличаются назначением и принципом исполнения.  Именно поэтому необходимо детально рассмотреть деление на виды электрических схем и особенности каждой из них.

Общая классификация

Само понятие подразумевает под собой комплекс условных обозначений, которые предназначены для определения каких-либо конструктивных элементов или частей. В соответствии с правилами и требованиями ГОСТ 2.701-84 выделяют несколько видов, отличающихся как сферой применения, так и типом устанавливаемых обозначений.

Разделение по видам приведено в таблице ниже:

Таблица: разновидности схема

№	Вид схемы	Буквенное обозначение
1	Электрические	Э
2	Гидравлические	Г
3	Пневматические	П
4	Газовые (кроме пневматических)	X
5	Кинематические	К
6	Вакуумные	В
7	Оптические	Л
8	Энергетические	Р
9	Деления	Е
10	Комбинированные	С

Так, для одного и того же устройства или объекта, при необходимости, могут разрабатываться сразу несколько схем, поясняющих принцип подключения, работы или реализации функций.  Для электротехнического оборудования схемы подразделяются на несколько типов:

• Принципиальные или полные – обозначаются цифрой 3;
• Структурные – обозначаются цифрой 1;
• Функциональные – обозначаются цифрой 2;
• Общие – обозначаются цифрой 6;
• Монтажные или схемы соединений – обозначаются цифрой 4;
• Подключений – обозначаются цифрой 5;
• Расположения и объединенные – обозначаются цифрой 7 и 0 соответственно.

При составлении конкретной схемы используется, как правило, буквенно-цифровые обозначения, к примеру, для электрической функциональной маркировка будет выглядеть как Э2, для газовой структурной Х1 и т.д.

Принципы графического обозначения каких-либо элементов на схемах определяются отраслевыми и государственными стандартами. Они же устанавливают требования к расположению составных частей, их размеры, нанесение шифров, наименований или маркировок.

Определение и назначение каждой электросхемы

Каждый вид электрической схемы реализуется в виде чертежа или графического изображения, выполненного вручную или посредством печатных приспособлений. Основные отличия обусловлены описанием тех или иных функций, указанием последовательности, принципа действия или привязкой к чему-либо.

Принцип построения схем регламентируется стандартом ЕСКД, который реализуется рядом нормативных документов, среди которых достаточно важными считаются ГОСТ 2.702-2011, а также ГОСТ 2.708-81.

Они устанавливают:

• требования к изображениями;
• принципам расположения компонентов;
• оформления чертежей;
• нанесению обозначений и технических характеристик.

Далее детально рассмотрим особенности каждого вида электрических схем.

Принципиальная (полная)

Принципиальная схема предназначена для пояснения принципа действия того или иного устройства. Наиболее часто ее применяют для различных распределительных устройств в силовых цепях, каких-либо приборов и т.д.

Пример принципиальной схемы

На принципиальных схемах обязательно указываются действующие электрические компоненты и проводимые связи между ними, силовые контакты и электрически узлы, соединяющие радиодетали. В свою очередь, такие электрические схемы подразделяются на два подвида: однолинейные и полные.

Однолинейные также называют первичными цепями, на них, как правило, обозначается силовая часть оборудования или электроустановки. С другой стороны однолинейная схема широко распространена для обозначения трехфазных цепей, где все оборудование на трех фазах имеет идентичное расположение и подключение. За счет чего в однолинейном варианте демонстрируется только одна фаза с  некоторыми отступлениями в местах, где оборудование на разных фазах отличается.

Кроме силовых цепей существуют и слаботочные, для питания защит, средств измерительной техники и различных электронных устройств. Такие схемы вторичных цепей называются полными, так как показывают полную картину всего оборудования, выделяя даже состояние некоторых контактов и частей оборудования. Увы, из-за сложности современной аппаратуры, далеко не все устройства можно изобразить на одном листе, поэтому полные бывают элементными и развернутыми.

Полная схема

Структурная

На структурных схемах осуществляется общее изображение устройства, все компоненты или отдельные узлы которого выполняются в виде блоков, обозначающих оборудование, а связи между блоками могут говорить о тех или иных операциях, связующих отдельные блоки между собой.

Структурная схема

Этот тип графического изображения  призван дать общее представление об устройстве и принципе действия, поэтому на них часто проставлены стрелочки, имеются поясняющие надписи и прочие обозначения, упрощающие понимание процесса или поясняющие работу прибора. Для работы с таким изображением не нужно иметь электротехнического образования, так как ее обозначения будут понятны даже не искушенному в электричестве человеку.

Функциональная

Функциональная схема является более детальным вариантом структурной, на ней также все элементы изображаются отдельными блоками. Главное отличие в том, что каждый блок имеет уже индивидуальную форму обозначения в соответствии с  его функциональным назначением. Возможно также выделение различных видов связей между частями, объединение деталей в блоки и т.д.

Функциональная схема

Общая

Общая схема предназначена для изображения мест расположения электрических аппаратов на местности или в пределах электроустановки. Определяет основные типы электрических соединений этих аппаратов, места их реализации и т.д. Данный тип является обязательным при разработке различных конструкторских документов на этапе проектирования. Но кроме общей, конструкторская документация включает в себя еще две не менее важные схемы – соединений и подключений.

Общая схема

Схема соединений (монтажная)

Схема соединения используется для графического изображения мест подключения электрооборудования. На ней указываются конкретная привязка к частям зданий, распредустановок, по отношению к которым и должен осуществляться монтаж электрооборудования, благодаря чему такой тип схем еще называют монтажными.

Наиболее часто монтажные схемы используются для обозначения разводки электрических цепей в здании, широко применяются во время ремонта, чтобы обозначить места прокладки проводки, установки распределительных коробок и вывода точек подключения к приборам и контактам аппаратов.

Монтажная схема

На рисунке выше приведен пример монтажной схемы, как видите, для каждого варианта могут устанавливаться свои условные обозначения, указываемые отдельно. Имеются привязки к каждой конкретной комнате и планируемому электрооборудованию, осветительным приборам и т.д. В дальнейшем она используется не только для монтажных работ, но может применяться и в процессе эксплуатации.

Подключений

Схема подключения используется для указания принципов соединения различных электрических или электронных блоков в единую систему. Иногда предполагается, что блоки имеют территориальное разделение, в других ситуациях они могут находиться в пределах одного распределительного устройства, шинной сборки или стойки. Ее пример  приведен на рисунке ниже:

Схема подключения

В зависимости от сложности графического изображения и количества отображаемых подключений оно может дополняться таблицами соединений для пояснения порядка расположения выводов и подключения изделия.

Расположения

Также входит в состав проектной документации и помогает определить местоположения всех частей электроустановки относительно друг друга и других значимых объектов.

Схема расположения

На схеме расположения могут наноситься:

• составные части всего объекта, а при необходимости и связи между всеми частями;
• соединительные провода, кабели, шнуры и т.д. в упрощенном виде;
• наименование каждого элемента, его тип и документ, на основании которого он применяется.

Такое изображение может выполняться как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве. Но в любом случае изображение должно соблюдать масштаб по отношению к натурным размерам и расстояниям.

Трехмерная схема расположения

Объединенная

Объединенная схема

Объединенная схема строиться на основании нескольких типов изображений, рассмотренных нами ранее. Такое построение призвано упростить работу электромонтажников или проектировщиков за счет объединения различной информации в единое целое. Но на практике далеко не всегда целесообразно объединять несколько типов графических элементов. Это связанно со сложностью некоторых приборов и устройств, в которых из-за нагромождения элементов довольно сложно объединять разные изображения.

Типы и виды электрических схем, классификация, назначение

Содержание

• 1 Типы и виды электрических схем: общая класификация
• 2 Назначение электрических схем

Собой электрическая схема представляет обычный документ, в котором правила ГОСТ обозначаются в связи между собой составными частями устройств, работающие за счет протекания электроэнергии. Если говорить простыми словами, то схема – это чертеж, на котором электрик обозначает места установки розеток, проводов и выключателей. В этой статье мы поговорим с вами, какие бывают типы и виды электрических схем, покажем краткое описание и рассмотрим основные характеристики каждого вида по отдельности.

Типы и виды электрических схем: общая класификация

Можно выделить типы и виды электрических схем, вот именно о них мы и попробуем поговорить в этой статье. Итак, согласно ГОСТу бывают следующие виды схем:

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.

Назначение электрических схем

Структурная схема

Ее можно назвать самой простой и понятной для восприятия. С помощью нее можно узнать, какие электроустановка работает и из каких основных компонентов она состоит. Вот так она выглядит на фото, как вы понимаете, работать с ней всегда просто и удобно. Да и во время ремонта она всегда будет выступать лучшим помощником для вас, ведь в любой момент можно все прочитать, даже если эта схема была составлена несколько десятков лет назад.

Функциональная

Такая схема по своему назначению практически ничем не отличается от представленной выше. Есть только одно существенное различие – в этой схеме более подробно описываются все составляющие любой цепи. Посмотрите, как выглядит схема функциональная на чертеже.

Принципиальная 

Чаще всего принципиальная электрическая схема применяется в сложных распределительных сетях. Только она способна дать самое полное объяснение тому, как работает то, или иное электрооборудование. Она делится на два вида:

• Однолинейная.
• Полная.

Однолинейная дает понятие о том, как работают первичные или так называемые силовые сети, чертеж у нее довольно простой.

Полная принципиальная схема делится еще на два вида: развернутая и элементарная. В зависимости от сложности электромонтажных работ и делают определенные пояснения. Чтобы вы поняли всю сложность такой схемы, просто посмотрите на ее пример.

Монтажная схема

Ее можно обозначить, как самую популярную, только она может рассказать о том, как нужно делать проводку в доме и где находятся провода. На таком типе схемы обозначают точное расположение элементов цепи, основные способы их соединения и цветовую маркировку. Следующим образом она выглядит.

Предназначение у такой схемы одно – помочь человеку сделать ремонт в своем доме и указать место, где будут или уже проходят все провода.

Объеденная

Данная схема включает в себя сразу несколько типов (документов). Она используется только в крайних ситуациях, когда по-другому невозможно обозначить все важные особенности цепи. Как правило, она используется только на больших предприятиях профессиональными электриками. Так что, сильно в ее суть можете не вникать.

Вот мы с вами и рассмотрели основные типы и виды электрических схем, которые существуют на данный момент. Как вы понимаете, при составлении каждой схемы нужно читать дополнительную информацию, напомним, это только классификация, каждая из них наделена еще своими основными особенностями.

Похожая статья по теме: Защита кабелей и проводов от грызунов, кошек и собак.

Что означает схематическая диаграмма?

Принципиальная схема — это фундаментальное двухмерное представление схемы, показывающее функциональность и связь между различными электрическими компонентами. Для проектировщика печатных плат жизненно важно ознакомиться со схематическими символами, которые представляют компоненты на принципиальной схеме.

Стандарты для схематических символов

Схематические символы регулируются во всем мире с использованием двух стандартов:

IEC 60617: Международная электротехническая комиссия (IEC) выпустила этот стандарт. Он основан на старом стандарте British Standard (BS 3939). Эта база данных включает более 1750 условных обозначений.

Стандарт ANSI Y32 : Американский национальный институт стандартов (ANSI). Это обеспечивает множество специализированных символов, первоначально использовавшихся для авиационных приложений. Ряд незначительных изменений, внесенных в этот стандарт, привел существующий документ в соответствие с IEC.

 

Справочник по проектированию для производства

10 глав – 40 страниц – 45 минут чтения

 

Каковы различные схематические символы?

Электронная схема, показанная ниже, использует набор стандартных символов для обозначения различных электронных компонентов.

Рис. a: Принципиальная принципиальная схема

На схеме показаны 3 компонента (батарея, резистор и светодиод). Эти компоненты связаны друг с другом через сети/трассы. Каждый компонент имеет символ с различными атрибутами. Атрибутами резистора могут быть условное обозначение, значение сопротивления, размер, символ, номинальное напряжение, мощность и занимаемая площадь. Точно так же батарея и светодиод будут иметь свои атрибуты.

В таблице ниже показаны имена, символы и соответствующие им позиционные обозначения, используемые в схеме. Обозначения BT, R и LED обозначают батарею, резистор и светодиод соответственно. Эти позиционные обозначения помогают нам идентифицировать компоненты.

Схемные символы

Зная символы и их условные обозначения, мы можем интерпретировать любую схему и построить ее соответствующим образом.

Наиболее распространенные схематические символы:

Общие схематические символы

Значения и атрибуты

Мы знаем, что компоненты можно идентифицировать по их условному обозначению. Однако информации о размерах и мощности этих компонентов нет. Например, рассмотрим базовую электронную схему, показанную в предыдущем разделе рис. а. Схема показывает, что положительный полюс батареи подключен к светодиоду через резистор R. Но нет никакой другой информации об атрибутах этих компонентов (сопротивление резистора и емкость батареи по напряжению) .

Схема должна содержать эту дополнительную информацию, чтобы убедиться, что выбраны соответствующие компоненты. Значение сопротивления резистора должно быть выражено в омах (Ом). На батарее должна быть указана разность потенциалов (напряжение), выраженная в вольтах. Другие компоненты описываются другими терминами. Например, конденсаторы различаются по величине емкости, выраженной в фарадах (Ф), катушки индуктивности различаются по величине индуктивности, выраженной в Генри (Гн).

Иногда символам могут быть присвоены дополнительные атрибуты (номиналы мощности, допуски и т. д.). Это помогает нам определить подходящие компоненты для схемы.

Некоторые из общих атрибутов компонента:

1. Символ с формой и выводами
2. Значения, такие как сопротивление, емкость и индуктивность компонентов
3. Условное обозначение, например, U1, R1, C1 и т. д.
4. Пример максимальных рабочих условий: максимальное напряжение для конденсаторов, максимальная мощность для резисторов
5. Пример допусков: Для сопротивления: ±1%, ±5%
6. Номер детали производителя (MPN)
7. Посадочные места компонентов (для резисторов: 0402, 0805; для 8-контактной ИС: SOIC8)

Международная система единиц

Значения атрибутов могут варьироваться от очень маленьких до очень больших единиц. Чтобы избежать заполнения принципиальных схем длинными повторяющимися строками нулей для таких значений, как 1 000 000 000 или 0,0000000001, мы используем Международную систему единиц для значений (СИ).

В таблице ниже показаны единицы СИ, которые обычно используются на схематических диаграммах.

Префикс	Символ	Значение	Степень 10
тера	Т	100000000000	10 12
гига	Г	100000000	10 9
мега	М	1000000	10 6
кг	к	1000	10 3
милли	м	0,001	10 -3
микро	и	0,000 001	10 -6
нано	н	0,000 000 001	10 -9
пико	р	.000 000 000 001	10 -12

В чем разница между принципиальной схемой и электрической схемой?

На принципиальной схеме линии используются для представления проводов, а символы используются для представления компонентов.

Пример принципиальной схемы

Принципиальная схема не показывает практическую связь между компонентами или их положение. Он содержит только символы и линии.

Схема соединений представляет собой обобщенное графическое изображение электрической цепи. Компоненты представлены упрощенными формами на схемах соединений. Схемы подключения обычно дают подробную информацию об относительном расположении и расположении устройств.

Пример электрической схемы

Как читать схему печатной платы?

Чтобы понять схему печатной платы, нам необходимо узнать, как соединены компоненты на схеме. Он содержит информацию о различных компонентах и ​​условиях работы схемы.

Схема дает следующую информацию:

1. Используемые компоненты
2. Электрические соединения между штырями компонентов
3. Рабочие условия, такие как напряжение, ток, допуски
4. Специальные инструкции, такие как трассировка импеданса SE (несимметричный), дифференциальные пары и положения компонентов, например размещение развязывающих конденсаторов, резонаторов и т. д.
5. Блок-схема
6. История изменений (если есть)

Схематические сети

Схематические сети определяют, как компоненты взаимосвязаны в цепи. Линия между двумя взаимосвязанными компонентами называется сетью.

Сети в базовой принципиальной диаграмме

Прочтите наш пост о проверке схемы и списка соединений, чтобы обеспечить безошибочное проектирование, чтобы понять список соединений схемы и его создание с помощью Altium Designer.

Соединения и узлы

Соединение образуется при пересечении двух или более проводов в одной точке. Это соединение представлено размещением маленькой точки (узла) в точке пересечения, как показано на изображении ниже. Чтобы узнать больше, прочтите «Теория сетей для лучшего проектирования и разработки печатных плат».

Представление узлов на схематической диаграмме

Узлы помогают нам идентифицировать соединение между проводами, пересекающими точку. Отсутствие узла на стыке означает, что два отдельных провода просто проходят мимо без какого-либо электрического соединения.

Именование схематических цепей

Чтобы сделать схематическое представление более разборчивым, цепи помечены своими именами, а не линиями, показывающими связность. Предполагается, что сети с одинаковыми именами соединены, хотя никакого видимого соединения не установлено. На изображении ниже показан пример принципиальной схемы, на которой цепи помечены своими именами.

Схема с маркированными цепями

В чем разница между принципиальной схемой и компоновкой?

Схема — это чертеж, определяющий логические соединения между компонентами на печатной плате, будь то жесткая печатная плата или гибкая плата. Он в основном показывает вам, как компоненты электрически соединены. Схема содержит список соединений, который представляет собой простую структуру данных, в которой перечислены все соединения в проекте, как указано на чертеже. На изображении ниже показан пример схематической диаграммы.

Пример принципиальной схемы печатной платы

Напротив, схема печатной платы показывает точное физическое расположение каждого компонента на печатной плате и показывает физические провода (дорожки), которые соединяют их вместе. Пример разводки печатной платы показан ниже.

Пример компоновки печатной платы

 

Как создать принципиальную схему?

Если в проекте используется иерархическая схема, в которой многочисленные функциональные схемы взаимосвязаны друг с другом, то она определяет взаимосвязь между группами компонентов в разных принципиальных схемах.

Ниже приведены этапы создания принципиальной схемы с помощью инструмента PCB CAD:

Генерация символа: Этот процесс включает в себя рисование корпуса компонента, добавление контактов и номеров контактов, определение атрибутов символа и назначение посадочного места. Символы иногда легко доступны в программном обеспечении PCB CAD. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с Как создать библиотеку схем и символов в KiCad.

Размещение символа компонента: Тело символа компонента создается путем размещения замкнутых форм символов в редакторе библиотеки схем.

Чтобы узнать больше о размещении компонентов, прочитайте нашу статью Рекомендации по размещению компонентов при проектировании и сборке печатных плат.

Нумерация контактов: Контакты определяют точки подключения на компоненте для входящих и исходящих сигналов. Нумерация контактов сделана для того, чтобы соединения, показанные на схеме, были правильно соединены медью на печатной плате.

Атрибуты символа: в основном он состоит из категории, значения, производителя, номера детали производителя и поставщика. Рекомендуется, чтобы каждый символ на вашей схеме имел собственное уникальное обозначение, чтобы каждую часть можно было легко идентифицировать.

 

 

Каковы правила рисования принципиальных диаграмм?

Ниже приведены некоторые рекомендации, которых следует придерживаться при рисовании принципиальных схем:

1. Электрические соединения между компонентами представлены линиями. Линии, которые пересекаются друг с другом, не связаны, если в точке пересечения нет узла.
2. Всегда рекомендуется иметь только 3 линии, подключенные к узлу.
3. В сложных схемах рекомендуется присваивать имена цепям. Сети с одинаковыми именами предполагаются связанными.
4. Номера выводов, полярность, значения и имена цепей должны быть написаны горизонтально.
5. Разместите входы слева, а выходы справа.
6. Разделы схемы проектирования в функциональных блоках.
7. Всегда размещайте номера контактов снаружи графического символа.
8. Символы соединения листов всегда должны располагаться на крайнем левом или крайнем правом краю страницы.
9. Поместите основную надпись в правый нижний угол первого листа. В основной надписи должна быть указана следующая информация:
   1. Титул
   2. Номер детали
   3. Редакция (если есть)

Принципиальные схемы в основном состоят из символов компонентов и линий, представляющих соединения между компонентами. Понимание принципиальной схемы очень важно для дизайнеров, чтобы спроектировать успешную печатную плату.

Итак, мы рассмотрели основные понятия, связанные со схематическими символами и схематическими представлениями. Дайте нам знать в разделе комментариев, если есть какие-то конкретные темы, о которых вы хотели бы узнать больше.

 

 

 

Как читать и понимать электрические схемы

Вы когда-нибудь задумывались, что находится за стенами дома или изучали, как работает электрическое устройство? Может быть, вы хотите починить что-то, что работает от электричества? На первый взгляд электрическая схема может показаться запутанным скоплением разноцветных линий и символов различных форм и размеров, что может быть правдой, однако на самом деле это нечто большее.

Трехфазное электрораспределение для упаковочной линии

Электрическая схема представляет собой логическое представление физических соединений и компоновки электрической цепи. Хорошо задокументированная схема описывает функциональность электрической цепи и обеспечивает основу для сборки и устранения неполадок в системе. Схема может содержать несколько или много символов и соединений и обычно читается слева направо и сверху вниз.

Символы буквально являются строительными блоками любой электрической схемы. Символы представляют собой графическое изображение электрического компонента и обычно отображают соответствующие точки подключения. Двумя наиболее распространенными стандартами для символов электрического проектирования являются ANSI и IEC.

Общие символы электрических схем

Метки устройств

Метки и метки служат идентификатором каждого электрического компонента на схеме. Обычно они начинаются с нескольких букв, за которыми следует присвоенный им порядковый номер. Метки помогают операторам различать множество одинаковых объектов.

Маркировка устройства двигателя

Атрибуты

Атрибуты предоставляют подробное описание электронного компонента рядом с его символом. В SOLIDWORKS Electrical атрибуты — это переменные, напрямую связанные с библиотекой производственных деталей, что позволяет отображать или скрывать значения по мере необходимости. Производитель и каталожный номер обычно являются отображаемыми атрибутами символа. Затем информация об атрибутах обычно заносится в спецификацию (BOM) или список деталей, необходимых для создания системы.

Провода

Провода создают соединения и соединяют компоненты вместе, образуя цепь. Цвет провода обычно указывает на его назначение. Например, зеленые провода на схеме часто указывают на заземление.

Трехфазная проводка

Этикетки для проводов

Компонентам, проводам и кабелям присваиваются: этикетки, бирки, метки или номера для облегчения отслеживания и систематического устранения неполадок в конструкции. Типичная схема маркировки может включать в себя комбинации: идентификатора устройства, типа проводника, номера страницы, номера строки, размера проводника и порядка.

Основная надпись

Основная надпись — это граница и текст чертежа, описывающие проект и текущий лист. Общая информация, отображаемая в основной надписи: название проекта, название компании, номер задания, логотип компании, название, автор, номер листа, утверждения и масштаб страницы.