Где используются принципиальные электрические схемы и как их читать

Для понимания работы электротехнических и электронных устройств необходим навык чтения электросхем. Наиболее распространены структурные, функциональные и принципиальные электрические схемы.

Виды принципиальных схем

Модели электрических приборов, аппаратов, оборудования, выполненные при помощи цифровых и буквенных символов, а также графических изображений, предназначенные для понимания принципов работы электрических цепей и физических процессов, протекающих в них, называются принципиальными схемами.

В отличие от монтажных они не содержат данных о расположении деталей на печатных платах. Назначение такого типа чертежей — показать соединения элементов между собой, указать их тип и важные параметры для чтения схемы. При необходимости графические материалы дополняются таблицами, текстовыми сносками, диаграммами.

Техническая документация такого рода делится на 2 вида:

1. Разнесенная (многолинейная) — по строкам (обозначенным арабскими цифрами) изображаются разные цепи, а в каждой строке последовательно располагаются все элементы одной цепи. Этот способ подходит для сложных электроприборов и устройств автоматики, содержащих большое количество реле и контактных групп в трехфазных системах.
2. Совмещенная (однолинейная) — более наглядный вид графического изображения электрических связей между элементами цепей. В них на одном чертеже могут быть обозначены первичные цепи со схемами соединений совместно с устройствами управления выключателями, автоматикой, релейной защитой. Такие схемы становятся менее востребованными по мере усложнения конструкций.

Как работает подобная схема

Условные обозначения участников цепи расположены по направлению движения тока (сигнала) — слева направо. Специалист должен обладать предварительными знаниями о назначении и функционировании указанных на схеме электронных и электротехнических деталей и приборов.

Группы соединенных между собой элементов объединены в устройства, решающие разные задачи:

• блоки питания, выпрямители;
• стабилизаторы и делители напряжения;
• усилители разных классов;
• мультивибраторы, триггеры, блокинг-генераторы.

С опытом к человеку приходит умение быстро читать электросхему, «видеть» протекающие по контурам токи, распределение потенциалов, форму, длительность и амплитуду сигналов. Выполняя измерения в нужных местах цепи, мастер может судить об исправности узлов устройства.

Используемые по ГОСТу обозначения

ГОСТом регулируются следующие виды обозначений:

• поправки и надписи, правила исполнения электросхем, комплектность и виды документов (указаны в ЕСКД (Единая система конструкторской документации 2006-2013 гг.);
• общие требования к выполнению схем, их типы и виды (ГОСТ 2.701-2008).

Документы определяют УГО — условно-графическое обозначение отдельных деталей, линий их взаимосвязи, функциональных групп и устройств. Большинство изображений выполняются с помощью программного обеспечения, которое можно скачать из сети. Можно воспользоваться онлайн-версиями конструкторов, разработанных с учетом требований стандартов. При необходимости допускается использовать не стандартизированные УГО.

На чертежах (рядом или внутри УГО, в разрыве или по концам линий взаимосвязи, на свободных полях) располагаются текстовые данные, характер которых определяется назначением принципиальных схем.

Правила прочтения схем и работы по ним

Для того чтобы быстро и правильно читать электросхемы, нужно:

1. Знать условно-графические обозначения элементов: конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности, реле, двигателей, выключателей, батарей, ламп и других.
2. Уметь мысленно разделять сложные цепи на простые, пользоваться дополнительно структурными и функциональными разновидностями схем. Изучать чертежи следует систематизированно, в соответствии с логикой работы устройства. Если на документах имеются ссылки на другие источники, необходимо ознакомиться и с ними.
3. Изучение работы схемы может потребовать построить диаграммы взаимодействия отдельных участков цепи, отражающих очередность срабатывания телеметрии, автоматики, защиты.

Известные принципиальные схемы

Навыки чтения лучше закреплять на хорошо описанных схемах, ставших уже классическими. Они содержат небольшое количество интегральных элементов.

Радиоприемник «Ишим-003»

Устройство выпускалось с 1984 г. Оно представляет собой приемник частотно- и амплитудно-модулированных радиоволн в коротком, среднем и длинном диапазонах. Получил широкое распространение среди радиолюбителей.

Он выполнен по схеме супергетеродина с двумя каналами (ЧМ и АМ) и преобразователем частоты.

Частотно-модулированный канал выполнен из усилителя ВЧ, преобразователя, УПЧ и частотного детектора. Канал с модуляцией по амплитуде состоит из УВЧ, ПЧ, УПЧ и амплитудного детектора.

По низким частотам усиление производится общим УНЧ. В конструкцию входит электронно-счетная шкала, индикатор настройки и блок питания.

Вега-108 стерео

Аппарат появился в 1979 г. и представляет собой стереофонический электропроигрыватель грампластинок с выходной мощностью 2*10 Вт и частотой звука 63-18000 Гц. Устройство работает не только как усилитель внешних сигналов, но и может производить запись на магнитофон.

Принципиальная схема электрофона состоит из блоков:

• коммутации;
• регуляторов;
• питания;
• предусилителя;
• модуля усилителя мощности;
• акустической системы.

Основной частью элементной базы проигрывателя стали транзисторы: КТ815В, КТ814В, КТ315Г. Блок питания аппарата включает в себя понижающий трансформатор с 5 вторичными обмотками, 2 диодных моста и стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторе КТ315В.

В качестве головки звукоснимателя используется прибор Г-602. Предварительный усилитель состоит из 2 каналов на транзисторах КТ3102Д, КТ361Е, КТ315Б. Коммутатор сделан из переключателей и электронной схемы.

В качестве управляющих элементов в регуляторе используются переменные резисторы. С их помощью задаются значения громкости звука, баланса, тембра.

Алмаг-01

Медицинский прибор Алмаг-01 предназначен для лечения кожных заболеваний, ЖКТ, ЛОР-органов. Воздействует на организм импульсным электромагнитным полем.

Схема устройства включает в себя:

• сетевой шнур;
• катушки-индукторы (излучатели);
• кабель для соединения ленты излучателей с блоком управления;
• бесперебойный блок питания;
• генератор импульсного тока;
• блок управления.

Об исправности схемы сигнализирует индикатор зеленого цвета. Желтый цвет обозначает, что производится излучение импульсов. Сеанс магнитотерапии длится 22 минуты, после чего прибор автоматически отключается.

Мультиметр DT-832

Универсальный прибор для измерения разных электрических величин (напряжения, сопротивления, силы тока и др.). Основой измерительного прибора является микроконтроллер АЦП ICL1706 или его аналоги.

Устройство включает в себя:

• аналоговую часть;
• интегратор;
• компаратор;
• жидкокристаллический дисплей;
• цифровую часть с логикой управления.

Прибор удобен в использовании как в быту, так и на производстве.