Схемы электрические. Типы схем / Хабр

Привет Хабр!

Чаще в статьях приводят вместо электрических схем красочные картинки, из-за этого возникают споры в комментариях.

В связи с этим, решил написать небольшую статью-ликбез по типам электрических схем, классифицируемых в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

На протяжении всей статьи буду опираться на ЕСКД.

Рассмотрим ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.

Данный ГОСТ вводит понятия:

• вид схемы — классификационная группировка схем, выделяемая по признакам принципа действия, состава изделия и связей между его составными частями;
• тип схемы — классификационная группировка, выделяемая по признаку их основного назначения.

Сразу договоримся, что вид схем у нас будет единственный — схема электрическая (Э).

Разберемся какие типы схем описаны в данном ГОСТе.

Тип схемы	Определение	Код типа схемы
Схема структурная	Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи	1
Схема функциональная	Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом	2
Схема принципиальная (полная)	Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия (установки)	3
Схема соединений (монтажная)	Документ, показывающий соединения составных частей изделия (установки) и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъемы, платы, зажимы и т. п.)	4
Схема подключения	Документ, показывающий внешние подключения изделия	5
Схема общая	Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации	6
Схема расположения	Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п.	7
Схема объединенная	Документ, содержащий элементы различных типов схем одного вида	0
Примечание — Наименования типов схем, указанные в скобках, устанавливают для электрических схем энергетических сооружений.

Далее рассмотрим каждый тип схем более подробно применительно для электрических схем.

Основной документ: ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем.

Так, что же такое и с чем «едят» эти схемы электрические?

Нам даст ответ ГОСТ 2.702-2011: Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.

Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:

Схема электрическая структурная (Э1)

На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними. Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.

Пример схемы электрической структурной:

Схема электрическая функциональная (Э2)

На функциональной схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы), участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой.

Пример схемы электрической функциональной:

Схема электрическая принципиальная (полная) (Э3)

На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии установленных электрических процессов, все электрические взаимосвязи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На схеме допускается изображать соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.

Пример схемы электрической принципиальной:

Схема электрическая соединений (монтажная) (Э4)

На схеме соединений следует изображать все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.д.), а также соединения между этими устройствами и элементами. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе.

Пример схемы электрической соединений:

Схема электрическая подключения (Э5)

На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т. д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей и (или) адреса). Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.

Пример схемы электрической подключений:

Схема электрическая общая (Э6)

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.

Пример схемы электрической общей:

Схема электрическая расположения (Э7)

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены.

Пример схемы электрической расположения:

Схема электрическая объединенная (Э0)

На данном виде схем изображают различные типы, которые объединяются между собой на одном чертеже.

Пример схемы электрической объединенной:

PS

Это моя первая статья на Хабре не судите строго.

Схема электронного блока управления температурой для старого холодильника

Как заменить механический регулятор температуры в старом холодильнике на блок электронного контроля с сигнализатором.

Практически во всех старых холодильниках и во многих недорогих новых для поддержания необходимой температуры в морозильной камере используется электромеханическая схема, состоящая из биметаллического вакуумного датчика и электромагнитного реле типа магнитного пускателя для включения двигателя компрессора.

При выходе из строя реле или терморегулятора бывает затруднительно найти в продаже подходящие детали, особенно для старого холодильника.

Кроме того, электромеханическая схема мало надежна, и при выходе из строя самой схемы терморегулятора, реле или при испарении хладагента, компрессор может оказаться постоянно включенным. Что приведет к его перегреву и даже возгоранию.

Поэтому, имеет смысл заменить старую и ненадежную электромеханическую систему управления более современной электронной.

Электронная схема кроме функции терморегулятора, периодически включающего компрессор, должна осуществлять функцию защиты двигателя компрессора от чрезмерно продолжительной непрерывной работы и сигнализировать звуковым сигналом о неисправности морозильного агрегата.

Схема, отвечающая этим требованиям, показана на рисунке в тексте.

Принципиальная схема

Функционально она состоит из терморегулятора, таймера, ограничивающего продолжительность непрерывной работы компрессора, и сигнального устройства со звуковой сигнализацией.

Терморегулятор выполнен на компараторе А1 и термическом датчике VD2. Датчик LM335 представляет собой особый стабилитрон, напряжение стабилизации которого линейно зависит от температуры, и выражается зависимостью 10тV/К.

Таким образом, в диапазоне температур от -10°C до +5°C напряжение стабилизации VD2 изменяется от 2,63V до 2,78V.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного блока управления для замены реле в старом холодильнике.

Измерительное напряжение, пропорциональное температуре (согласно выше сказанному), создается цепью R6-VD2. Это напряжение поступает на инверсный вход компаратора на операционном усилителе А1.

На прямой вход данного ОУ поступает опорное напряжение от цепи VD1-R4-R1-R2-R3. Температурный порог, при котором должен срабатывать компаратор устанавливают переменным резистором R2.

Таймер, ограничивающий продолжительность непрерывной работы компрессора выполнен на счетчике D3 и элементах микросхемы D1. На элементах D1.1 и D1.2 сделан мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 1,5 Гц. Они постоянно поступают на счетный вход счетчика D3.

Если в холодильнике температура ниже заданной величины, на выходе компаратора А1 присутствует напряжение высокого уровня. Диод VD3 закрыт и конденсатор C3 заряжен через резистор R8. С него на обнуляющий вход счетчика D3 поступает напряжение высокого уровня.

Так же, напряжение высокого уровня с C3 поступает на один из входов элемента D1.3, поэтому, на его выходе есть низкое напряжение и ключ на VT1 закрыт. Закрыт симистор оптопары U1 и мощный симистор U2. Компрессор К выключен.

Как только температура повышается и превышает заданную величину, напряжение на выходе компаратора А1 падает до нулевого уровня. Диод VD3 открывается и разряжает конденсатор C3. Теперь на C3 напряжение низкого логического уровня, которое поступает на вывод 8 D1.3.

На выходе D1.3 устанавливается напряжение высокого уровня. Ключ VT1 открывается, открывается симистор оптопары U1 и мощный симистор U2, через который подается питание на компрессор К.

В это же время на обнуляющий вход счетчика D3 подается логический ноль, и счетчик начинает считать, поступающие на него импульсы от мультивибратора.

Дальше ситуация может развиваться двумя путями. Если морозильный агрегат исправен, дверца холодильника закрыта и в системе есть хладагент, то спустя время, меньшее 25-ти минут, температура в морозильной камере холодильника понизится до необходимой величины. Компаратор А1 изменит свое состояние.

Диод VD3 закроется и конденсатор C3 медленно зарядится через R8. Как только напряжение на C3 достигнет уровня логической единицы счетчик D3 сбросится в нуль, а компрессор выключится.

Если по какой-то причине, температура в морозильной камере не может достигнуть требуемой величины, то примерно через 25 минут после включения компрессора на выходе счетчика D3 (вывод 1) установится логическая единица. Это приведет к тому, что на выходе D1.3 установится логический ноль и компрессор будет выключен.

Далее, логический ноль с выхода D2.1 запустит мультивибратор D2.2-D2.3, который генерирует импульсы частотой около 800 Гц. Эти импульсы, а так же импульсы от мультивибратора D1.1-D1.2 поступят на входы элемента D2.4, на выходе которого образуются пачки импульсов звуковой частоты.

Динамик В1 станет издавать прерывистый сигнал, говорящий о аварийной ситуации с холодильником. Все это будет продолжаться в течение еще 25 минут. Затем, логический уровень на выходе счетчика сменится на противоположный. Сигнализация выключится и снова включится компрессор К.

Это будет повторяться до тех пор пока в морозильной камере не будет достигнута требуемая температура (например, закроете забытую дверку холодильника) или пока не будет выключен холодильник.

Таким образом, в случае аварийной ситуации, компрессор все равно будет продолжать работать в повторном режиме и не сгорит. Стабилитрон VD1 стабилизирует опорное напряжение, величину которого устанавливают резистором R2.

Цепь R7-VD3-C3-R8 нужна для того, чтобы не возникал, вредный для двигателя режим, при котором компрессор включается на слишком короткое время.

Электроника питается от трансформаторного источника на Т1. Это, совместно с оптопарой U1 гальванически развязывает схему терморегулятора от электросети, обеспечивая условия электробезопасности.

Детали и налаживание

Трансформатор Т1 — миниатюрный, китайский, с вторичной обмоткой на 9V при токе до 300 мА. Можно использовать любой другой аналогичный.

Динамик В1 — любой. Выпрямитель VD4 можно заменить любым маломощным или среднемощным, или собрать его на диодах. Конденсатор С5 должен быть на напряжение не ниже 16V. Конденсатор С6 — на напряжение не ниже 360V.

Счетчик CD4040 можно заменить на К561ИЕ20, К561ИЕ16 или CD4020.

Данное устройство не планировалось делать серийно, поэтому, печатная плата не разрабатывалась. Все смонтировано на покупной макетной печатной плате.

Основной блок расположен сзади холодильника, недалеко от компрессора. Термодатчик помещен в герметичный корпус (стеклянную бутылочку от лекарства, с резиновой пробкой) и расположен внутри морозильной камеры. Датчик связан с основным блоком экранированным кабелем.

Максимальную продолжительность непрерывной работы компрессора можно установить подбором сопротивления R9, но при этом будет изменяться частота прерывания звукового сигнала.

Тон звучания сигнализации можно установить подбором сопротивления R10.

Лыжин Р. РК-07-08.

Что такое децибел (дБ)?

Децибел (дБ) определение, как преобразовать, калькулятор и дБ в таблице отношения.

• Децибел (дБ) определение
• Децибелы в ватты, вольты, герцы, паскали калькулятор
• Преобразование отношения мощности в дБ
• дБ для преобразования отношения мощности
• Преобразование отношения амплитуды в дБ
• дБ для преобразования соотношения амплитуд
• Абсолютные единицы децибел
• Относительные децибелы
• Шумомер

Таблица

• дБ-УЗД

Таблица преобразования

• дБ в отношение

Децибел (дБ) определение

Децибел (обозначение: дБ) — логарифмическая единица, указывающая отношение или усиление.

Децибел используется для обозначения уровня акустических волн и электронных сигналов.

Логарифмическая шкала может описывать очень большие или очень маленькие числа в более короткой записи.

Уровень в дБ можно рассматривать как относительное усиление одного уровня по сравнению с другим уровнем или как абсолютный уровень логарифмической шкалы для хорошо известных эталонных уровней.

Децибел — безразмерная единица измерения.

Отношение в белах представляет собой логарифм по основанию 10 отношения P ₁ и P ₀ :

Отношение _B = log _{10 9004 8 (} / Р ₀ )

Децибел — это одна десятая бела, поэтому 1 бел равен 10 децибелам:

1B = 10 дБ

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности в децибелах (дБ) равен 10, умноженному на 10-кратный логарифм отношения Р ₁ и P ₀ :

Отношение _дБ = 10⋅log ₁₀ ( P _{1 7} )

Отношение амплитуд

Отношение величин, подобных напряжение, ток и уровень звукового давления рассчитываются как отношение квадратов.

Отношение амплитуд в децибелах (дБ) равно 20-кратному логарифму по основанию 10 отношения V ₁ и V ₀ :

Отношение _дБ = 10⋅log ₁₀ ( В ₁ ² / В ₀ ² ) = 20 90 0 log 4 9094 В ₁ / В ₀ )

Децибелы в ватты, вольты, герцы, паскаль Калькулятор преобразования

Преобразовать дБ, дБм, дБВт, дБВ, дБмВ, дБмкВ, дБн, дБмкА, дБГц, дБУЗД, дБА в ватты, вольты, амперы, герцы, звуковое давление.

1. Установите тип количества и единицу измерения в децибелах.
2. Введите значения в одно или два текстовых поля и нажмите соответствующую кнопку 9.0047 Преобразовать кнопка:

Преобразование отношения мощности в дБ

Коэффициент усиления G _дБ равен 10-кратному логарифму по основанию 10 отношения мощности P ₂ и эталонной мощности _{P 1 .}

G _дБ = 10 лог ₁₀ ( P ₂ / P ₂

1 0003

P ₂ — уровень мощности.

P ₁ — заданный уровень мощности.

G _дБ — коэффициент мощности или усиление в дБ.

Пример

Найдите усиление в дБ для системы с входной мощностью 5 Вт и выходной мощностью 10 Вт.

G _дБ = 10 log ₁₀ ( P _из / P _из ) = 10 log _{10 9041 ) 3,01 дБ}

преобразование отношения дБ к мощности

Мощность P ₂ равна эталонной мощности P ₁ , умноженной на 10, увеличенной на усиление в G _дБ разделить на 10.

P ₂ = P ₁   ⋅ 1 ( дБ ^{/ 10)}

P ₂ — уровень мощности.

P ₁ — заданный уровень мощности.

G _дБ — коэффициент мощности или коэффициент усиления в дБ.

Преобразование отношения амплитуд в дБ

Для амплитуд волн, таких как напряжение, ток и уровень звукового давления:

G _дБ = 20 log ₁₀ ( A ₂ / A ₁

) 003

A ₂ — уровень амплитуды.

A ₁ — опорный уровень амплитуды.

G _дБ — отношение амплитуд или усиление в дБ.

преобразование отношения дБ в амплитуду0111 (

G дБ ^{/ 20)}

A ₂ – уровень амплитуды.

A ₁ — опорный уровень амплитуды.

G _дБ — отношение амплитуд или усиление в дБ.

Пример

Найдите выходное напряжение для системы с входным напряжением 5 В и усилением по напряжению 6 дБ.

В _вых = В _вх ⋅ 10 ^{( Г} дБ ^{/ 20)} = 5В ⋅
10 ^{(6дБ / 20)} = 9,976В ≈ 10В ) и входное напряжение ( В _в ):

G _дБ = 20⋅log ₁₀ ( В / вых

1 _в )

Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по току ( G _дБ ) равен 20-кратному логарифму по основанию 10 отношения выходного тока ( I _out ) и входного тока ( I _{8 in} ). ):

G _дБ = 20⋅log ₁₀ ( I _вых / I _{вх 0}

3 Acoustic 002 Акустическое усиление слухового аппарата ( G _дБ ) в 20 раз больше логарифма по основанию 10 отношения выходного уровня звука ( л _из )
и уровень входного звука ( L _в ).

G _дБ = 20⋅log ₁₀ ( L _вых / L _in )

3 Signal 90NoNR 029

Отношение сигнал/шум ( SNR _дБ ) в 10 раз больше логарифма амплитуды сигнала по основанию 10 ( A _сигнал )
и амплитуда шума ( A _шум ):

ОСШ _дБ = 10⋅log ₁₀ ( A _сигнал / A _шум ) 9 02008 900 единиц 002 Абсолютные единицы децибел относятся к конкретной величине единицы измерения:

Уровень звукового давления

Блок	Имя	Артикул	Количество	Соотношение
дБм	децибел милливатт	1 мВт	электрическая мощность	коэффициент мощности
дБВт	децибел ватт	1 Вт	электроэнергия	коэффициент мощности
дБрн	децибел эталонный шум	1 пВт	электроэнергия	коэффициент мощности
дБмкВ	децибел микровольт	1 мкВ СКЗ	напряжение	отношение амплитуд
дБмВ	децибел милливольт	1 мВ СКЗ	напряжение	отношение амплитуд
дБВ	децибел вольт	1 В СКЗ	напряжение	отношение амплитуд
дБн	децибел без нагрузки	0,775 В СКЗ	напряжение	отношение амплитуд
дБЗ	децибел Z	1 мкм 3	отражательная способность	отношение амплитуд
дБмкА	децибел микроампер	1 мкА	текущий	отношение амплитуд
дБОм	децибел ом	1 Ом	сопротивление	отношение амплитуд
дБГц	децибел герц	1 Гц	частота	коэффициент мощности
дБУЗД	децибел	20 мкПа	звуковое давление	отношение амплитуд
дБА	децибел A-взвешенный	20 мкПа	звуковое давление	отношение амплитуд

Относительные децибелы

Единица измерения	Имя	Артикул	Количество	Соотношение
дБ	децибел	—	—	сила/поле
дБн	несущая децибел	мощность несущей	электроэнергия	коэффициент мощности
дБи	децибел изотропный	плотность мощности изотропной антенны	удельная мощность	коэффициент мощности
дБ полной шкалы	децибел полная шкала	полностью цифровые весы	напряжение	отношение амплитуд
дБрн	эталонный шум в децибелах

Шумомер

Шумомер или SPL-метр — это устройство, измеряющее уровень звукового давления (SPL) звуковых волн в децибелах.
(дБ-УЗД) единиц.

Измеритель уровня звукового давления используется для проверки и измерения громкости звуковых волн и для мониторинга шумового загрязнения.

Единицей измерения уровня звукового давления является паскаль (Па), а в логарифмической шкале используется дБ-УЗД.

Таблица дБ-УЗД

Таблица общих уровней звукового давления в дБУЗД:

Тип звука	Уровень звука (дБ-УЗД)
Порог слышимости	0 дБУЗД
Шепот	30 дБУЗД
Кондиционер	50-70 дБУЗД
Разговор	50-70 дБУЗД
Трафик	60–85 дБУЗД
Громкая музыка	90–110 дБУЗД
Самолет	120–140 дБУЗД

Таблица преобразования дБ в отношение

дБ	Отношение амплитуд	Коэффициент мощности
-100 дБ	10 -5	10 -10
-50 дБ	0,00316	0,00001
-40 дБ	0,010	0,0001
-30 дБ	0,032	0,001
-20 дБ	0,1	0,01
-10 дБ	0,316	0,1
-6 дБ	0,501	0,251
-3 дБ	0,708	0,501
-2 дБ	0,794	0,631
-1 дБ	0,891	0,794
0 дБ	1	1
1 дБ	1,122	1,259
2 дБ	1,259	1,585
3 дБ	1. 413	2 ≈ 1,995
6 дБ	2 ≈ 1,995	3,981
10 дБ	3,162	10
20 дБ	10	100
30 дБ	31.623	1000
40 дБ	100	10000
50 дБ	316,228	100000
100 дБ	10 5	10 10

 

дБм ►

 

---

• дБм
• дБВт
• Вт
• Вольт
• Электрические блоки
• Логарифм

Электрическая цепь | Схемы и примеры

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история
• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт
• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история
• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.