Условные обозначения элементов на принципиальных электрических схемах

Электрическая схема – это графическая модель реального электронного узла или электротехнического устройства. Без схемы разработчик не сможет довести свои идеи до практической реализации, ремонтный персонал не сможет определить причину и место неисправности, инженеры не смогут реализовать модернизацию устройства или его переделку. Схема состоит из изображения элементов и функциональных связей между ними.

Стандарты и соглашения для графических обозначений в электротехнике

Для того, чтобы составленную разработчиком схему мог прочитать любой другой человек, условные обозначения электротехнических элементов в электрических схемах (далее — условно-графические обозначения или УГО) должны быть стандартизированы. Долгое время основным стандартом в СССР служила ЕСКД – единая система конструкторской документации. Ее применение было обязательным на все территории СССР. В состав ЕСКД входит большое количество ГОСТ, каждый из которых устанавливает правила в определенной области, включая электротехнические УГО.

Например, ГОСТ 2.730-73 задает требования к обозначениям на схеме полупроводниковых приборов, а ГОСТ 2.731-81 регламентирует начертание значков электровакуумных приборов.

Однако согласно Федеральному закону «О стандартизации в Российской Федерации» N 162-ФЗ применение любых ГОСТ на территории РФ является добровольным. Обязательным является применение требований Технических регламентов, но на день написания обзора ни один ТР, регламентирующий начертание элементов на схеме, не введен.

Тем не менее, ФЗ «О стандартизации» статьей 6 устанавливает области, в которых использование ГОСТ обязательно (для процессов безопасности в области обороны, атомной энергетики и т.п.), но начертание обозначений на схемах в этот перечень не входит.

Буквенные и графические обозначения в электрике

Наряду с графическим значком, каждый элемент имеет буквенное обозначение. Оно требуется для идентификации компонента при упоминании в текстовой части схемы и для других целей. Буквенное обозначение регламентируется ГОСТ 2.702-2011 (имеется отсылка к ГОСТ 2.710-81). Если однотипных элементов на схеме несколько, к литерному индексу добавляется порядковая цифра.

Если литерное обозначение не соответствует стандартам, лучше сделать пояснение на полях схемы.

Лампы, светильники

Общее обозначение лампы накаливания – круг с двумя перекрещенными линиями. УГО газоразрядной лампы обязательно содержит внутри символа колбы точку.

На схемах расположения оборудования можно обозначать светильники различных типов. Наиболее распространенные из них приведены в таблице.

Тип светильника	Условно-графическое обозначение
Светодиодный светильник произвольной формы (кроме линейной)
LED-светильник линейной формы
Обычный светильник (с лампой накаливания или с галогенной лампочкой)
Светильник с люминесцентной лампой
Люминесцентный светильник линейной формы
Светильник с газоразрядной лампой высокого давления
Люстра
Прожектор
Светильник-световод (щелевой)

Провода, разъемы, контакты

Провод на схеме обозначается прямой линией. В системах электроснабжения к графическому обозначению провода может быть добавлен буквенный символ, обозначающий назначение провода:

• L – фазный провод;
• L1, L2, L2 – фазы A,B,C;
• N – нулевой провод;
• PE – заземленный защитный проводник;
• L+ – положительная шина (в системе постоянного тока;
• L- – отрицательная шина.

Стандарт предусматривает применение и других буквенных обозначений для проводов.

Для коммутации электрических цепей применяются различные виды контактов:

1. Нормально разомкнутые (нормально открытые, NO).
2. Нормально замкнутые (номально закрытые, ТС).
3. Перекидные (CO).

Положение контактов показывается при отсутствии воздействия (обесточенные катушки реле и т.п.).

Если контактная группа управляется посредством различных типов электромагнитных реле (в том числе, магнитных пускателей, контакторов и т.д.), то на схеме показывается катушка реле.

Механическая связь между катушкой и контактно группой может быть показана с помощью пунктирной линии (а может быть не показана, если элементы расположены в разных участках схемы).

В качестве аппаратов для коммутации могут применяться и другие электрические приборы:

• автоматические выключатели (автоматы);
• разъединители (выключатели нагрузки);
• ручные переключатели;
• другие коммутационные устройства.

Каждый такой коммутационный аппарат имеет свое УГО.

В эту же категорию можно отнести и «одноразовый» автоматический выключатель – предохранитель. Его УГО отображает внутреннее устройство – плавкий провод внутри корпуса.

Для разъемных соединений применяются различные УГО. Самые распространенные показаны на рисунке (вверху одноконтаткные разъемы. внизу – многоконтаткные).

Источники питания (БП, АКБ, ИБП)

Единичный химический источник тока (гальванический элемент, аккумулятор) изображается значком в виде двух параллельных линий. Более длинная линия означает положительный вывод. Батарея из нескольких «банок» может обозначаться несколькими ячейками.

Блок питания в общем случае обозначается прямоугольником и указанием уровней и рода входного и выходного напряжения. Если надо обозначить на схеме ИБП, в прямоугольник добавляется символ аккумулятора.

Трансформаторы, генераторы, двигатели, вентиляторы

Трансформатор состоит из одной (автотрансформатор) или более обмоток (обычный трансформатор), расположенных на одном сердечнике. Это строение отражено на его условном обозначении.

Если трансформатор позволяет регулировать одно или несколько выходных напряжений, к его УГО добавляется символ регулирования (стрелка).

Этот принцип носит название развернутого обозначения. Оно не всегда удобно, так как на схеме может быть несколько трансформаторов, и читать такую схему затруднительно (особенно, в трехфазном исполнении). Поэтому часто вместо развернутой формы применяют упрощенную форму. В ней обмотка обозначается кружком, а наличие сердечника не показывается. В обоих случаях буквенное обозначение трансформаторов – Т, автотрансформаторов – АТ.

В обозначении генератора и электродвигателя лежит принцип обратимости электрических машин. Генератор может работать в двигательном режиме, а двигатель в генераторном, поэтому они обозначаются одинаковым кружком, внутри которого литерой обозначен тип вращающейся электрической машины.

В некоторых случаях, когда важна внутренняя структура электрической машины, применяют развернутые обозначения, содержащие внутреннюю схему обмоток, включая обмотки возбуждения.

Вентилятор состоит из электродвигателя и крыльчатки. Его УГО состоит из значка электромотора с добавлением стилизованного изображения лопастей.

Механическая связь между узлами может быть показана штриховой линией.

Выключатели, розетки

Обозначение выключателей и розеток на принципиальных схемах совпадает с УГО разъединителей и разъемов соответственно, но на схемах, например, расстановки оборудования для их обозначения могут применяться специальные значки.

Коробки, шкафы, щитки

На схемах расстановки оборудования часто необходимо указать места установки ящиков, щитков, сборок. Для их обозначения применяются соответствующие УГО.

Регуляторы напряжения, реле времени, фотореле

Для автоматического управления освещением применяют различные устройства автоматики. Для включения и выключения осветительных приборов по заданной программе применяют фотореле и реле времени. Их УГО показаны на рисунке.

Для регулирования уровня яркости света применяются регуляторы напряжения диммеры. Для них отдельного условно-графического обозначения не выделено, поэтому их можно обозначать произвольным образом, сопровождая надписью «диммер».

Буквенные и графические обозначения радиоэлементов в электронике

В электронике применяются те же УГО, что и в электротехнике, плюс специфические только для этой области элементы.

Пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности)

УГО пассивных компонентов сложились еще на заре развития радиотехники и дошли до нашего времени с небольшими изменениями. Они легко узнаваемы и запоминаемы, если знать устройство этих элементов.

Так, на обозначении конденсатора легко узнаются две обкладки со слоем диэлектрика между ними. Для различных типов конденсаторов применяются дополнительные элементы – символ изменяемой емкости для переменных и подстроечных, обозначение положительного вывода для полярных и т.п. Буквенный символ конденсатора на схеме – С.

В отечественной технической литературе принято обозначать плюсовую обкладку полярного конденсатора значком «плюс». В зарубежной она может быть обозначена в виде изогнутой обкладки.

В одном из вариантов УГО резистора (в виде спирали) легко угадывается конструктив первых приборов, которые изготавливали из навитой на термостойкое основание проволоки. В настоящее время чаще (а в отечественной литературе – практически всегда) используется изображение резистора в виде прямоугольника. Но и так этот значок легко запомнить и распознать. На схеме к УГО добавляется литера R.

Сопротивление некоторых резисторов можно изменять. Их значок имеет соответствующий дополнительный элемент.

Устаревшее УГО катушки индуктивности отображает ее конструкцию – витки на цилиндрическом основании. В современных схемах применяют несколько видоизмененный значок, однако, он тоже легкоузнаваем. Если катушка имеет сердечник, он обозначается чертой, параллельной виткам. Буквенное обозначение индуктивности на чертеже – L.

Если конструктив катушки позволяет менять ее индуктивность, к значку добавляется значок переменного номинала – стрелка (подобно конденсатору и резистору)

Активные компоненты (транзисторы, диоды, операционные усилители)

Изображение на схеме диода основано на его односторонней проводимости. В его основе лежит равнобедренный треугольник с вершиной, направленной в сторону принятого направления тока.

Структура биполярного транзистора сложнее. Она содержит два полупроводниковых перехода и три вывода. Вывод эмиттера обозначен стрелкой в направлении прохождения тока.

Устройство полевых транзисторов разнообразнее – эта категория содержит несколько различных по внутреннему устройству приборов. Изображение их на схеме тоже будет различным. буквенный индекс для всех типов транзисторов – VT.

Операционный усилитель в настоящее обозначается общим символом усилителя 0 треугольником, вершина которого направлена в сторону выхода. Можно встретить и более старый вариант УГО – прямоугольник 9общий символ микросхем) с символом усилителя внутри и знаком бесконечного усиления (∞). ОУ имеет буквенное обозначение DA или Q.

Специальные символы и обозначения

На схемах применяются УГО и для других приборов и соединений, не попадающих под любую из приведенных выше классификаций.

Для заземления и заземляющих проводников

На схемах может быть обозначена точка соединения проводника с заземляющим устройством. Не следует путать соединение с землей и соединение с общим проводом (шиной, относительно которой измеряются все напряжения в схеме, она обычно соединена с минусом питания).

В общем случае нулевой провод может быть соединен с землей, а может и не быть соединен.

Для измерительных приборов (вольтметра, амперметра)

Принципы обозначения измерительных приборов заданы в ГОСТ 2.729-68. Общий подход таков:

1. Показывающие приборы (индицирующие текущее значение измеряемой величины) обозначаются кружком;
2. Регистрирующие приборы (самописцы) обозначаются квадратом;
3. Интегрирующие приборы (счетчики) обозначаются квадратом с дополнительной секцией.

Внутри значка ставится буква, обозначающая тип измерительного прибора:

• A – для амперметра;
• V – для вольтметра;
• W – для ваттметра;
• Wh – для счетчика ватт*часов
• и так далее.

Для нестандартных приборов могут применяться комбинированные значки.

Буквенное обозначение измерительных приборов на схеме – P (P1, P2, P3 и т.д.)

Пример схемы и ее разбор с точки зрения обозначений

Для разбора реальной схемы и входящих в нее обозначений, можно рассмотреть простую схему детекторного приемника. В ней легко угадываются упомянутые в обзоре условно-графические обозначения:

• заземления;
• катушки индуктивности L1;
• конденсаторов С1 и С2;
• диода VD1.

Новыми являются символы антенны WA1 и наушника BF1, но они легко узнаваемы из-за внешнего сходства с соответствующими устройствами в реале.

Приведенные в обзоре примеры далеко не исчерпывают полный перечень элементов и их условно-графических обозначений, на самом деле их неизмеримо больше. По мере развития квалификации и профессионального кругозора инженера он знакомится с другими символами, применяемыми в его повседневной деятельности.