Схемы электрические структурные
6.3.1 Схема электрическая структурная (код Э1) – схема, определяющая основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи.
Данные схемы разрабатывают при проектировании изделия на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием.
6.3.2 На схеме электрической структурной изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними.
Функциональные части изделия в соответствии с ГОСТ 2.721 изображают в виде прямоугольников, с размерами 10х10 или 10х15 мм или УГО, приведенных в соответствующих стандартах.
6.3.3 Графическое построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей изделия. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
6.3.4 На схеме должны быть указаны наименования каждой функциональной части изделия, если для ее обозначения применен прямоугольник. Наименования в этом случае вписывают внутрь прямоугольников в соответствии с рисунком 6.13.
Рисунок 6.13 – Пример выполнения схемы электрической структурной
При большом количестве функциональных частей допускается взамен наименования проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним, как правило, сверху вниз в направлении слева направо, В этом случае наименования указывают в таблице произвольной формы, помещаемой на поле схемы в соответствии с рисунком 6.14.
| Порядковый номер | Наименование |
| 1 | Антенна |
| 2 | Колебательный контур |
| 3 | Детектор |
| 4 | Усилитель |
| 5 | Источник питания |
| 6 | Телефон |
Рисунок 6.14 – Схема электрическая структурная приемника прямого усиления
Следует обратить внимание на то, что при использовании цифровых обозначений вместо наименований функциональных частей наглядность схемы существенно ухудшается, так как назначение каждой функциональной составной части выясняется не только по изображению, но и с помощью перечня, приведенного в таблице.
ВНИМАНИЕ: В СТУДЕНЧЕСКИХ РАБОТАХ И ПРОЕКТАХ ПРИ ВЫПУСКЕ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТРУКТУРНЫХ, НАИМЕНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ВПИСЫВАТЬ ВНУТРЬ ПРЯМОУГОЛЬНИКОВ.
6.3.5 На схеме допускается помещать технические характеристики функциональных частей, поясняющие надписи, диаграммы или таблицы, определяющие последовательность процессов во времени, а также указывать параметры в характерных точках (величины напряжений, токов, форсы импульсов и т.п.).
6.3.6 На схемах несложных изделий функциональные части располагают в виде прямой цепочки в соответствии с направлением распространения сигнала слева направо.
Схемы изделий, содержащих несколько каналов распространения сигналов, рекомендуется выполнять в виде параллельных горизонтальных цепочек. Дополнительные и вспомогательные цепи при этом необходимо выводить из основных цепей.
Для повышения наглядности основные цепи рекомендуется располагать горизонтально, а дополнительные и вспомогательные – вертикально или горизонтально между основными цепями.
Пример выполнения схемы электрической структурной приведен в приложении М данного пособия.
Источник
Схемы электрических цепей
Графическое изображение электрических цепей затруднительно, а зачастую и практически невозможно. В связи с этим реальные электрические цепи изображают в виде электрических схем. Существует несколько видов таких схем: принципиальная; функциональная; структурная; схема замещения.
Принципиальная схема – это схема, в которой электро-технические устройства изображены в виде условных графических обозначений (согласно ГОСТ), как показано на рис.1.2.
 |
| Рис. 1.2 – Принципиальная схема переносного светильника: GB – аккумуляторная батарея; S – выключатель; FU – предохранитель; EL1 – лампа накаливания |
Функциональная схема – это схема, которая несет информацию об основных функциональных элементах электрической цепи и связях между ними (Рис. 1.3). Обычно функциональные элементы изображают в виде прямоугольников с соответствующими надписями и обозначениями. Допускается изображать отдельные элементы условными графическими обозначениями, используемыми в принципиальных схемах.
 |
| Рис 1.3 – Функциональная схема переносного светильника: АБ – аккумуляторная батарея; S – выключатель; FU – предохранитель; ИС – источник света |
Структурная схема определяет основные функциональные части электрической цепи или электротехнического изделия, их назначение и взаимосвязи (Рис 1.4). Такие схемы разрабатывают на начальных стадиях проектирования изделий. В дальнейшем ими пользуются для общего ознакомления с изделием.
 |
| Рис 1.4 – Структурная схема переносного светильника: АБ – аккумуляторная батарея; УК и З – устройство коммутации и защиты; ИС – источник света |
Описанные выше схемы позволяют, в зависимости от потребностей, достаточно полно моделировать электрическую цепь с точки зрения принципа ее действия, назначения элементов или групп элементов и других свойств. Однако эти схемы неудобны для расчетов. Для этого используют схему замещения электрической цепи (ее еще называют расчетной схемой, см. Рис 1.5), в которой каждое устройство представляют с помощью идеализированных элементов. Таких элементов пять — три пассивных и два активных. О них будет идти речь в п. 1.3.
Расчетная схема характеризуется топологическими (геометрическими) параметрами, такими как ветвь, узел и контур. Дадим их определение.
Ветвь – это участок схемы, по которому протекает один и тот же ток. В ветви могут содержаться один или большее количество элементов схемы (Рис 1.5).
Узлом называют место соединения трех и более ветвей. Различают зависимые и независимые узлы. Независимыми являются узлы, отличающиеся от других узлов хотя бы одной ветвью. В схеме, приведенной на рис. 1.5, имеется два узла, из которых один является независимым, а первый или второй будут зависеть от того, какой будет выбран при расчетах.
Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям (Рис. 1.5). Различают зависимые и независимые контуры. Независимыми считаются контуры, отличающиеся от других контуров хотя бы одной ветвью. В схеме на рис. 1.5 имеется три контура, из которых только два являются независимыми. Контуры в схеме характеризуются направлением обхода, которое выбирается, исходя из удобства расчетов или произвольно.
Источник
1.2. Электрическая цепь и ее элементы
Электрическая цепь – совокупность устройств (элементов), предназначенных для направленного движения электрических зарядов (электрического тока) и связанных с ним электромагнитных процессов.
Электрическая цепь служит для генерирования, передачи и преобразования электрической (электромагнитной) энергии и сигналов.
Основные элементы электрической цепи – источники, приемники и линии передачи.
Источник электрической энергии и сигналов – устройство, преобразующее различные виды энергии неэлектромагнитной природы в электромагнитную (гальванический элемент, аккумулятор, электромеханический генератор).
Приемник электрической энергии и электрических сигналов – устройство, преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии (электротермические устройства, электрические лампы, резисторы, электрические двигатели).
Линия передачи электрической энергии и электрических сигналов – проводники (материалы, среды, имеющие свободные заряды) и электромагнитные поля, с помощью которых осуществляется передача электрической энергии и сигналов от источников к приемникам.
Кроме того, элементами электрической цепи могут быть преобразовательные, коммутационные и измерительные устройства (приборы).
Преобразователь электрической энергии – устройство, преобразующее параметры (напряжение, ток, их форму, величину, частоту) электромагнитной энергии (трансформаторы, выпрямители, инверторы, преобразователь частоты).
Коммутационные устройства предназначены для изменения режима работы электрической цепи: отключение и включение источников, приемников, изменения параметров участков цепи. Это контакторы, переключатели, выключатели, разъединители.
Измерительные устройства – приборы для измерения различных параметров электромагнитных процессов, протекающих в электрической цепи (амперметры, вольтметры, ваттметры и т.д.).
Схема электрической цепи – графическое изображение электрической цепи, содержащее условные изображения ее элементов и показывающее соединение этих элементов.
ЕСКД «Обозначения условные графические в схемах». ГОСТ 2.721-74 – 2.758-81.
Приемники, источники:
–элемент гальванический;
–лампа накаливания;
–генератор постоянного тока электромеханического типа;
–резистор;
–потенциометр;
–реостат;
–катушка индуктивности;
–конденсатор.
Коммутационные устройства:
–нормально разомкнутый контакт;
–нормально замкнутый контакт;
–переключающий контакт.
Показывающие приборы (A, V, W):
Преобразовательные устройства:
–воздушный трансформатор;
–диодный мост (двухполупериодный выпрямитель);
–инвертор.
Принципиальная схема электрической цепи – схема электрической цепи, изображающая соединение реальных элементов этой цепи.
Пример. Простейшая электрическая цепь – гальванический элемент, соединенный с лампой накаливания через выключатель с помощью соединительных проводов. Для измерения напряжения и тока в цепь включены вольтметр и амперметр.
Функциональная (структурная, блок-схема) – схема электрической цепи, изображающая соединение отдельных блоков сложной электрической цепи, выполняющих определенные функции (усиление, выпрямление, инвертирование т.д.)
Двухполюсник – часть электрической цепи, которая рассматривается относительно двух каких-либо зажимов.
Четырехполюсник – часть электрической цепи, имеющая два входных и два выходных зажима.
Активная цепь – часть электрической цепи, в которой действуют источники электрической энергии.
Пассивная цепь – часть электрической цепи, в которой нет источника электрической энергии.
Схема замещения электрической цепи
Ни функциональная, ни принципиальная схемы электрических цепей не отражают количественную сторону электромагнитных процессов, которые имеют место в элементах цепи и которые определяют режим работы этой цепи независимо от конструкции и физической природы этих элементов.
Схема замещения(расчетная математическая модель, эквивалентная)электрической цепи–схема электрической цепи, изображающая соединения абстрактных, идеальных элементов, с достаточным приближением отображающих электромагнитные процессы в электрической цепи.
В теории электрических цепей реальные элементы, из которых составляется электрическая цепь, заменяются абстрактными идеальными элементами с определенными свойствами.
Какие же это элементы? И какие электромагнитные процессы они отражают?
Источник