Jak poprawnie czytać symbole elektryczne

Symbole elektryczne – czym są?

Symbole elektryczne są niezbędne do tego, aby precyzyjnie oznaczać obiekty wchodzące w skład układów. Dzięki nim można także tworzyć rysunki techniczne, czyli schematy opisujące działanie danego systemu. Aby takie graficzne przedstawienie spełniało swoją funkcję, musi być wykonane dokładnie i z uwzględnieniem określonych norm. Niezbędna jest także umiejętność poprawnego czytania symboli elektrycznych. Jak to robić?

Oznaczenia elektryczne służą do tego, aby w sposób dokładny i prosty przedstawić budowę układu elektrycznego. Takie schematy bywają bardzo skomplikowane, dlatego znajdujące się w nich symbole muszą być na tyle proste, aby ich odczytanie nie stanowiło trudności.

Przede wszystkim jednak muszą być nanoszone w sposób zgodny z normą. To oznacza, że jeśli na przedstawieniu graficznym znajduje się symbol włącznika, to każda osoba odczytująca taki schemat powinna mieć jasną informację, z jakiego typu oznaczeniem ma do czynienia. Dlatego znaki symbolizujące poszczególne elementy wprowadza się według określonych wytycznych. Jest to bardzo istotne dla zachowania czytelności. Aby móc w pełni korzystać z symboli elektrycznych, należy umieć je odczytywać w sposób prawidłowy i bezbłędny. Od czego zacząć?

Wśród graficznych symboli wyróżnić można różnego rodzaju figury geometryczne, m.in. prostokąty, kwadraty, trójkąty, okręgi czy elipsy oraz znaki takie jak strzałki. Wykonuje się je w różny sposób i zaznacza liniami różnego rodzaju. Warto najpierw przyjrzeć się podziałowi tych oznaczeń ze względu na różne kryteria.

Ze względu na znaczenie symbolu rozróżnia się symbole graficzne elektryczne:

• przedmiotowe,
• uzupełniające.

Ze względu na rodzaje rysunku technicznego elektrycznego symbole graficzne dzielą się na:

• do schematów,
• do planów,
• do celów informacyjnych.

Ze względu na sposób przedstawienia rozróżnia się symbole:

• jednokreskowe
• wielokreskowe

Ze względu na zastosowanie w określonej dziedzinie elektrotechniki znaki są nazywane:

• symbolami instalacyjnymi – jeśli są stosowane w planach instalacji wnętrzowych,
• symbolami samochodowymi – jeżeli są stosowane w schematach instalacji elektrycznych pojazdów.

Do czego wykorzystuje się takie znaki graficzne?

Dzięki zastosowaniu schematów, których elementy stanowią oznaczenia elektryczne, możliwa jest całkowita rezygnacja z opisów słownych, zdjęć czy rysunków. To znacząco upraszcza odczytywanie danych. Inne metody przedstawienia graficznego zostają zastąpione przez znormalizowane symbole elektryczne o charakterze uniwersalnym, czyli czytelnym dla odbiorców w większości krajów. To sprawia, że aby odczytać schemat, nie ma potrzeby konsultowania się z osobą, która go stworzyła – to byłoby bardzo czasochłonne, a czasami wręcz niemożliwe do wykonania.

Dzięki symbolom schematu elektrycznego:

• układ jest przedstawiony na jednym rysunku, w sposób oczywisty dla wszystkich osób, które znają symbole elektryczne stosowane na schematach,
• można rozbudować dane urządzenie bez konieczności jego rozebrania i mierzenia wartości poszczególnych elementów,
• można łatwo i szybko zlokalizować ewentualne pomyłki i błędy na schemacie.

Warto zauważyć, że obecnie do tworzenia schematów elektrycznych wykorzystuje się różnego rodzaju oprogramowanie, na przykład CAD (Computer Aided Design). Dzięki temu rysowanie takich układów jest znacznie łatwiejsze, ponieważ program dostarcza użytkownikowi bazę symboli elektrycznych, edytor schematów czy edytor PCB.

Niezależnie jednak od używanych narzędzi kluczową kwestią pozostaje znajomość oznaczeń. Jak zatem czytać te najczęściej używane?
 

Podstawowe symbole elektryczne

Baza symboli elektrycznych jest spora i aby konstruować skomplikowane schematy, trzeba umieć posługiwać się wieloma oznaczeniami. Warto jednak rozpocząć od zapoznania się z tymi najczęściej wykorzystywanymi. Wśród nich można wskazać:

• połączenie (węzeł),
• brak połączenia,
• ogniwo,
• rezystor,
• cewkę,
• baterię,
• woltomierz,
• amperomierz,
• kondensator,
• przycisk,
• potencjometr,
• diodę świecącą,
• diodę prostowniczą.

Znając oznaczenia elektryczne wyżej wymienionych elementów, można zbudować prosty schemat układu elektronicznego. Trzeba przy tym pamiętać, że każdy z symboli ma swoje własne, odrębne przedstawienie graficzne.

Umiejętność czytania schematów pozwala szybko i bezbłędnie rozpoznać zależności lub połączenia między elementami, a także poznać logikę konstrukcji danego układu, czyli to, z jakiego typu systemem ma się do czynienia i jak ma on działać. Mając do dyspozycji wyłącznie schemat, można przewidzieć, jakie napięcia będą się pojawiały w danych punktach układu i jakie prądy będą w nim płynęły. Dlatego czytanie takich przedstawień graficznych jest bardzo ważną umiejętnością. Pozwala ona na poznawanie i projektowanie dowolnych struktur wykorzystywanych w inżynierii elektrycznej.

Zasady rysowania schematów elektrycznych

Podczas tworzenia schematów należy zwrócić uwagę nie tylko na wygląd poszczególnych oznaczeń elektrycznych, ale także na sam sposób ich umieszczania na przedstawieniu graficznym. Tutaj warto wspomnieć o kilku ważnych regułach.

1. Wszystkie połączenia rysuje się za pomocą linii prostych, które łączą poszczególne przyłącza elementów. Linie te powinno się prowadzić w miarę możliwości pionowo lub poziomo i powinny one krzyżować się pod kątem prostym. Duże znaczenie ma wygląd samego punktu przecięcia się linii.

Jeśli krzyżują się one, ale w punkcie ich przecięcia nie ma kropki, to są to linie niepołączone. Natomiast jeżeli w punkcie przecięcia widoczna jest kropka, jest to węzeł, czyli mamy do czynienia z połączeniem elektrycznym. Jest to bardzo ważne dla czytelności rysunku, należy więc zwracać uwagę również na najmniejsze detale.

1. Główną zasadą tworzenia schematów elektrycznych jest to, aby były one jak najbardziej klarowne dla odbiorcy, a także by można było zrozumieć je w sposób intuicyjny.
2. Warto także stosować zasadę, według której linie znajdujące się na wyższym potencjale (czyli np. dodatni biegun baterii czy też zasilacza) powinny znajdować się na schemacie wyżej niż elementy o niższym potencjale (np. masa).
3. Kolejną dobrą praktyką jest umieszczanie obwodów wejściowych po lewej stronie, natomiast wyjściowych – po prawej.

Warto przyswoić sobie te zasady, aby tworzenie schematów elektrycznych odbywało się zgodnie z ogólnie przyjętymi normami.

Symbol wyłącznika

Symbol wyłącznika to oznaczenie, które może budzić pewne wątpliwości. Jest tak dlatego, że oznaczenia elektryczne w zakresie zabezpieczeń elektrycznych (czyli właśnie wyłączniki) są dość skomplikowane ze względu na ich różnorodność. Symbol elektryczny takiego urządzenia może być zbudowany z kilku oznaczeń elementarnych, co wynika z funkcjonalności urządzeń zabezpieczających.

Warto zatem przyjrzeć się poszczególnym typom takich elementów i różnicom pomiędzy nimi. To właśnie z nich wynikają odmienności w oznaczeniach graficznych na schematach elektrycznych. Dlatego, chcąc wykorzystać symbol wyłącznika, należy pamiętać o kilku ważnych zasadach.

1. Wyłącznik to łącznik zwarciowy, czyli zabezpieczenie przystosowane do wyłączania prądów obciążeniowych i zwarciowych.
2. Rozłącznik to łącznik roboczy umożliwiający otwarcie lub zamknięcie obwodu elektrycznego przy obciążeniu znamionowym. Nie nadaje się do rozłączania prądów zwarciowych. Bez widocznej przerwy w obwodzie.
3. Odłącznik to łącznik izolacyjny, jego rozłączenie zapewnia widoczną przerwę w obwodzie. Nie jest przystosowany do pracy pod obciążeniem – najlepiej rozłączać obwód w stanie bezprądowym lub przy małych prądach.

Każde z wymienionych urządzeń można połączyć z bezpiecznikiem, tworząc połączenie bezpiecznikowe.

Warto także zdawać sobie sprawę, że wszystkie przedstawione powyżej typy wyłączników mogą występować w wielu różnych wariantach. Każdy z nich ma swój osobny symbol elektryczny, który pozwala bez wątpliwości odczytać, z jakim typem elementu ma się do czynienia.

Do najczęściej spotykanych symboli wyłącznika należą:

• bezpiecznik topikowy jednopolowy,
• rozłącznik bezpiecznikowy,
• wyłącznik nadprądowy,
• wyłącznik termiczny,
• wyłącznik różnicowoprądowy,
• ogranicznik przepięć.

Są to jedynie wybrane typy urządzeń, z którymi można często spotkać się, analizując schematy elektryczne.

Inne ważne symbole elektryczne na schematach

Nie tylko symbole wyłącznika mogą stwarzać trudności początkującym. Warto zatem przyjrzeć się, jak prawidłowo stosować oznaczenia elektryczne innych często występujących na schematach elementów:

• rezystory (oporniki) – oznacza się je prostokątem pustym w środku. Jeżeli przez ten prostokąt przechodzi (lub dochodzi do niego) strzałka z dodatkowym, trzecim wyprowadzeniem, ma się do czynienia z potencjometrem,
• ogniwa – oznacza się jako dwie kreski prostopadłe do linii połączeniowych, dłuższa, często cieńsza, oznacza biegun dodatni, natomiast krótsza i (najczęściej) grubsza wskazuje biegun ujemny, czyli katodę,
• baterie – to szeregowe połączenie kilku ogniw, więc rysuje się je kolejno, jedno przy drugim,
• kondensatory – rysuje się podobnie jak baterie, z tym że obie kreski są tej samej długości,
• diody – oznacza się jako trójkąty z dorysowaną kreską.

Znajomość podstawowych oznaczeń to najlepszy wstęp do czytania schematów elektrycznych, a także do ich tworzenia. Nawet jeśli masz zamiar wykorzystywać do tego program informatyczny, powinieneś swobodnie poruszać się w różnych kategoriach symboli.

Jak czytać i rysować schematy elektryczne – podsumowanie

Osoby, które dopiero rozpoczynają przygodę ze schematami elektrycznymi – niezależnie od tego, czy je odczytują, czy tworzą – mogą czuć się nieco zagubione w gąszczu informacji i zasad. Warto zatem przyswoić sobie kilka ważnych reguł, które z pewnością przydadzą się początkującym.

Należy zatem pamiętać o tym, że:

• kropka na schemacie elektrycznym zawsze oznacza połączenie (węzeł),
• symbol napięcia warto rysować od góry, a symbol masy od dołu,
• warto stosować magistrale, aby zminimalizować liczbę połączeń (to wpływa pozytywnie na czytelność schematu),
• schematy warto rozbijać na bloki funkcyjne, aby łatwiej było je analizować,
• trzeba zachowywać odstępy pomiędzy poszczególnymi symbolami elektrycznymi, aby odczytanie wartości było łatwiejsze.

Rozwijając zdobytą wiedzę i nabywając praktykę, będziesz posługiwać się schematami elektrycznymi intuicyjnie, nawet jeśli na pierwszy rzut oka wydają się one bardzo skomplikowane.