Els símbols de circuits s'utilitzen amb freqüència en esquemes de circuits elèctrics i electrònics, que mostren com està connectat un circuit. Els símbols de circuits són components bàsics per construir i dissenyar qualsevol circuit elèctric o electrònic. La representació pictòrica dels diferents components elèctrics en un circuit o diagrama elèctric s'anomena símbol elèctric. Un diagrama de circuits consta de molts símbols de circuit com ara resistències, condensadors, inductors, transistors, díodes, piles, interruptors, etc. Cada símbol de circuit té la seva pròpia característica i valor.
Aquest article us ajudarà a llegir, aprendre i comprendre els símbols de circuits més utilitzats per analitzar i dissenyar esquemes de circuits.
2. Símbols elèctrics comuns en esquemes
i. Símbols dels circuits de fonts d'alimentació elèctrica
De la bateria:
Una bateria és un component elèctric que proporciona una diferència de potencial elèctric constant (un voltatge fix) entre els seus terminals. Una bateria comprèn una o més piles electroquímiques que poden convertir fàcilment l'energia química en energia elèctrica. És una part central d'un circuit. Hi ha tres parts principals de les bateries: l'electròlit, el càtode i l'ànode.
Font de voltatge de CC
En qualsevol sistema d'energia elèctrica, hi ha dues categories de fonts elèctriques, és a dir, fonts de tensió de CC i CA. El voltatge de CC significa voltatge de corrent continu. Es refereix a una font de tensió amb polaritat constant que proporciona corrent continu (CC). Normalment, la font de tensió o energia de CC la subministren les bateries. Però de vegades es poden utilitzar piles de combustible i piles solars per al mateix propòsit.
Font de tensió de CA
Una font de tensió de CA fa referència a una font de tensió de corrent altern. La magnitud de la tensió de CA fluctua i la potència no sempre es manté constant. Les fluctuacions de tensió o potència són causades per dispositius elèctrics connectats a una font de tensió de CA. El símbol del circuit per a una font de tensió de CA en un esquema de circuit és el següent.
Terra:
La connexió a terra en circuits elèctrics protegeix els dispositius i circuits electrònics de qualsevol curtcircuit, fallada o sobrecàrrega elèctrica. La connexió a terra en esquemes elèctrics proporciona una via de baixa resistència perquè els corrents de fallada elevats flueixin cap a la terra, cosa que protegeix el sistema o equip d'alimentació. Sense connexió a terra, el circuit o sistema elèctric es farà malbé. El símbol elèctric comú per a la connexió a terra es dóna a continuació.
s
ii. Símbols elèctrics passius
Resistència:
Una resistència és un element passiu en un circuit elèctric que regula el flux de corrent elèctric en qualsevol circuit elèctric o electrònic. Una resistència consumeix l'energia. Per això s'anomena component elèctric passiu. El símbol de circuit més comú per a una resistència és una línia en ziga-zaga com la següent.
Condensadors:
Els condensadors són components elèctrics passius que consten de dues o més plaques de material conductor separades per un material dielèctric (un aïllant). La funció d'un condensador en els esquemes elèctrics és emmagatzemar energia en forma de càrregues elèctriques que produeixen una diferència de potencial a través de les seves plaques. Els condensadors també s'utilitzen àmpliament en la fabricació i el muntatge de plaques de circuits impresos. La capacitància d'un condensador es denota per L. El símbol de circuit més comú que s'utilitza per al condensador és.
Inductors:
Un inductor és un component elèctric passiu de dos terminals que resisteix el canvi sobtat de corrent. També es coneixen com a bobines o inductors. Un inductor emmagatzema energia en forma de camp electromagnètic. Els inductors de muntatge superficial (SM) es munten a la part superior de la placa de circuit imprès sobre coixinets, mentre que els inductors de forat passant (TH) es col·loquen a la part superior de la PCB amb cables alimentats a través de forats de via a la placa de circuit imprès. El símbol de circuit bàsic per a un inductor es mostra a continuació.
iii. Interruptors, relés i transformadors
Interruptors:
En un esquema elèctric, un interruptor és un component que obre o tanca un circuit. Obrir el circuit significa desconnectar el circuit del sistema d'alimentació, mentre que tancar el circuit significa fer que el flux de corrent i connectar el circuit a la font d'alimentació. Hi ha molts tipus d'interruptors, com ara els d'un sol pol d'una sola sortida (SPST), els d'un sol pol de dues sortides, els de dos pols d'una sola sortida (DPST) i els de dos pols de dues sortides (DPDT).
Símbol del circuit de relés i transformadors:
En un sistema elèctric d'alimentació, un transformador és un dispositiu passiu que transfereix energia elèctrica mitjançant inducció electromagnètica. La funció bàsica d'un transformador és augmentar o disminuir el voltatge. Un transformador pot ser monofàsic o trifàsic. Es representa en un circuit elèctric o sistema d'alimentació com:
relés en els circuits elèctrics són en realitat interruptors que obren o tanquen circuits electrònicament o electromecànicament. Un relé funciona automàticament quan rep senyals de fonts externes. Els relés s'utilitzen habitualment en sistemes d'automatització industrial, electrodomèstics, sistemes de climatització, etc. Un símbol de circuit comú utilitzat per a un relé en un esquema de circuit és:
3. Símbols comuns dels circuits electrònics
i. Díodes i transistors (símbols electrònics actius)
Díode, díode Zener, LED:
Un díode és un dispositiu electrònic semiconductor de dos terminals que actua com a interruptor unidireccional per al corrent. Normalment està fet de silici i permet el corrent en una direcció. Quan un díode s'utilitza com a rectificador, converteix el voltatge alternatiu en continu. El símbol de circuit comú que s'utilitza per a un díode és el següent:
Un díode Zener és un tipus específic de díode que permet el corrent en sentit invers quan se supera un voltatge concret (voltatge llindar). El procés de conducció inversa del corrent d'un díode Zener s'anomena efecte Zener. La representació del símbol del circuit per al díode Zener és:
Un díode emissor de llum (LED)) també és un dispositiu semiconductor que emet llum quan hi passa corrent. Aquest procés dels LED s'anomena electroluminescència. S'utilitzen en àmplies aplicacions.
Transistor de junció bipolar (BJT):
Un transistor de unió bipolar (BJT) és un dispositiu semiconductor d'estat sòlid controlat per corrent. Consta de dues unions PN que connecten els tres terminals anomenats emissor, base i col·lector. La disposició d'aquestes tres capes distingeix els dos tipus principals de BJT, és a dir, NPN i PNP.
La NPN transistor Està format per dos semiconductors de tipus n separats per una fina capa de tipus p.
Mentre que transistors PNP Consisteixen en dos semiconductors de tipus p separats per una fina capa de tipus n.
MOSFET:
Un transistor d'efecte de camp de semiconductor d'òxid metàl·lic (MOSFET) és un transistor d'efecte de camp amb una estructura MOS. És un dispositiu de tres terminals amb terminals de porta (G), font (S) i dren (D). El MOSFET s'utilitza bàsicament com a commutador, dispositiu de corrent controlat per voltatge o com a amplificador. Hi ha dos tipus principals de MOSFET, és a dir, de canal N i de canal P.
ii. Circuits integrats i microcontroladors
Amplificador operacional (Op-Amp):
Un amplificador operacional és un circuit integrat que pot amplificar senyals febles o diferències de voltatge entre dues entrades. L'amplificador operacional amplifica tant els senyals de corrent continu com els de corrent altern.
Portes lògiques:
Una porta lògica s'utilitza per realitzar operacions lògiques donant-li una entrada i proporcionant una sortida com a 0 o 1 segons el tipus de porta i l'entrada donada. El funcionament de les portes lògiques es basa en les matemàtiques o l'àlgebra de Boole. Alguns dels principals símbols dels circuits de portes lògiques són els següents.
Microcontroladors:
Un microcontrolador és un circuit integrat (CI) d'una sola unitat que té les característiques d'una unitat central de processament que va des de processadors de 4 bits fins a 32 o 64 bits. Els microcontroladors s'utilitzen en sistemes de control industrial, electrònica, dispositius IoT, etc.
4. Com llegir i entendre símbols i esquemes de circuits
Comprendre els símbols dels circuits és important per representar els esquemes elèctrics i electrònics. Aquests símbols ajuden els enginyers elèctrics, dissenyadors de PCB, fabricants de dispositius electrònics i tècnics a analitzar i dissenyar circuits fàcilment. Podeu entendre els símbols i diagrames de circuits de la manera següent:
- Identifica la font d'alimentació que pot ser de corrent altern o continu.
- Identifica el flux de corrent, és a dir, els terminals positiu i negatiu del circuit.
- Busca els components bàsics d'un circuit, és a dir, resistències, condensadors i inductors.
- Comprendre la connexió d'un circuit, que pot ser en sèrie o en paral·lel.
- Busqueu els valors dels components, per exemple, una resistència de 10 kΩ, un condensador de 100 µF, 50 µH, etc.
- Identificar els senyals de control, les vies de retroalimentació o el flux de dades en un diagrama de circuits.
6. Com utilitzar símbols de circuits en projectes reals
Podeu utilitzar símbols de circuits en el vostre projecte real explicant l'esquema del circuit i identificant els components del circuit. A continuació, munteu els components del circuit en funció dels seus valors i especificacions. Construïu, analitzeu i proveu el vostre circuit elèctric o electrònic en una placa de proves utilitzant connexions de cables de circuit.
Quan es verifiqui, utilitzeu programari de disseny de PCB per convertir el circuit en un disseny de placa de circuit imprès, assegurant-vos que l'encaminament i la col·locació dels components siguin correctes. Per al vostre projecte de PCB professional, Wonderful PCB us pot ajudar a convertir els vostres esquemes en una placa de circuits impresos d'alta qualitat.
Conclusió
Els símbols de circuits són importants per entendre, dissenyar i solucionar problemes d'esquemes de circuits. Els símbols de circuits en esquemes de circuits ajuden els enginyers elèctrics, Dissenyadors de PCBi fabricants d'electrònica per analitzar el comportament dels circuits i dissenyar el sistema d'alimentació elèctrica o el dispositiu electrònic. Si enteneu els símbols dels circuits, podeu treballar i gestionar els vostres sistemes elèctrics i electrònics de manera eficaç. Wonderful PCB suggerirà els símbols de circuit precisos per al vostre projecte electrònic i disseny de placa de circuits impresos.
