Kredsløbssymboler bruges ofte i elektriske og elektroniske kredsløbsdiagrammer, der viser, hvordan et kredsløb er forbundet. Kredsløbssymboler er grundlæggende komponenter til konstruktion og design af ethvert elektrisk eller elektronisk kredsløb. Den billedlige repræsentation af forskellige elektriske komponenter i et elektrisk kredsløb eller diagram kaldes et elektrisk symbol. Et kredsløbsdiagram består af mange kredsløbssymboler såsom modstande, kondensatorer, induktorer, transistorer, dioder, batterier, afbrydere osv. Hvert kredsløbssymbol har sin egen karakteristik og værdi. 

Denne artikel vil hjælpe dig med at læse, lære og forstå de mest anvendte kredsløbssymboler til analyse og design af kredsløbsdiagrammer.

2. Almindelige elektriske symboler i diagrammer

i. Symboler for elektriske strømkredsløb

Batteri:

Et batteri er en elektrisk komponent, der leverer en konstant elektrisk potentialforskel (en fast spænding) over sine terminaler. Et batteri består af en eller flere elektrokemiske celler, der nemt kan omdanne kemisk energi til elektrisk energi. Det er en central del af et kredsløb. Batterier har tre hoveddele: elektrolytten, katoden og anoden.

DC-spændingskilde

I ethvert elektrisk strømsystem er der to kategorier af elektriske kilder, dvs. jævnspænding og vekselspænding. Jævnspænding betyder jævnstrømsspænding. Det refererer til en spændingskilde med konstant polaritet, der leverer jævnstrøm (DC). Normalt leveres en jævnspændingskilde eller strøm af batterier. Men nogle gange kan man bruge brændselsceller og solceller til samme formål.

AC-spændingskilde

AC-spændingskilde refererer til en vekselstrømsspændingskilde. AC-spændingens størrelse svinger, og effekten forbliver ikke altid konstant. Spændings- eller effektvariationerne forårsages af elektriske apparater, der er tilsluttet en AC-spændingskilde. Kredsløbssymbolet for en AC-spændingskilde i et kredsløbsdiagram er som følger.

Jord:

Jordforbindelse i elektriske kredsløb beskytter dine elektroniske enheder og kredsløb mod kortslutninger, fejl eller elektrisk overbelastning. Jordforbindelse i elektriske diagrammer giver en lavresistiv vej for de høje fejlstrømme, der kan flyde mod jorden, hvilket beskytter dit strømsystem eller udstyr. Uden jordforbindelse vil det elektriske kredsløb eller system blive beskadiget. Det almindelige elektriske symbol for jord er angivet som følger.

s

ii. Passive elektriske symboler

Modstand:

En modstand er et passivt element i et elektrisk kredsløb, der regulerer strømmen i ethvert elektrisk eller elektronisk kredsløb. En modstand forbruger strøm. Derfor kaldes den en passiv elektrisk komponent. Det mest almindelige kredsløbssymbol for en modstand er en zigzag-linje som følger.

 kondensatorer:

Kondensatorer er passive elektriske komponenter, der består af to eller flere plader af ledende materiale adskilt af et dielektrisk materiale (en isolator). Formålet med en kondensator i elektriske diagrammer er at lagre energi i form af elektriske ladninger, der producerer en potentialforskel på tværs af dens plader. Kondensatorer bruges også i vid udstrækning i fremstilling og samling af printkort. En kondensators kapacitans betegnes med L. Det mest almindelige kredsløbssymbol, der bruges til at beskrive en kondensator, er ...

Spoler:

En induktor er en passiv elektrisk komponent med to terminaler, der modstår pludselige strømændringer. De er også kendt som drosler eller spoler. En induktor lagrer energi i form af et elektromagnetisk felt. Overflademonterede induktorer (SM) er monteret på toppen af ​​printkortet på pads, mens gennemgående huller (TH) induktorer er placeret på printkortets top med ledninger ført gennem via huller i printkortet. Det grundlæggende kredsløbssymbol for en induktor er vist som følger.

iii. Afbrydere, relæer og transformere

Skifter:

I et elektrisk diagram er en afbryder en komponent, der åbner eller lukker et kredsløb. At åbne kredsløbet betyder at afbryde kredsløbet fra strømforsyningen, mens at lukke kredsløbet betyder at skabe strømflow og forbinde kredsløbet til strømforsyningen. Der findes mange typer afbrydere, såsom Single Pole Single Throw (SPST), Single Pole Double Throw, Double Pole Single Throw (DPST) og Double Pole Double Throw (DPDT).

Symbol for relæ- og transformatorkredsløb:

I et elektrisk strømsystem er en transformer en passiv enhed, der overfører elektrisk energi via elektromagnetisk induktion. Transformerens grundlæggende funktion er at øge eller sænke spændingen. En transformer kan være enfaset eller trefaset. Den repræsenteres i et elektrisk kredsløb eller strømsystem som:

Relæer I elektriske kredsløb er der faktisk kontakter, der åbner eller lukker kredsløb elektronisk eller elektromekanisk. Et relæ fungerer automatisk, når det modtager signaler fra eksterne kilder. Relæer bruges almindeligvis i industrielle automationssystemer, husholdningsapparater, HVAC-systemer osv. Et almindeligt kredsløbssymbol, der bruges til et relæ i et kredsløbsdiagram, er:

3. Almindelige symboler for elektroniske kredsløb  

i. Dioder og transistorer (aktive elektroniske symboler)

Diode, zenerdiode, LED:

En diode er en elektronisk halvlederenhed med to terminaler, der fungerer som en envejsafbryder for strøm. Den er typisk lavet af silicium og tillader strøm i én retning. Når en diode bruges som ensretter, konverterer den vekselspænding til jævnspænding. Det almindelige kredsløbssymbol, der bruges til en diode, er som følger:

En zenerdiode er en specifik type diode, der tillader strøm i omvendt retning, når en bestemt spænding (tærskelspænding) overskrides. Processen med omvendt strømledning i en zenerdiode kaldes zenereffekten. Repræsentationen af ​​kredsløbssymbolet for zenerdioden er:

En lysdiode (LED)) er også en halvlederkomponent, der udsender lys, når strøm passerer gennem den. Denne proces med LED kaldes elektroluminescens. De bruges i en bred vifte af applikationer.

Bipolar junction-transistor (BJT):

En bipolar junction transistor (BJT) er en halvleder, solid-state, strømstyret enhed. Den består af to PN-forbindelser, der forbinder de tre terminaler kaldet emitter-, base- og kollektorterminaler. Arrangementet af disse tre lag adskiller de to hovedtyper af BJT'er, dvs. NPN og PNP.

NPN transistor er opbygget af to n-type halvledere adskilt af et tyndt lag p-type.

Mens PNP-transistorer Består af to p-type halvledere adskilt af et tyndt lag af n-type.

MOSFET:

En metaloxid-halvleder-felteffekttransistor (MOSFET) er en felteffekttransistor med en MOS-struktur. Det er en tre-terminal enhed med Gate (G), Source (S) og Drain (D) terminaler. MOSFET bruges grundlæggende som en switch, spændingsstyret strømenhed eller som en forstærker. Der er to hovedtyper af MOSFET, dvs. N-kanal og P-kanal.

ii. Integrerede kredsløb og mikrocontrollere

Operationsforstærker (Op-Amp):

En operationsforstærker er et integreret kredsløb, der kan forstærke svage signaler eller spændingsforskelle mellem to indgange. En operationsforstærker forstærker både DC- og AC-signaler.

Logiske porte:

En logisk gate bruges til at udføre logiske operationer ved at give input til den og give output som 0 eller 1 afhængigt af gate-typen og det givne input. Funktionen af ​​logiske gates er baseret på matematik eller boolsk algebra. Nogle af de vigtigste symboler for logiske gate-kredsløb er som følger.

Mikrocontrollere:

En mikrocontroller er et integreret kredsløb (IC) med én enhed, der har funktioner som en central processor, der spænder fra 4-bit til 32 eller 64-bit processorer. Mikrocontrollere bruges i industrielle styresystemer, elektronik, IoT-enheder osv.

4. Sådan læser og forstår du kredsløbssymboler og kredsløbsdiagrammer

Det er vigtigt at forstå kredsløbssymbolerne for at kunne repræsentere elektriske og elektroniske diagrammer. Disse symboler hjælper elektroingeniører, printkortdesignere, producenter af elektroniske enheder og teknikere med nemt at analysere og designe kredsløb. Du kan forstå kredsløbssymboler og diagrammer som følger:

1. Identificér strømkilden, som kan være enten AC eller DC.
2. Identificer strømmens flow, dvs. kredsløbets positive og negative terminaler.
3. Kig efter grundlæggende kredsløbskomponenter, dvs. modstande, kondensatorer og induktorer.
4. Forstå kredsløbsforbindelsen, som kan være enten serie- eller parallelforbindelse.
5. Se efter komponentværdier, f.eks. 10 kΩ modstand, 100 µF kondensator, 50 µH osv.
6. Identificer styresignalerne, feedbackstierne eller datastrømmen i kredsløbsdiagrammet.

6. Sådan bruger du kredsløbssymboler i virkelige projekter

Du kan bruge kredsløbssymboler i dit virkelige projekt ved at forklare kredsløbsdiagrammet og identificere kredsløbskomponenterne. Saml derefter kredsløbskomponenterne baseret på deres værdier og specifikationer. Byg, analyser og test dit elektriske eller elektroniske kredsløb på et breadboard ved hjælp af kredsløbsledningsforbindelser.

Når det er bekræftet, skal du bruge PCB-designsoftware til at konvertere dit kredsløb til et printkortlayout, så du sikrer den korrekte routing og komponentplacering. Til dit professionelle PCB-projekt, Wonderful PCB kan hjælpe dig med at konvertere dine diagrammer til et printkort af høj kvalitet.

Konklusion

Kredsløbssymboler er vigtige for at forstå, designe og fejlfinde kredsløbsdiagrammer. Kredsløbssymboler i kredsløbsdiagrammer hjælper elektroingeniører, PCB designereog elektronikproducenter til at analysere kredsløbsadfærd og designe det elektriske strømsystem eller den elektroniske enhed. Ved at forstå kredsløbssymbolerne kan du effektivt arbejde med og administrere dine elektriske og elektroniske systemer. Wonderful PCB vil foreslå de nøjagtige kredsløbssymboler til dit elektroniske projekt og printkortdesign.