I simboli circuitali sono frequentemente utilizzati negli schemi elettrici ed elettronici, che mostrano come è collegato un circuito. I simboli circuitali sono componenti di base per la costruzione e la progettazione di qualsiasi circuito elettrico o elettronico. La rappresentazione grafica dei diversi componenti elettrici in un circuito o diagramma elettrico è chiamata simbolo elettrico. Un diagramma circuitale è costituito da molti simboli circuitali come resistori, condensatori, induttori, transistor, diodi, batterie, interruttori ecc. Ogni simbolo circuitale ha le sue caratteristiche e il suo valore. 

Questo articolo ti aiuterà a leggere, apprendere e comprendere i simboli circuitali più frequentemente utilizzati per analizzare e progettare schemi circuitali.

2. Simboli elettrici comuni negli schemi

i. Simboli del circuito della fonte di alimentazione elettrica

Batteria:

Una batteria è un componente elettrico che fornisce una differenza di potenziale elettrico costante (una tensione fissa) ai suoi terminali. Una batteria è composta da celle elettrochimiche in grado di convertire facilmente l'energia chimica in energia elettrica. È un componente fondamentale di un circuito. Le batterie sono costituite da tre parti principali: l'elettrolita, il catodo e l'anodo.

Sorgente di tensione CC

In qualsiasi sistema elettrico, esistono due categorie di sorgenti elettriche: sorgenti di tensione continua (CC) e sorgenti di tensione alternata (CA). La tensione continua (CC) è l'acronimo di Tensione a Corrente Continua. Si riferisce a una sorgente di tensione con polarità costante che fornisce corrente continua (CC). Solitamente, la sorgente di tensione continua o l'alimentazione sono fornite da batterie. Tuttavia, a volte è possibile utilizzare celle a combustibile e celle solari per lo stesso scopo.

Sorgente di tensione CA

Il termine "generatore di tensione CA" si riferisce a un generatore di tensione a corrente alternata. L'ampiezza della tensione CA varia e la potenza non sempre si mantiene costante. Le fluttuazioni di tensione o potenza sono causate da dispositivi elettrici collegati a un generatore di tensione CA. Il simbolo circuitale per un generatore di tensione CA in uno schema elettrico è il seguente.

Terra:

La messa a terra nei circuiti elettrici protegge i dispositivi e i circuiti elettronici da cortocircuiti, guasti o sovraccarichi elettrici. La messa a terra negli schemi elettrici fornisce un percorso a bassa resistenza per il flusso verso terra delle elevate correnti di guasto, salvaguardando il sistema di alimentazione o le apparecchiature. Senza messa a terra, il circuito o il sistema elettrico subirà danni. Il simbolo elettrico comune per la messa a terra è il seguente.

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ii. Simboli elettrici passivi

Resistore:

Un resistore è un elemento passivo in un circuito elettrico che regola il flusso di corrente elettrica in qualsiasi circuito elettrico o elettronico. Un resistore consuma energia. Ecco perché è chiamato componente elettrico passivo. Il simbolo circuitale più comune per un resistore è una linea a zigzag come quella che segue.

 Condensatori:

I condensatori sono componenti elettrici passivi costituiti da due o più piastre di materiale conduttore separate da un materiale dielettrico (un isolante). Lo scopo di un condensatore negli schemi elettrici è quello di immagazzinare energia sotto forma di cariche elettriche che producono una differenza di potenziale tra le sue piastre. I condensatori sono ampiamente utilizzati anche nella produzione e nell'assemblaggio di circuiti stampati. La capacità di un condensatore è indicata con L. Il simbolo circuitale più comune utilizzato per il condensatore è:

Induttori:

Un induttore è un componente elettrico passivo a due terminali che resiste alle brusche variazioni di corrente. Sono anche noti come induttori o bobine. Un induttore immagazzina energia sotto forma di campo elettromagnetico. Gli induttori a montaggio superficiale (SM) sono montati sulla parte superiore del circuito stampato su piazzole, mentre gli induttori a foro passante (TH) sono posizionati sulla parte superiore del PCB con i conduttori inseriti attraverso fori passanti nel circuito stampato. Il simbolo circuitale di base di un induttore è mostrato di seguito.

iii. Interruttori, relè e trasformatori

Interruttori:

In uno schema elettrico, un interruttore è un componente che apre o chiude un circuito. Aprire il circuito significa interromperne l'alimentazione, mentre chiuderlo significa interrompere il flusso di corrente e collegare il circuito all'alimentazione. Esistono molti tipi di interruttori, come gli interruttori unipolari a una via (SPST), unipolari a due vie, bipolari a una via (DPST) e bipolari a due vie (DPDT).

Simbolo del circuito dei relè e dei trasformatori:

In un sistema elettrico, il trasformatore è un dispositivo passivo che trasferisce energia elettrica tramite induzione elettromagnetica. La funzione principale di un trasformatore è quella di aumentare o diminuire la tensione. Un trasformatore può essere monofase o trifase. In un circuito elettrico o in un sistema elettrico, è rappresentato come:

Relè Nei circuiti elettrici, i relè sono in realtà interruttori che aprono o chiudono i circuiti elettronicamente o elettromeccanicamente. Un relè funziona automaticamente quando riceve segnali da fonti esterne. I relè sono comunemente utilizzati nei sistemi di automazione industriale, negli elettrodomestici, nei sistemi HVAC, ecc. Un simbolo circuitale comune utilizzato per un relè in uno schema elettrico è:

3. Simboli comuni dei circuiti elettronici  

i. Diodi e transistor (simboli elettronici attivi)

Diodo, diodo Zener, LED:

Un diodo È un dispositivo elettronico a semiconduttore a due terminali che funge da interruttore unidirezionale per la corrente. È tipicamente costituito da silicio e consente il passaggio di corrente in una sola direzione. Quando un diodo viene utilizzato come raddrizzatore, converte la tensione alternata in continua. Il simbolo circuitale comune utilizzato per un diodo è il seguente:

Un diodo Zener è un tipo specifico di diodo che consente il passaggio di corrente in direzione inversa al superamento di una determinata tensione (tensione di soglia). Il processo di conduzione inversa della corrente in un diodo Zener è chiamato effetto Zener. La rappresentazione del simbolo circuitale del diodo Zener è:

Un diodo ad emissione luminosa (LED)) è anche un dispositivo a semiconduttore che emette luce quando viene attraversato da corrente. Questo processo nei LED è chiamato elettroluminescenza. Sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni.

Transistor di giunzione bipolare (BJT):

Un transistor a giunzione bipolare (BJT) è un dispositivo a semiconduttore, allo stato solido, controllato in corrente. È costituito da due giunzioni PN che collegano i tre terminali chiamati emettitore, base e collettore. La disposizione di questi tre strati distingue i due tipi principali di BJT, ovvero NPN e PNP.

Migliori transistor NPN è costituito da due semiconduttori di tipo n separati da un sottile strato di tipo p.

Mentre Transistor PNP sono costituiti da due semiconduttori di tipo p separati da uno strato sottile di semiconduttori di tipo n.

MOSFET:

Il transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido metallico (MOSFET) è un transistor a effetto di campo con struttura MOS. È un dispositivo a tre terminali: gate (G), source (S) e drain (D). Il MOSFET viene utilizzato principalmente come interruttore, dispositivo a corrente controllata in tensione o amplificatore. Esistono due tipi principali di MOSFET: a canale N e a canale P.

ii. Circuiti integrati e microcontrollori

Amplificatore operazionale (Op-Amp):

Un amplificatore operazionale è un circuito integrato in grado di amplificare segnali deboli o differenze di tensione tra due ingressi. L'amplificatore operazionale amplifica sia i segnali in corrente continua che alternata.

Porte logiche:

Una porta logica viene utilizzata per eseguire operazioni logiche fornendo un input e un output pari a 0 o 1 a seconda del tipo di porta e dell'input fornito. Il funzionamento delle porte logiche si basa sulla matematica o algebra booleana. Alcuni dei principali simboli circuitali delle porte logiche sono i seguenti.

Microcontrollori:

Un microcontrollore è un circuito integrato (IC) a singola unità con le caratteristiche di un'unità di elaborazione centrale, con processori da 4 bit a 32 o 64 bit. I microcontrollori sono utilizzati nei sistemi di controllo industriale, nell'elettronica, nei dispositivi IoT, ecc.

4. Come leggere e comprendere i simboli e gli schemi dei circuiti

Comprendere i simboli dei circuiti è importante per rappresentare gli schemi elettrici ed elettronici. Questi simboli aiutano ingegneri elettrici, progettisti di PCB, produttori di dispositivi elettronici e tecnici ad analizzare e progettare facilmente i circuiti. È possibile comprendere simboli e schemi dei circuiti come segue:

1. Identificare la fonte di alimentazione, che può essere CA o CC.
2. Identificare il flusso di corrente, ovvero i terminali positivo e negativo del circuito.
3. Cerca i componenti base del circuito, ovvero resistori, condensatori e induttori.
4. Comprendere la connessione del circuito, che può essere in serie o in parallelo.
5. Cercare i valori dei componenti, ad esempio resistore da 10 kΩ, condensatore da 100 µF, 50 µH, ecc.
6. Identificare i segnali di controllo, i percorsi di feedback o il flusso di dati nello schema elettrico.

6. Come utilizzare i simboli dei circuiti nei progetti reali

Puoi utilizzare i simboli dei circuiti nei tuoi progetti reali spiegandone lo schema e identificandone i componenti. Quindi, assembla i componenti del circuito in base ai loro valori e alle loro specifiche. Costruisci, analizza e testa il tuo circuito elettrico o elettronico su una breadboard utilizzando i collegamenti dei fili del circuito.

Una volta verificato, utilizza un software di progettazione PCB per convertire il tuo circuito in un layout di circuito stampato, assicurandoti il ​​corretto routing e posizionamento dei componenti. Per il tuo progetto PCB professionale, Wonderful PCB può aiutarti a convertire i tuoi schemi in un circuito stampato di alta qualità.

Conclusione

I simboli circuitali sono importanti per la comprensione, la progettazione e la risoluzione dei problemi degli schemi circuitali. I simboli circuitali negli schemi circuitali aiutano gli ingegneri elettrici, Progettisti di PCBe produttori di componenti elettronici per analizzare il comportamento dei circuiti e progettare il sistema di alimentazione elettrica o il dispositivo elettronico. Comprendendo i simboli dei circuiti, è possibile lavorare e gestire efficacemente i propri sistemi elettrici ed elettronici. Wonderful PCB ti suggerirà i simboli circuitali accurati per il tuo progetto elettronico e la progettazione del circuito stampato.