Ký hiệu mạch thường được sử dụng trong Sơ đồ mạch điện và điện tử, hiển thị cách kết nối mạch. Ký hiệu mạch là các thành phần cơ bản để xây dựng và thiết kế bất kỳ mạch điện hoặc điện tử nào. Biểu diễn hình ảnh của các thành phần điện khác nhau trong mạch điện hoặc sơ đồ được gọi là ký hiệu điện. Sơ đồ mạch bao gồm nhiều ký hiệu mạch như điện trở, tụ điện, cuộn cảm, bóng bán dẫn, điốt, pin, công tắc, v.v. Mỗi ký hiệu mạch có đặc điểm và giá trị riêng.
Bài viết này sẽ giúp bạn đọc, tìm hiểu và hiểu các ký hiệu mạch được sử dụng phổ biến nhất để phân tích và thiết kế sơ đồ mạch.
2. Các ký hiệu điện thông dụng trong sơ đồ
i. Ký hiệu mạch nguồn điện
Pin:
Pin là một linh kiện điện cung cấp hiệu điện thế không đổi (điện áp cố định) giữa các cực của nó. Pin bao gồm các cell điện hóa có thể dễ dàng chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện. Đây là phần cốt lõi của mạch điện. Pin có ba phần chính, đó là chất điện phân, catốt và anot.
Nguồn điện áp DC
Trong bất kỳ hệ thống điện nào, có hai loại nguồn điện, tức là nguồn điện áp DC và AC. Điện áp DC có nghĩa là Điện áp một chiều. Nó đề cập đến nguồn điện áp có cực tính không đổi cung cấp dòng điện một chiều (DC). Thông thường, nguồn điện áp DC hoặc điện năng được cung cấp bởi pin. Nhưng đôi khi bạn có thể sử dụng pin nhiên liệu và pin mặt trời cho cùng một mục đích.
Nguồn điện áp AC
Nguồn điện áp AC là nguồn điện áp xoay chiều. Biên độ điện áp AC dao động và công suất không phải lúc nào cũng duy trì hằng số. Biến động điện áp hoặc công suất là do các thiết bị điện được kết nối với nguồn điện áp AC. Ký hiệu mạch điện cho nguồn điện áp AC trong sơ đồ mạch điện như sau.
Đất:
Tiếp địa trong mạch điện bảo vệ các thiết bị điện tử và mạch điện của bạn khỏi bất kỳ sự cố ngắn mạch, lỗi hoặc quá tải điện nào. Tiếp địa trong sơ đồ điện cung cấp một đường dẫn có điện trở thấp để dòng điện lỗi cao chảy về phía đất, bảo vệ hệ thống điện hoặc thiết bị của bạn. Nếu không tiếp địa, mạch điện hoặc hệ thống điện sẽ bị hỏng. Ký hiệu điện chung cho tiếp địa được đưa ra như sau.
s
ii. Ký hiệu điện thụ động
Điện trở:
Điện trở là một thành phần thụ động trong mạch điện, có chức năng điều chỉnh dòng điện trong bất kỳ mạch điện hoặc mạch điện tử nào. Điện trở tiêu thụ điện năng. Đó là lý do tại sao nó được gọi là thành phần điện thụ động. Ký hiệu mạch phổ biến nhất cho điện trở là đường ngoằn ngoèo như sau.
tụ:
Tụ điện là linh kiện điện thụ động bao gồm hai hoặc nhiều tấm vật liệu dẫn điện được ngăn cách bởi vật liệu điện môi (chất cách điện). Mục đích của tụ điện trong sơ đồ điện là lưu trữ năng lượng dưới dạng điện tích tạo ra hiệu điện thế giữa các tấm của tụ điện. Tụ điện cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và lắp ráp bảng mạch in. Điện dung của tụ điện được ký hiệu là L. Ký hiệu mạch phổ biến nhất được sử dụng cho tụ điện là.
Cuộn cảm:
Cuộn cảm là một linh kiện điện thụ động hai đầu cuối chống lại sự thay đổi đột ngột của dòng điện. Chúng cũng được gọi là cuộn cảm hoặc cuộn dây. Cuộn cảm lưu trữ năng lượng dưới dạng trường điện từ. Cuộn cảm gắn bề mặt (SM) được gắn trên đầu bảng mạch in trên các miếng đệm, trong khi cuộn cảm lỗ xuyên (TH) được đặt trên đầu PCB với các dây dẫn được đưa qua các lỗ trên bảng mạch in. Ký hiệu mạch cơ bản cho cuộn cảm được hiển thị như sau.
iii. Công tắc, Rơ le và Máy biến áp
Thiết bị chuyển mạch:
Trong sơ đồ điện, công tắc là một thành phần đóng hoặc mở mạch. Mở mạch có nghĩa là ngắt mạch khỏi hệ thống điện, trong khi đóng mạch có nghĩa là tạo ra dòng điện và kết nối mạch với nguồn điện. Có nhiều loại công tắc, chẳng hạn như công tắc một cực một lần (SPST), công tắc một cực hai lần (SPST), công tắc một cực một lần (DPST) và công tắc hai cực hai lần (DPDT).
Ký hiệu mạch Rơ le và máy biến áp:
Trong hệ thống điện, máy biến áp là thiết bị thụ động truyền năng lượng điện thông qua cảm ứng điện từ. Chức năng cơ bản của máy biến áp là tăng hoặc giảm điện áp. Máy biến áp có thể là một pha hoặc ba pha. Nó được biểu diễn trong mạch điện hoặc hệ thống điện như sau:
rơle trong mạch điện thực chất là các công tắc đóng hoặc mở mạch điện tử hoặc cơ điện. Rơ le hoạt động tự động khi nhận được tín hiệu từ các nguồn bên ngoài. Rơ le thường được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, thiết bị gia dụng, hệ thống HVAC, v.v. Ký hiệu mạch thông dụng được sử dụng cho rơ le trong sơ đồ mạch là:
3. Ký hiệu mạch điện tử thông dụng
i. Điốt và Transistor (Ký hiệu điện tử hoạt động)
Điốt, Điốt Zener, LED:
Một diode là một thiết bị điện tử bán dẫn hai đầu hoạt động như một công tắc một chiều cho dòng điện. Nó thường được tạo thành từ silicon và cho phép dòng điện theo một hướng. Khi một diode được sử dụng như một bộ chỉnh lưu, thì nó chuyển đổi điện áp AC thành DC. Ký hiệu mạch chung được sử dụng cho một diode như sau:
Một diode Zener là một loại diode cụ thể cho phép dòng điện ngược chiều khi vượt quá một điện áp cụ thể (điện áp ngưỡng). Quá trình dẫn ngược dòng điện của diode Zener được gọi là hiệu ứng Zener. Biểu diễn ký hiệu mạch cho diode Zener là:
Một điốt phát sáng (LED)) cũng là một thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng khi dòng điện chạy qua nó. Quá trình LED này được gọi là phát quang điện. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng rộng rãi.
Transistor tiếp giáp lưỡng cực (BJT):
Transistor tiếp giáp lưỡng cực (BJT) là một thiết bị bán dẫn, trạng thái rắn, được điều khiển bằng dòng điện. Nó bao gồm hai tiếp giáp PN kết nối ba cực được gọi là cực Emitter, Base và Collector. Sự sắp xếp của ba lớp này phân biệt hai loại BJT chính, tức là NPN và PNP.
NPN transistor được tạo thành từ hai chất bán dẫn loại n được ngăn cách bởi một lớp mỏng loại p.
Trong khi Transistor PNP gồm hai chất bán dẫn loại p được ngăn cách bởi một lớp mỏng loại n.
MOSFET:
Transistor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại (MOSFET) là một transistor hiệu ứng trường có cấu trúc MOS. Đây là một thiết bị ba cực với các cực Gate (G), Source (S) và Drain (D). MOSFET về cơ bản được sử dụng như một công tắc, thiết bị dòng điện điều khiển bằng điện áp hoặc như một bộ khuếch đại. Có hai loại MOSFET chính, tức là Kênh N và Kênh P.
ii. Mạch tích hợp và vi điều khiển
Bộ khuếch đại hoạt động (Op-Amp):
Bộ khuếch đại hoạt động là mạch tích hợp có thể khuếch đại tín hiệu yếu hoặc chênh lệch điện áp giữa hai đầu vào. Op Amp khuếch đại cả tín hiệu DC và AC.
Cổng logic:
Cổng logic được sử dụng để thực hiện các phép toán logic bằng cách đưa đầu vào cho nó và cung cấp đầu ra là 0 hoặc 1 tùy thuộc vào loại cổng và đầu vào được cung cấp. Hoạt động của cổng logic dựa trên toán học hoặc đại số Boolean. Một số ký hiệu mạch cổng logic chính như sau.
Bộ vi điều khiển:
Vi điều khiển là một mạch tích hợp (IC) đơn vị có các tính năng của một bộ xử lý trung tâm có phạm vi từ bộ xử lý 4 bit đến 32 hoặc 64 bit. Vi điều khiển được sử dụng trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, điện tử, thiết bị IoT, v.v.
4. Cách đọc và hiểu ký hiệu mạch điện & sơ đồ mạch điện
Hiểu các ký hiệu mạch là điều quan trọng để biểu diễn sơ đồ điện và điện tử. Các ký hiệu này giúp các kỹ sư điện, nhà thiết kế PCB, nhà sản xuất thiết bị điện tử và kỹ thuật viên phân tích và thiết kế mạch dễ dàng. Bạn có thể hiểu các ký hiệu và sơ đồ mạch như sau:
- Xác định nguồn điện có thể là AC hoặc DC.
- Xác định chiều dòng điện, tức là cực dương và cực âm của mạch điện.
- Tìm các thành phần mạch cơ bản, ví dụ như điện trở, tụ điện và cuộn cảm.
- Hiểu về kết nối mạch điện, có thể là nối tiếp hoặc song song.
- Tìm kiếm các giá trị thành phần, ví dụ, điện trở 10kΩ, tụ điện 100µF, 50µH, v.v.
- Xác định các tín hiệu điều khiển, đường dẫn phản hồi hoặc luồng dữ liệu trong sơ đồ mạch.
6. Cách sử dụng ký hiệu mạch trong các dự án thực tế
Bạn có thể sử dụng ký hiệu mạch trong dự án thực tế của mình bằng cách giải thích sơ đồ mạch và xác định các thành phần mạch. Sau đó lắp ráp các thành phần mạch dựa trên các giá trị và thông số kỹ thuật của chúng. Xây dựng, phân tích và kiểm tra mạch điện hoặc điện tử của bạn trên bảng mạch bằng cách sử dụng kết nối dây mạch.
Khi đã xác minh, hãy sử dụng phần mềm thiết kế PCB để chuyển đổi mạch của bạn thành bố cục bảng mạch in, đảm bảo định tuyến và vị trí linh kiện phù hợp. Đối với dự án PCB chuyên nghiệp của bạn, Wonderful PCB có thể hỗ trợ bạn chuyển đổi sơ đồ mạch điện thành bảng mạch in chất lượng cao.
Kết luận
Ký hiệu mạch rất quan trọng để hiểu, thiết kế và xử lý sự cố sơ đồ mạch. Ký hiệu mạch trong sơ đồ mạch giúp các kỹ sư điện, Thiết kế PCBvà các nhà sản xuất điện tử để phân tích hành vi mạch và thiết kế hệ thống điện hoặc thiết bị điện tử. Bằng cách hiểu các ký hiệu mạch, bạn có thể làm việc và quản lý hiệu quả các hệ thống điện và điện tử của mình. Wonderful PCB sẽ gợi ý các ký hiệu mạch chính xác cho dự án điện tử và thiết kế bảng mạch in của bạn.
