Как выглядит предохранитель на схеме

Условные обозначения предохранителей

Всем хорошо известно, что радиоэлектронную аппаратуру разрабатывают таким образом, чтобы она потребляла электроэнергию, сила тока которой имеет определенное значение. В тех случаях, когда этот показатель начинает значительно превышать допустимые пределы, чаще всего оказывается, что в том или ином устройстве возникла какая-либо неисправность.

Чтобы избежать коротких замыканий и перегрузок при существенном повышении силы тока, используются плавкие предохранители, которые устанавливаются в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры.

В подавляющем большинстве случаев плавкий предохранитель (который нередко также называют плавкой вставкой) – это стеклянная трубка, на обоих краях которой установлены металлические колпачки. Между ними, по оси трубки, натянута тонкая проволока.

Ее толщина такова, что она может выдержать только строго определенную силу тока. Если ее значение оказывается выше, то она просто расплавляется («перегорает»), в результате чего происходит размыкание цепи. В большинстве случаев для изготовления токопроводящих элементов плавких предохранителей используются такие металлы, как медь, свинец и цинк, а также некоторые сплавы (сталь, ковар).

Коэффициент термического сопротивления практически всех металлических сплавов и чистых металлов имеет положительное значение. Это означает, при росте температуры их электрическое сопротивление также возрастает. Благодаря такой прямо пропорциональной зависимости этих двух характеристик плавкие предохранители и обладают защитными свойствами.

В электротехнике для плавких предохранителей (как, впрочем, и для всех других компонентов) предусмотрены условные графические обозначения, с помощью которых они отображаются на схемах. Это изображение должно осуществляться в соответствии с принятыми и действующими на сегодняшний день в Российской Федерации нормами ГОСТ 2.727–68.

В качестве буквенного обозначения рядом с условными графическими изображениями предохранителей на принципиальных схемах указываются латинские буквы F. Достаточно часто рядом с ними обозначается также и номинальный ток, на который рассчитана плавкая вставка.

Причины перегорания плавкого предохранителя

Как уже было сказано выше, то обстоятельство, что при функционировании различных электронных и электротехнических устройств в цепи значительно возрастает сила тока, свидетельствует о наличии какой-либо неисправности.

Иногда бывает так, что в цепь питания устанавливаются предохранители с небольшим запасом прочности. В таких случаях даже совсем незначительное увеличение силы тока, возникающее, к примеру, при включении устройства, способно «пережечь» плавкую вставку. Это происходит из-за небольшого увеличения номинального напряжения питающей сети (так называемого «скачка»).

Нередки и случаи, когда изначально предохранитель обладал требуемым, а не заниженным запасом прочности, однако по мере эксплуатации некоторые отдельные участки проволочки истончились. Дело в том, что при ее нагревании происходит процесс окисления, и в результате этого уменьшается диаметр. В итоге наступает момент, когда на каком-либо отрезке проволока истончается до такой степени, что уже не в состоянии выдержать ту силу тока, на которую рассчитана. Это является одной из причин того, что предохранители чаще всего перегорают через некоторое время после того, как начинается их эксплуатация.

Практика показывает, что перегорание плавких вставок чаще всего происходит в момент включения устройств, однако бывает и так, что это происходит и при выключении, когда возникают так называемые экстратоки.

Условные обозначения в электрических схемах (гост 7624-55)

Всем хорошо известно, что радиоэлектронную аппаратуру разрабатывают таким образом, чтобы она потребляла электроэнергию, сила тока которой имеет определенное значение. В тех случаях, когда этот показатель начинает значительно превышать допустимые пределы, чаще всего оказывается, что в том или ином устройстве возникла какая-либо неисправность.

Чтобы избежать коротких замыканий и перегрузок при существенном повышении силы тока, используются плавкие предохранители, которые устанавливаются в цепях питания радиоэлектронной аппаратуры.

В подавляющем большинстве случаев плавкий предохранитель (который нередко также называют плавкой вставкой) – это стеклянная трубка, на обоих краях которой установлены металлические колпачки. Между ними, по оси трубки, натянута тонкая проволока.

Ее толщина такова, что она может выдержать только строго определенную силу тока. Если ее значение оказывается выше, то она просто расплавляется («перегорает»), в результате чего происходит размыкание цепи. В большинстве случаев для изготовления токопроводящих элементов плавких предохранителей используются такие металлы, как медь, свинец и цинк, а также некоторые сплавы (сталь, ковар).

Коэффициент термического сопротивления практически всех металлических сплавов и чистых металлов имеет положительное значение. Это означает, при росте температуры их электрическое сопротивление также возрастает. Благодаря такой прямо пропорциональной зависимости этих двух характеристик плавкие предохранители и обладают защитными свойствами.

В электротехнике для плавких предохранителей (как, впрочем, и для всех других компонентов) предусмотрены условные графические обозначения, с помощью которых они отображаются на схемах. Это изображение должно осуществляться в соответствии с принятыми и действующими на сегодняшний день в Российской Федерации нормами ГОСТ 2.727–68.

В качестве буквенного обозначения рядом с условными графическими изображениями предохранителей на принципиальных схемах указываются латинские буквы F. Достаточно часто рядом с ними обозначается также и номинальный ток, на который рассчитана плавкая вставка.

Обозначения на электрических схемах. Общие сведения.

Здравствуйте, дорогие друзья. В этой статье мы разберём обозначения на электрических схемах. Чтение электрических схем является крайне важным умением специалистов КИПиА, электромехаников, электрослесарей, конструкторов электрических приборов, цепей и сетей. Тем не менее, человеку без специальной подготовки, зачастую, даже самая простая электрическая схема (особенно ее элементы) является совершенно непонятным продуктом чьей-то профессиональной деятельности.

Обозначения на электрических схемах имеют давнюю историю — еще в эпоху СССР развитие приборной базы и электротехники представляло одно из военно-стратегических направлений и ему придавалось огромное значение. В связи с этим требовалось единое понимание значения элементов цепей. Следовательно, необходимо было создать единое графическое обозначение электрических элементов, правил составления электрических схем. Такая работа была проведена Госкомстандартом СССР в рамках Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и ГОСТ.

В рамках данной статьи невозможно рассмотреть все тонкости обозначений, правил, принципов построения электрических схем, поскольку ГОСТ является достаточно объемным документом с обилием графических обозначений и примечаний.

Электрическая проводка на чертежах

Электрическая проводка – общий термин, которой подразумевает проводники с низким сопротивлением, которые передают электрический ток от одного элемента цепи к другому, например, от источника к потребителю или от трансформатора к рубильнику с дальнейшим распределением. Это самое примитивное объяснение, поскольку видов электрической проводки существует большое количество. В голове обывателя сразу рождается образ изолированных полимером проводов, которые идут к выключателю откуда-то из стены.

Как это не покажется странным, но медные дорожки на текстолитовой плате – это тоже вариант электрической проводки. Также как и высоковольтные линии электропередач. На схемах обозначение электрических проводов, чаще всего, выполняется в виде линии, ведущей от одного элемента цепи к другому.

Строго говоря, ГОСТ предлагает делить обозначения проводников на группы:

Термин «план электропроводки» – это не совсем корректная терминологическая единица, поскольку «электропроводкой» в этом случае стоит понимать не только сами провода, но и кабели. Если же брать этот термин в качестве обозначения на электрических схемах элементов, то список расширится до изоляторов, трансформаторов, устройств защиты и заземления и так далее.

О розетках

Всем хорошо известно, что розетка – это устройство штепсельного типа, предназначенное для нежесткого (с возможностью ручного разрыва подключения) соединения электрической сети (цепи) с приемником или устройством управления. Графическое изображение розетки на схеме регламентируется ГОСТ, который устанавливает правила для изображения устройств и аппаратов внутреннего освещения и электропотребления.

Штепсельные розетки разделяют на группы:

• для открытой установки
• для скрытой установки
• блоки с выключателем и розеткой

В каждой группе существуют подвиды в зависимости от полюсности и наличия защитного контакта:

• однополюсные
• двухполюсные
• двухполюсные с защитным контактом
• трехполюсные
• трехполюсные с защитным контактом

О выключателях

Выключатели – это устройства разрыва участка электрической цепи в ручном или автоматическом режиме. Так же как и розетки на электросхеме, выключатели (совместно с переключателями) обозначаются в зависимости от их параметров работы и конструктивного исполнения, а также степени защиты.

• однополюсные
• однополюсные сдвоенные
• однополюсные строенные
• двухполюсные
• трехполюсные

Обозначение выключателя на электрической схеме также регламентируется ГОСТ, который устанавливает правила для изображения устройств и аппаратов внутреннего освещения и электропотребления.

Устройства защиты

В устройства защиты входит ряд многоразовых и одноразовых устройств, совершенно разных по конструктивному исполнению, сферам применения, скорости срабатывания, надежности, условий эксплуатации, а также учитывающие множество других параметров.

Например, всем хорошо известны плавкие предохранители в электронно-бытовых приборах, плавкие одноразовые пробки в старых квартирных распределительных щитах. Также хорошо известны автоматические выключатели различных типов и конструктивных исполнений. Менее известны широкому кругу людей воздушные высоковольтные выключатели, разрядники и другие приборы защиты.

Основная функция всех приборов защиты заключается в принудительном разрыве участка электрической цепи при внезапном возрастании нагрузки по току или при внезапном положительном скачке напряжения. Обозначения других видов устройств защиты цепей от перегрузки регламентируются иными нормативно-техническими документами.

О заземлении

Заземлением называется такое соединение токопроводящих частей электрического прибора или электрической машины (иной конструкции) с землей, которая имеет отрицательный потенциал, при котором возможный пробой на корпус не причинит разрушений или не подвергнет риску поражения электрическим током, отведя этот заряд в землю.

ГОСТ выделяет следующие разновидности графического изображения этого вида защиты:

• заземление (общее обозначение)
• бесшумное заземление (чистое)
• защитное заземление
• электрическое соединение с корпусом (массой)

В итоге, кроме того, что обозначение заземления на электрических схемах соотносится с базовым способом начертания этого элемента, имеет большое значение прорисовка заземления в зависимости от того аппарата, либо участка схемы, где заземление используется. Немаловажным моментом в обозначении элементов электрических схем, являются размеры этих элементов, а также правила и последовательность прорисовки различных участков электрической схемы.

Например, свои особенности имеют обозначения на электрических схемах элементов радиоэлектронных устройств, устройств, работающих на логических сигналах и т.п.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Предохранители в электронике – это небольшие двухконтактные элементы, которые предотвращают протекание слишком высокого тока в цепях, к которым они подключены. В электронных схемах многие из них являются предметами одноразового использования (сгорел – и менять), хотя бывают и исключения.

Главная функция предохранителей

Сразу замечу важный момент о стеклянных и полимерных предохранителях: дело не в том, что после превышения тока, указанного на их корпусе (например 2 А), они немедленно отключают цепь. Такой ток может течь очень долго, порядка нескольких минут. И только при превышении этого тока в несколько раз процесс отключения электронного, или перегорания нити обычного предохранителя ускоряется. Чем больше протекающий ток превышает номинальный, тем быстрее срабатывает предохранитель.

Задача предохранителя не в спасении ценной электроники – его роль заключается в предотвращении распространения повреждений, которые могут усилиться, например, после возникновения возгорания внутри корпуса прибора. То есть он защищает не столько нежный кристалл радиоэлементов на плате (который сгорит за доли секунд), сколько от продолжения воздействия мощного тока и воспламенения всей конструкции!

Интересно, что для малоточных всплесков быстродействующие предохранители могут работать медленнее, чем обычные предохранители. Для более длительных периодов времени ситуация возвращается к норме, и быстрый предохранитель работает быстрее, а медленный – медленнее.

Защиты от повышенных токов в домашней электросети имеют довольно сложную конструкцию (камера пожаротушения, элемент с электромагнитом для большего времени перегрузки и биметаллический элемент для малых всплесков). И предохранители в электронных схемах имеют тоже различную конструкцию и свойства.

Плавкие предохранители

Классические предохранители в виде стеклянных трубок или плоских пластиковых пластин, знакомые нам по старой советской бытовой технике, имеют внутри проволоку из специального металлического сплава соответствующей толщины. Когда через провод протекает чрезмерный ток, на проводе выделяется тепло и его температура повышается. Производители предохранителей выбирают сечения этих проводов таким образом, чтобы перегорание происходило при превышении строго установленной силы тока.

Предохранители могут быть с задержкой срабатывания или быстродействующими. Предохранители с запаздыванием используются там, где немедленная реакция этого элемента нежелательна, потому что устройство, например, потребляет при пуске гораздо больший ток – трансформаторы или двигатели.

У некоторых предохранителей внутренняя часть трубки заполнена тонким ярким песком. Но это не просто песок с пляжа – он должен иметь правильно подобранный диаметр зерна и чистоту. Эт сделано для того, чтоб песчинки разрывали электрическую дугу между концами проволоки, когда она уже прогорела. Они просто всыпаются в это место или даже застекляются, потому что температура такой дуги очень высока.

При перегорании плавкого предохранителя следует заменить его, при вторичном перегорании – определить причину неисправности и устранить.

Предохранители должны быть строго рассчитаны на ток защищаемого участка цепи. Как исключение, при отсутствии штатных плавких вставок в аварийных условиях допускается применение временных “жучков” из свинцовой или медной проволоки, смотрите таблицу выше.

Предохранительный резистор

Предохранительный резистор это частный случай обычной плавкой вставки. Он выглядит и ведет себя как обычный резистор – обладает определенным сопротивлением, допуском и допустимой рассеиваемой мощностью. Плавкие резисторы чаще изготавливают в виде радиоэлементов с допустимой мощностью 0,5 Вт, 1 Вт или 2 Вт.

От обычных резисторов они отличаются тем, что при превышении допустимой мощности сгорают, отключают ток в цепи не создавая опасности возгорания (не воспламеняются сами и надежно отключают цепь – что неочевидно в случае обычного резистора). Поэтому они ведут себя как плавкие предохранители с задержкой срабатывания с определенным сопротивлением и мощностью. Правда время их сработки больше, чем у обычного предохранителя.

Плавкие резисторы, часто обозначаемые на схемах как FR, обычно используются на входах импульсных преобразователей в качестве ограничителя зарядного тока конденсатора, а также в качестве сетевых предохранителей у бытовых приборов и характеризуются низкими значениями сопротивления, от долей Ом до несколько Ом.

Полимерные предохранители

В более современных электронных схемах также можем найти предохранители, так называемые полимерные. По внешнему виду они похожи на резисторы в корпусах для поверхностного монтажа или неполярные конденсаторы. Но работают совершенно иначе, чем простые плавкие предохранители.

Когда через них проходит ток, их структура нагревается. Повышение температуры приводит к увеличению сопротивления. Если протекает ток превышающий установленный, нагрев будет настолько сильным, что сопротивление станет огромным, и ток в цепи почти не будет протекать. Подчеркиваю: почти, потому что только полное закрытие дало бы идеальный разрыв. Но главная цель в принципе достигнута, потому что через защищаемую цепь не будет протекать чрезмерный ток.

После такого разового нагрева происходит медленное остывание. А дальше предохранитель снова начинает проводить электричество, потому что, по сути, он работает как термистор. Типичный полимерный предохранитель может выдержать несколько десятков таких циклов.

Их недостаток заключается в том, что при правильной работе с током ниже номинального на них падает довольно большое напряжение (0,5–1 В), что в схемах с низковольтным питанием от 5 В может быть большой проблемой.

Для этой группы предохранителей очень важно напряжение: оно не должно превышать максимального значения, установленного производителем. В этом случае перегрев может быть слишком сильным, что приведет к необратимому сгоранию предохранителя или короткому замыканию его конструкции (что гораздо опаснее).

Справочник по плавким и полимерным предохранителям

И на закуску справочная информация по основным типам используемых в электронике предохранителей.

Графические и буквенные условные обозначения в электрических схемах

Всем, кто связан с электромонтажными работами, необходимо знать условные обозначения в электрических схемах. Умение их читать пригодится электромонтерам, конструкторам и слесарям КИПиА. Без специальной начальной подготовки разобраться во всех тонкостях этого вопроса будет довольно сложно. Также необходимо отметить, что условные обозначения элементов электроцепи в России и за рубежом отличаются.

Буквенная символика электрических компонентов

Элементы электрической цепи имеют не только графическое, но и буквенное обозначение. В них содержится много информации, и каждый специалист должен разбираться в этом вопросе.

Группы элементов принято обозначать одной латинской литерой:

• В — микрофоны, громкоговорители, звукоснимающие устройства и т. д.
• К — обозначение реле на схеме, а также контакторов.
• С — конденсаторы различной емкости.
• М — двигатели.

Это лишь несколько групп элементов электрических схем, а их полный список можно найти в соответствующем ГОСТ. Чтобы получить точное представление об использовавшемся в конкретном случае элементе, применяются буквенные обозначения на электрических схемах, состоящие из двух литер.

В качестве примера можно привести несколько символов из группы В:

• ВА — громкоговорители.
• BL — фотоэлементы.
• ВК — тепловые датчики.

Условные графические обозначения

Чтобы запомнить все элементы электрической цепи и их условные обозначения, необходимо изучить ГОСТ, представляющий собой объемный документ. Но даже в такой ситуации запомнить все практически невозможно. Чтобы при необходимости быстро прочитать электрическую схему, стоит всегда иметь под рукой шпаргалку. Начать изучение обозначений элементов на электрических схемах следует с наиболее распространенных, например, используемых в электропроводке.

В качестве примера можно использовать проводники и заземление. Первая группа элементов представляет собой не только провода и кабеля, но также электрические связи, например, дорожки печатных плат. Заземление — соединение проводников электроприборов и машин с землей. В результате при пробое корпуса человек не пострадает от электрического тока. Так как существует несколько типов заземлений, то каждое из них имеет собственный графический символ.

Обозначение розеток

Этот элемент электрической цепи представляет собой штепсельное соединение, с возможностью разорвать соединение вручную. Символы, используемые для указания розеток, строго регламентируются ГОСТ. При этом розетки можно разделить на несколько групп:

• Для открытого монтажа.
• Для скрытой установки.
• Устройство, объединяющее выключатель и розетку.

Причем в каждой из этих групп существует дополнительное деление в зависимости от наличия защиты и способа подключения:

• Однополюсные.
• Двухполюсные с защитным контактом и без.
• Трехполюсные с защитой и без.

Условные символы выключателей

С помощью выключателей можно быстро разорвать электрическое соединение. Это может происходить в ручном или автоматическом режиме. Как и в случае с розетками, условные символы выключателей регламентированы. В соответствии с их конструкцией существует несколько типов этих устройств. На электрической схеме в обязательном порядке должны быть указаны параметры выключателей. Графические символы могут сразу сказать, какой именно тип устройства используется в каждом конкретном случае: обычный, оптический, акустический и т. д.

Предохранители и автоматические выключатели

Сегодня используется большое количество защитных устройств. Все они отличаются конструкцией, сферой применения и техническими характеристиками. Однако существует общее обозначение предохранителя на схеме — прямоугольник, через центр которого параллельно длинной стороне проходит проводник. Такой символ используется для указания наиболее дешевых элементов цепи, предназначенных для ее защиты от коротких замыканий.

Автоматические выключатели обозначаются в соответствии со своей конструкцией и степенью защиты. Они выполняют роль плавких вставок, но могут быть возвращены в начальное положение для замыкания цепи. Отличным примером такого устройства может служить автоматическая пробка, широко используемая в быту и устанавливаемая в электросчетчики.

Электродвигатели

Этот элемент часто встречается на электросхемах. В промышленности большинство двигателей являются асинхронными с короткозамкнутым ротором. В настоящий момент времени широко используются и двигатели постоянного тока. Вполне очевидно, что каждый вид этих устройств обозначается на схеме определенным образом.

Сегодня радиоэлектроника развивается стремительно, и специалистам необходимо знать условные графические знаки различных радиоэлементов. Следует помнить, что ко всем обозначениям на схемах предъявляются жесткие требования, и для ознакомления с ними необходимо изучить ГОСТ.