Рисование и черчение электрических схем онлайн: лучшие программы

DOC2 – программа расчета однолинейных схем низкого и среднего напряжения

Представляю вашему вниманию бесплатную программу DOC2 от . DOC2 — это программа предназначена для создания и расчета однолинейных схем низкого и среднего напряжения, для выбора коммутационной и защитной аппаратуры, а также для настройки, проверки и селективности защит.

При установке программного обеспечения DOC2 дополнительно устанавливаются вспомогательные модули:

Curves – позволяет работать с время-токовыми характеристиками устройств представленных на схеме, настраивать термомагнитные и электронные расцепители защиты, реализовать селективность устройств низкого и среднего напряжения, проверять защиту кабелей.

Temperature — rise assessment according to IEC 60890 – позволяет выполнить оценку распределения температуры, согласно IEC 60890, уже на ранних стадиях проектирования электроустановки.

Для запуска дополнительных модулей «Curves» и «Temperature — rise assessment according to IEC 60890» нужно кликнуть по вкладке «Tools».

Данное программное обеспечение будет полезно тем специалистам (проектировщикам, наладчикам, менеджерам по продажам), которые занимаются расчетами электроустановок или их частью.

Основные функции программы:

1. Создание однолинейных электрических схем на низкое и среднее напряжение (позволяет строить смешанные и кольцевые схемы).

2. Расчет минимального и максимального значения токов короткого замыкания с учётом подпитки от двигателей или без нее, для симметричных и несимметричных замыканий, при различных временах. DOC2 применяет несколько методов расчёта:

• IEC 60909 (Международный стандарт);
• IEC 61363 (Морской стандарт);
• NFC 15-100 (Французский стандарт);
• метод симметричных составляющих.

3. Выбор кабелей — задав мощность, потребляемую нагрузками и двигателями, DOC2 может подобрать кабель итерационным процессом, приводящим к оптимизации сечения и расчёта распределения токов. DOC2 применяет несколько методов расчёта:

• IEC 60364 (ГОСТ Р 50571 Электроустановки зданий)
• CEI 64-8
• VDE 298
• NFC 15-100
• UNE 20460
• IEC 60092

4. Расчет токов в отходящих линиях и падения напряжения.

5. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Расчёт приводит к автоматическому подбору всех устройств, присутствующих на схеме. Если с технической точки зрения может быть подобрано более одного подходящего продукта, DOC2 предлагает самый дешёвый. Возможно изменить решение, предложенное программой DOC2 и заблокировать выбор пользователя благодаря замкам, представленным во всех окнах выбор.

6. Проверка теплового режима внутри шкафа.

7. Управление конфигурациями. В программе DOC2 возможно моделировать различные режимы для электроустановок, определяя разомкнутое/замкнутое состояние устройств коммутации и защиты. Расчёт производится по наихудшим условиям.

8. Создание проектной документации. Доступен экспорт в файл MS Eхcel.

DOC2 имеет ряд улучшений и новых возможностей по сравнению с предыдущим поколением DOCWin3:

• наличие обновлённых баз данных (Tmax XT, Smissline, MS, реле перегрузки и т.д.);
• база данных устройств среднего напряжения;
• динамическое масштабирование вида;
• построение схем с помощью готовых макросов;
• 2 профиля для разных категорий пользователей (упрощенная и профессиональная);
• создание заказных спецификаций по рассчитанному проекту с помощью программы CAT7;
• конфигурация НКУ (недоступно для России и стран СНГ).

Бесплатные программы для рисования электрических схем

Для индивидуального использования существует ряд бесплатных программ, которые являются общедоступными.

Microsoft Visio

Функции Microsoft Visio:

• прорисовка чертежа розеточной группы;
• создание электропроекта для здания;
• дизайн электрощитов;
• разработка схемы питающей сети.

«Компас-электрик»

Система предназначена для автоматизации проектирования и выпуска комплекта документов на электрооборудование различных объектов производства, в которых используется проводной монтаж.

«Компас-электрик» представлен 2 основными модулями:

1. Базой комплектующих — содержит информацию об аппаратуре, спецификационные характеристики, графические обозначения на схемах. Для удобства разработаны инструменты для наполнения, упорядочивания и корректировки.
2. Графическим редактором — помогает создать проектную документацию, в которую входят электросхемы принципиального расположения и монтажно-коммутационного типа, перечни комплектующих, спецификации, ведомости покупных изделий, таблицы.

«Электрик»

Приложение подходит не только электрикам, но и всем, кто затрудняется в выборе автоматов, УЗО, сечения жил кабелей и т.д.

С помощью данного ПО можно:

• сделать расчет выполненных работ, подставив расценки;
• вычислить метраж провода для дома, квартиры и т.д.

Dip Trace

В Dip Trace предлагается:

• формирование принципиальной схемы;
• разработка печатной платы;
• редактирование встроенной библиотеки компонентов.

Программа предоставляет обширное меню элементов для построения рисунка. При создании платы запускается автоматическая проверка соединений, после чего можно распечатать модель.

В бесплатной версии ограничено оформление платы — не более 300 выводов и 2 сигнальных слоев. При наличии ключа системы для некоммерческого использования допускается 1 тыс. выводов и 4 слоя.

Mindmeister

Сервис для создания ментальных карт и диаграмм. У него неплохой функционал, хорошо реализованные возможности командной работы – поддержка мобильной версии, чат и комментирование. Можно добавлять ссылки, изображения и видео, вставлять созданные файлы в свой блог или сайт, просматривать историю изменений, создавать из проекта презентации и слайд-шоу, есть даже функция рисования. Сохранять можно в PNG, PDF, а также программу Word. Сервис интегрируется с приложениями Гугла.

Имеется бесплатный тариф с 3 проектами карт, но есть и платные версии – от $36 за полгода, с более широкими возможностями.

5: DoCircuits

DoCircuits – это облачная, веб- и мобильная платформа для проектирования и моделирования электронных схем в браузере. Она позволяет пользователям создавать сложные аналоговые и цифровые схемы, использовать виртуальные тестовые и измерительные устройства для ввода данных и считывания сигналов, обмениваться проектами с коллегами. DoCircuits поддерживается на всех платформах, браузерах и устройствах.

Некоторые из ключевых особенностей DoCircuits, которые отличают программу от конкурентов:

• аналоговое, смешанное и цифровое моделирование;
• параметрическое моделирование;
• виртуальные устройства, такие как Scope, AWG, DMM;
• возможность работать онлайн и офлайн;
• схемы для SEO;
• лабораторные руководства для SEO;
• анализ мощности;
• более длительные симуляции на облаке;
• анимированные опыты;
• поиск и обмен цепями;
• горизонтальное и вертикальное масштабирование на облаке.

DoCircuits подходит инженерам-испытателям и конструкторам, просто любителям и дизайнерам схем. Система еще позволяет студентам инженерных и технических колледжей изучать электронику, предоставляя им инструменты для проведения экспериментов в лаборатории в режиме онлайн. Пользователи получают доступ к современным виртуальным инструментам для испытаний и измерений, могут делиться своими проектами одним щелчком мыши.

DoCircuits используют десятки и тысячи пользователей каждую неделю по всему миру. Система используется сообществами онлайн-обучения, такими как IEEE, печатными и цифровыми издательствами, такими как Pearson и McGrawHill, компаниями, занимающимися тестированием и измерением, такими как Tektronix и Keithley, и многими лучшими колледжами по всему миру.

Ток, протекающий в цепи параллельно соединенных резисторах

Общий ток I протекающий в цепи параллельных резисторов равняется сумме отдельных токов, протекающих во всех параллельных ветвях, причем ток в отдельно взятой ветви не обязательно должен быть равен току в соседних ветвях.

Несмотря на параллельное соединение, к каждому резистору приложено одно и то же напряжение. А поскольку величина сопротивлений в параллельной цепи может быть разной, то и величина протекающего тока через каждый резистор тоже будет отличаться (по определению закона Ома).

Рассмотрим это на примере двух параллельно соединенных резисторов. Ток, который течет через каждый из резисторов ( I1 и I2 ) будет отличаться друг от друга поскольку сопротивления резисторов R1 и R2 не равны.
Однако мы знаем, что ток, который поступает в цепь в точке «А» должен выйти из цепи в точке «B» .

Таким образом, протекающий общий ток в цепи  можно определить как:

I = I1 + I2

Затем с помощью закона Ома можно вычислить ток, который протекает через каждый резистор:

Ток, протекающий в R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 кОм = 0,545 мА

Ток, протекающий в R 2 = U ÷ R2 = 12 ÷ 47 кОм = 0,255 мА

Таким образом, общий ток будет равен:

I = 0,545 мА + 0,255 мА = 0,8 мА

Это также можно проверить, используя закон Ома:

I = U ÷ R = 12 В ÷ 15 кОм = 0,8 мА (то же самое)

где 15кОм — это общее сопротивление двух параллельно соединенных резисторов (22 кОм и 47 кОм)

И в завершении хочется отметить, что большинство современных резисторов маркируются цветными полосками и назначение ее можно узнать здесь.

Windows

Характеристики

Обновлено: 2019-12-03 10:38:19

Разрядность: 32 и 64 бит

Совместимость: Windows XP, Windows 7, Windows 8, Windows 10

Язык: Русский, Английский

Описание

QElectroTech Простая и удобная пограмма для проектирования электросхем для персональных компьютеров под управлением Windows. Она позволит вам создавать схемы, используя большой набор функциональных элементов.

Времена применения кульманов давно миновали, их заменили графические редакторы, это специальные программы для черчения электрических схем. Среди них есть как платные приложения, так и бесплатные (виды лицензий мы рассмотрим ниже). Уверены, что созданный нами краткий обзор поможет из разнообразия программных продуктов выбрать ПО, наиболее оптимальное для поставленной задачи. Начнем с бесплатных версий.

https://youtube.com/watch?v=q0Tb9JEzVXg

https://youtube.com/watch?v=ncZOGPV9ifU

https://youtube.com/watch?v=KWMyMvCp1A4

Метод преобразования электрической цепи

Элементы в электрических цепях могут соединяться параллельно, последовательно, смешанным способом и по схемам «звезда», «треугольник». Расчет таких схем упрощается путем замены нескольких сопротивлений на эквивалентное сопротивление, и дальнейшие вычисления уже проводятся по закону Ома либо Кирхгофа.

Последовательное и параллельное соединение элементов

Под смешанным соединением элементов подразумевается одновременное присутствие в схеме и последовательного, и параллельного соединения элементов. При этом сопротивление смешанного соединения вычисляется после преобразования схемы в эквивалентную цепь с помощью формул, приведенных на рис. выше.

Также встречается соединение элементов «звездой» и «треугольником». Для нахождения эквивалентного сопротивления необходимо первоначально преобразовать схему «треугольник» в «звезду». По картинке ниже, сопротивления равны:

• R1=R12R31/R12+R31+R23,
• R2=R12R23/R12+R31+R23,
• R3=R31R23/R12+R31+R23.

Треугольник и звезда соединений

Определение

Активная и реактивная мощность может быть только у переменного тока, т. к. характеристики сети (силы тока и напряжения) у постоянного всегда равны. Единица измерений активной мощности Ватт, в то время, как реактивной – реактивный вольтампер и килоВАР (кВАР). Стоит отметить, что как полная, так и активная характеристики могут измеряться в кВт и кВА, это зависит от параметров конкретного устройства и сети. В промышленных цепях чаще всего измеряется в килоВаттах.

Соотношение энергий

Электротехника используется активную составляющую в качестве измерения передачи энергии отдельными электрическими приборами. Рассмотрим, сколько мощности потребляют некоторые из них:

Исходя из всего, сказанного выше, активная мощность – это положительная характеристика конкретной электрической цепи, которая является одним из основных параметров для выбора электрических приборов и контроля расхода электричества.

Платные программы для черчения электросхем

Платных графических редакторов для создания схем много, но не все они нужны для «домашнего» использования или для работы, но не связанной напрямую с проектированием. Платить немалые деньги за ненужные функции — не самое разумное решение. В этом разделе соберем те продукты, которые получили много хороших отзывов.

DipTrace — для разработки печатных плат

Для опытных радиолюбителей или тех, чья работа связана с проектированием радиотехнических изделий, полезна будет программа DipTrace. Разрабатывалась она в России, потому полностью на русском.

Есть в ней очень полезная функция — она может по готовой схеме разработать печатную плату, причем ее можно будет увидеть не только в двухмерном, но и в объемном изображении с расположением всех элементов. Есть возможность редактировать положение элементов на плате, разработать и корректировать корпус устройства.  То есть, ее можно использовать и для проектирования проводки в квартире или доме, и для разработки каких-то устройств.

В DipTrace можно посмотреть как будет выглядеть готовое изделие в формате 3D

Кроме самой программы для рисования схем надо будет скачать еще библиотеку с элементной базой. Особенность в том, что сделать это можно при помощи специального приложения —  Schematic DT.

Интерфейс программы для рисования схем и создания печатных плат DipTrace удобный. Процесс создания схемы стандартный — перетаскиваем из библиотеки нужные элементы на поле, разворачиваем их в требуемом направлении и устанавливаем на места. Элемент, с которым работают в данный момент подсвечивается, что делает работу более комфортной.

По мере создания схемы, программа автоматически проверяет правильность и допустимость соединений, совпадение размеров, соблюдение зазоров и расстояний. То есть, все правки и корректировки вносятся сразу, на стадии создания. Созданную схему можно прогнать на встроенном симуляторе, но он не самый сложный, потому есть возможность протестировать продукт на любых внешних симуляторах. Есть возможность импортировать схему для работы в других приложениях или принять (экспортировать) уже созданную для дальнейшей ее проработки. Так что программа для рисования схем DipTrase — действительно неплохой выбор.

Если нужна печатная плата — находим в меню соответствующую функцию, если нет — схему можно сохранить (можно будет корректировать) и/или вывести на печать. Программа для рисования схем DipTrace платная (имеются разные тарифы), но есть бесплатная 30-дневная версия.

https://youtube.com/watch?v=j_SMuDpVT0A

SPlan

Пожалуй, самая популярная программа для рисования схем это SPlan. Она имеет хорошо продуманный интерфейс, обширные, хорошо структурированные библиотеки. Есть возможность добавлять собственные элементы, если их в библиотеке не оказалось. В результате работать легко, осваивается программа за несколько часов (если есть опыт работы с подобным софтом).

Недостаток — нет официальной русифицированной версии, но можно найти частично переведенную умельцами (справка все равно на английском). Есть также портативные версии (SPlan Portable) которые не требуют установки.

Одна из наиболее «легких» версий — SPlan Portable

После скачивания и установки программу надо настроить. Это занимает несколько минут, при последующих запусках настройки сохраняются. Создание схем стандартное — находим нужный элемент в окошке слева от рабочего поля, перетаскиваем его на место. Нумерация элементов может проставляться в автоматическом или ручном режиме (выбирается в настройках). Что приятно, что можно легко менять масштаб — прокруткой колеса мышки.

После окончания работы можно сохранить файл в виде изображения, которое можно вывести на печать, причем могут создаваться большие схемы размером А4. Основной фал можно впоследствии редактировать.

Есть платная (40 евро) и бесплатная версия. В бесплатной отключено сохранение (плохо) и вывод на печать (обойти можно при помощи создания скриншотов). В общем, по многочисленным отзывам — стоящий продукт, с которым легко работать.

https://youtube.com/watch?v=WHvnFbuibKc

6: PartSim

PartSim выделяет возможность трудиться с простыми схемами и с теми, у которых изменены свойства каких-либо составляющих, частотных и количественных данных источников сигнала и рабочего тока. Понятный интерфейс позволяет быстро разобраться, как производятся главные операции, изменять рабочий макет, вставлять или удалять графические составляющие.

Способности PartSim не слишком отличаются от других аналогичных систем. Здесь можно создавать и сохранять проекты, распечатывать результаты, менять характеристики составляющих (сопротивлений, емкостей, различных видов источников токов и генераторов входных сигналов). Кроме этого, утилита предлагает расчет и графическое изображение процессов, которые протекают в создаваемой электросхеме в реальности (функция осциллографа).

Возможно подтверждение подлинности данных электронной схемы. Для этого полученное графическое изображение сопоставляется с расчетными значениями, которые отображаются на листинге проекта (Current Netlist). Рабочая среда предлагает такие функции:

• создание с нуля на отдельном листе новой схемы;
• продолжение уже существующего проекта;
• организация разработки отдельного этапа многостраничной схемы, которую позже можно подключить к базовому варианту.

С PartSim нетрудно видоизменить рабочую схему, внести в базу новые составляющие, высчитать ключевые характеристики и получать графики, где указаны значения частоты и амплитуды. Среда моделирования всегда выдает правильные результаты анализа по DC, DC Sweep, AC и переходным процессам, что позволяет применять ее и для изучения основ проектирования электронных устройств, проведения проверки схем, созданных на элементной базе от Digi-Key.

Интерфейс программы представлен только на английском языке.

Canva

Простой, понятный сервис для создания красивых блок-схем. Набор функций мало отличается от всех вышеперечисленных вариантов, однако Canva может похвастаться возможностью настройки внешнего вида. Фон страницы, шрифт и цвет текстов, добавление изображений – собственных или из огромной библиотеки. Есть даже встроенный фоторедактор. Разумеется, здесь есть и поддержка командной работы. Для работы с мобильных устройств есть приложения как для iOS, так и для Android. Сохранение проектов – в формат PDF.

Сервис бесплатен, но есть премиум-элементы (фото и векторные изображения), они стоят $1 за штуку.

Браузерный онлайн-калькулятор

Если элементов в цепи немного, то, упрощая схему, довольно легко посчитать, используя формулы для параллельного и последовательного включения резисторов, общий импеданс цепи. Но если в схеме много элементов, да ещё она такая, что содержит и то, и другое соединение (комбинированная), проще воспользоваться браузерными онлайн-калькуляторами.

В их основе используются всё те же формулы для расчёта эквивалентного резистора, но все вычисления происходят автоматически. Существует огромное количество предложений таких калькуляторов. Но при этом все они работают одинаково. Онлайн-расчёт представляет собой программный код, в котором заложен алгоритм вычисления. Потребителю необходимо только в специальных ячейках указать, какой вид соединения используется, сколько элементов в контуре и сопротивления резисторов. Далее надо нажать кнопку «Рассчитать» и через считанные секунды получить ответ.

Необходимо отметить, что, если даже это в программе не указано, все значения вводятся только в Международной системе единиц, сила тока — ампер, напряжение — вольт, сопротивление — Ом. Тогда и ответ получится в Омах.

Бонусом является и то, что многие такие программы сразу рассчитывают и мощность элемента. Для этого используется формула: P = U2/Ro = I2*Ro, Вт.

8: TinaCloud

TINA – это хорошо продуманный, но доступный программный пакет для построения электросхем, проектирования печатных плат для анализа, проектирования и тестирования в реальности аналоговых, цифровых, HDL, MCU и смешанных электронных схем и их печатных плат.

Программа позволяет анализировать SMPS, RF, коммуникационные и оптоэлектронные схемы, генерировать и отлаживать код MCU, используя встроенный инструмент потоковой диаграммы и тестирование приложений микроконтроллеров в смешанной среде.

Главная особенность TINA заключается в том, что можно не только нарисовать электросхему онлайн, но и воплотить ее в жизнь с помощью дополнительного оборудования LabXplorer и TINALab II с USB-управлением, которое превращает компьютер в мощный многофункциональный инструмент T & M.

TINACloud – это многоязычная онлайн-версия популярного программного обеспечения TINA на основе облака, которая работает в браузере без установки в любой точке мира. На TINACloud можно либо подписаться за небольшую часть стоимости или приобрести лицензию.

TINACloud работает на большинстве операционных систем и компьютеров, включая ПК, Mac, iPad и другие планшеты. Работает даже на многих смартфонах, смарт-телевизорах и устройствах для чтения электронных книг. Моделировать электрические схемы с помощью TINACloud можно в офисе, классе, дома и в любой точке мира, где есть доступ к интернету. Открывать и запускать проекты TINA, а также импортировать файлы Spice, .CIR и .LIB можно тоже непосредственно из интернета.

В галерее или на форуме можно найти интересные решения электрических цепей онлайн. Кроме того, на странице есть ссылки на другие веб-сайты со схемами и библиотеками, которые вы можете открывать и запускать непосредственно из интернета, а затем моделировать с TINACloud.

С каждым годом электронные схемы становятся все быстрее и сложнее, и поэтому, чтобы построить электрическую схему онлайн, требуется все больше вычислительных мощностей. Чтобы удовлетворить это требование, TINACloud использует более популярные масштабируемые многопоточные процессоры. Из-за мощного сервера TINACloud будет работать на высокой скорости и на персональном компьютере, и нетбуке, и планшете, и даже устройстве для чтения электронных книг или мобильном телефоне.

Основные правила чтения чертежей

Любая стойка или крепёж сначала воплощаются на листе бумаги или экране компьютера и лишь потом передаются в производственный цех. Для правильного понимания задачи, чтобы ответственный работник мог понять, где именно должно проходить наложение сварочных швов или делать отверстие нужного диаметра, надо уметь читать технологические документы.

В машиностроении чертежи могут быть разными: существуют чертежи деталей, сборочные, схемы, спецификации и др. Технические рисунки должны изготавливаться согласно правилам государственных стандартов (ГОСТ) или Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Количество изображений должно быть минимальным. В инженерной графике чертёж — это представление предмета с помощью проекций и точным соотношением его размеров.

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

• Количества фаз питания;
• Способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

• Фазный провод;
• Нулевой провод.

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две различных схемы включения:

• «Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения потребителей.
• «Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому проводнику.

Условные обозначения источников электрической энергии и элементов цепей

К химическим источникам тока относят гальванические элементы и аккумуляторы. В них заряды переносятся в результате химических реакций. При этом в гальваническом элементе реагенты расходуются необратимо, а в аккумуляторе они могут восстанавливаться путем пропускания через аккумулятор электрического тока противоположного направления от других источников.

Источники электрической энергии относятся к группе активных элементов электротехнических устройств. Если Rо=0 и электродвижущая сила (ЭДС) Е=const, то источник называется идеальным. Аккумуляторная батарея по своим параметрам близка к идеальному источнику ЭДС.

К группе пассивных элементов относятся: активное сопротивление R, индуктивность L и емкость С.

В электротехнических устройствах одновременно протекают три энергетических процесса:

1 В активном сопротивлении в соответствии с законом Джоуля — Ленца происходит преобразование электрической энергии в тепло.

Мощность, по определению равна отношению работы к промежутку времени, за который эта работа совершается. Следовательно, мощность тока для участка цепи

p = A/t = ui

Полная мощность, вырабатываемая генератором, равна

где R- полное сопротивление замкнутой цепи, называемое омическим или активным;

Р, I — мощность и ток в цепи постоянного тока.

р, i, и — мгновенные значения активной мощности, тока и напряжения в цепи переменного тока,

g — активная проводимость или величина, обратная сопротивлению g=1/R измеряется в сименсах (См).

В соответствии с законом сохранения энергии работа есть мера изменения различных видов энергии. Так, в электродвигателе за счет работы тока возникает механическая энергия, протекают химические реакции и т. д. На резисторах происходит необратимое преобразование энергии электрического тока во внутреннюю энергию проводника.

Если в проводнике под действием тока не происходит химических реакций, то температура проводника должна измениться. Изменение внутренней энергии проводника (количество теплоты) Q равно работе А, которую совершает суммарное поле при перемещении зарядов:

Q = А = uit

Воспользовавшись законом Ома, получим два эквивалентных выражения:

Это и есть закон Джоуля — Ленца.

Если нужно сравнить два резистора по характеру тепловых процессов, происходящих в них, то нужно предварительно выяснить: протекает ли по ним одинаковый ток или они находятся под одинаковым напряжением?

Если по двум резисторам протекают одинаковые токи, то согласно формуле за одно и то же время больше возрастает внутренняя энергия резистора с большим сопротивлением. С таким случаем мы встречаемся, например, в цепи с последовательным соединением резисторов. Последнее обстоятельство следует учитывать при включении в сеть нагрузки (электроплиток, утюгов, электродвигателей и т. д.). Сопротивление подводящих проводов при этом должно быть значительно меньше, чем сопротивление нагрузки. При несоблюдении этого условия в проводах выделится большое количество теплоты, что может привести к их загоранию.

Если же оба резистора находятся под одинаковым напряжением, то согласно формуле быстрее будет нагреваться резистор с меньшим сопротивлением. Такой эффект, в частности, наблюдают при параллельном соединении резисторов.

Термин «сопротивление» применяется для условного обозначения элемента электрической цепи и для количественной оценки величины R.

Сопротивление измеряется в омах (Ом). 1 Ом — это сопротивление проводника, сила тока в котором равна 1 А, если на концах его поддерживается разность потенциалов 1 В:

1 Ом = 1 В/1 А

Электрическое сопротивление R материалов с изменением температуры меняется. Сопротивление металлических проводников линейно возрастает с температурой. У полупроводников и электролитов с увеличением температуры удельное сопротивление уменьшается, причем нелинейно.

Для сравнения проводников по степени зависимости их сопротивления от температуры t вводится величина a, называемая температурным коэффициентом сопротивления. Отсюда

Для практических расчетов в электрических цепях величину R можно принимать постоянной. В этом случае зависимость напряжения на сопротивлении R от силы тока (вольт-амперная характеристика) будет называться линейной. Электрические цепи, в которые включены постоянные по величине сопротивления, также будут линейными.

Определение величины

Ток — это упорядоченное движение носителей заряда под действием электрического поля. Способность вещества проводить ток называют электропроводимостью. Чем больше носителей частиц имеет материал, тем большей проводимостью он обладает. В зависимости от этой характеристики все вещества разделяют на три вида:

1. Проводники. Характеризуются хорошей электропроводностью. К ним относят металлы и их сплавы, а также электролиты.
2. Диэлектрики. Вещества, практически не проводящие электрический ток. В основном это газы, каучук, минеральные масла, пластмассы.
3. Полупроводники. Материалы, обладающие двумя видами проводимости одновременно — дырочной и электронной. Это вещества, имеющие ковалентную связь: кремний, германий, селен.

Величина, обратная электропроводимости, называется электрическим сопротивлением. То есть это физическая величина, препятствующая прохождению тока. Кроме способности любого материала ограничивать количество проходящих через него зарядов, существует специальный радиоэлемент, ограничивающий силу тока — резистор.

Таким образом, существует два понятия сопротивления: радиоэлемент и физическая величина.

Сопротивление радиоэлемента

Термин «резистор» произошёл от латинского слова resisto — «сопротивляемость». Все резисторы делятся на постоянные и переменные. Последние позволяют изменять своё сопротивление. На схемах и в литературе такая радиодеталь подписывается латинской буквой R. Единицей измерения считается Ом. Графически резистор обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами от середины краёв. Кроме номинального сопротивления, он характеризуется рассеиваемой мощностью и классом точности.

По своей сути это пассивный радиоэлемент, преобразующий часть электрической энергии в тепловую. Тем самым он ограничивает ток, линейно преобразовывая его силу в напряжение и наоборот. Главный параметр, описывающий сопротивление, находится согласно закону Ома для участка цепи по следующей формуле: R = U/I, где:

• R — электрическое сопротивление, Ом.
• U — разность потенциалов приложенная к элементу, В.
• I — сила тока, преходящая через резистор, А.

Но тут следует отметить, что этот закон справедлив только для резистивных цепей. То есть для тех, при расчёте которых ёмкостью и индуктивностью пренебрегают. Если же эту формулу применить к реактивным элементам, то для катушки индуктивности сопротивление будет равным нулю, а для конденсатора — бесконечным. Но это верно для постоянного тока и напряжения.

Удельный параметр вещества

Чтобы различать понятие и элемент, было введено название удельное электрическое сопротивление. Обозначается оно греческим символом ρ. В Международной системе единиц эта величина измеряется в Омах, умноженных на метр. Зависит она исключительно от свойства материала.

Для расчёта электрического сопротивления однородного вещества используется формула: R = ρ* l/S, где:

• l — длина проводника, м;
• S — площадь поперечного сечения, м2.

Поэтому в физическом смысле удельное сопротивление материала — это величина, обратная удельной проводимости, представляющая собой сопротивление однородного проводника единичной длины и площади поперечного сечения. А значит, она численно равна импедансу участка электрической цепи, выполненному из вещества длиною один метр и площадью поперечного сечения один метр квадратный.

Для каждого вещества удельное сопротивление известно и является справочной величиной. Например, для меди — 0,01724 Ом*мм2/м, алюминия — 0,0262 Ом*мм2/м, висмута — 1,2 Ом*мм2/м, нихром — 1,05 Ом*мм2/м. Эти данные получены при температуре t = 20 °C, так как материалы обладают свойством изменять свою удельную характеристику при изменениях температуры. Так, проводимость металлов увеличивается при снижении температуры, а полупроводников — уменьшается.

Logisim – бесплатная программа для создания и имитации цифровых логических схем

Logisim отличается наличием русским языка, у нее несложный графический интерфейс. Прежде всего предназначена для обучения. Приложение включает: панель инструментов, строку меню, панель проводника (со списком схем и инструментов загруженных библиотек), таблицу атрибутов выделенного компонента или инструмента и рабочее окно с компонентами схемы.

Интересной способностью имитатора электронных схем Logisim является создание подсхем для решения задачи повторного применения ранее спроектированных частей и  облегчения хода отладки. Имеется редактор векторной графики, способный менять внешний вид и расположение контактов подсхем при их добавлении в другие схемы.

Можно ли обойтись без резисторов?

Действительно, в некоторых случаях можно не использовать токоограничивающий резистор. Рассмотренный нами светодиод можно напрямую запитать от двух батареек 1,5В. Так как его рабочее напряжение составляет 3,2В, то протекающий через него ток будет меньше номинального и балласт ему не потребуется. Конечно, при таком питании светодиод не будет выдавать полный световой поток.

Иногда в цепях переменного тока в качестве токоограничивающих элементов вместо резисторов применяют конденсаторы (подробнее про расчет конденсатора). В качестве примера можно привести выключатели с подсветкой, в которых конденсаторы являются «безваттными» сопротивлениями.

Платные ПО

Бесплатные программки для составления электросхем своими силами мы рассмотрели. Однако Вы сами понимаете, что в платных версиях предоставлен более широкий набор возможностей и удобных дополнений, которые позволят начертить эл схему на компьютере. Существует множество популярных платных программ для черчения электрических схем. Некоторые из них мы предоставили выше, однако существует еще одна программка, о которой стоит немного рассказать — sPlan

. Это один из самых простейших в использовании и к тому же многофункциональных программных пакетов для составления схем разводки электропроводки и трассировки электронных плат. Интерфейс удобный, на русском языке. В базе данных заложены все самые популярные графические элементы для черчения электросхем.

Если Вам не жалко потратить 40$ за лицензию, мы настоятельно рекомендуем выбрать для черчения именно sPlan. Данное ПО без сомнений подойдет как для домашнего использования, так и для профессиональных проектировочных работ в чем Вы можете убедиться, просмотрев данное видео:

Правильное пользование sPlan

Вот мы и предоставили обзор самых лучших платных и бесплатных программ для черчения электрических схем на компьютере. Кстати, на телефон (на андроид) Вы можете скачать приложение «Мобильный электрик», в котором можно запросто произвести расчет основных элементов электрической цепи, который поможет правильно составить электросхему, если компьютера нет рядом!

Похожие материалы:

• Программы для расчета сечения кабеля
• Как стать электриком с нуля
• Условные обозначения в электрических схемах по ГОСТ

Правильное пользование sPlan AutoCAD Electrical

КОМПАС-Электрик Visio Материал взят с сайта: ​https://samelectrik.ru/​​​

Похожие записи:

Лучшие ибп для дома Ветроэнергетика Описание, технические характеристики и аналоги выпрямительных диодов серии 1n4001-1n4007 Делаем проводку в гараже своими руками: схема подключения, электрощиток, заземление и фото Простой самодельный усилитель мощности нч на пяти транзисторах 100-200 ватт (tip142, tip147) Люминесцентные лампы характеристики