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回路図（または配線図、電気図、基本図、電子回路図）は、電気回路をグラフィカルに表現したものです。絵入りの回路図では部品の簡単な画像が使用され、回路図では標準化された記号表現を使用して回路の部品と相互接続が示されます。回路図における回路部品間の相互接続の表現は、完成したデバイスの物理的な配置と必ずしも一致しません。[1]
ブロック図やレイアウト図とは異なり、回路図は実際の電気接続を示します。配線とそれが接続するコンポーネントの物理的な配置を示すことを目的とした図面は、アートワークまたはレイアウト、物理設計、または配線図と呼ばれます。
回路図は、電気・電子機器の設計（回路設計）、構築（ PCBレイアウトなど）、保守に使用されます。
コンピュータサイエンスでは、ブール代数を使った表現を視覚化するときに回路図が役立ちます。[2]
シンボル
回路図は、国によって異なり、時間の経過とともに変化した記号が付いた図ですが、現在では大部分が国際的に標準化されています。単純な部品には、デバイスの物理的構造の特徴を表すための記号が付いていることがよくあります。たとえば、抵抗器の記号は、その部品がインダクタンスを生成しないような方法で巻かれた長いワイヤで作られていた時代にまで遡ります。インダクタンスが生成されると、コイルになります。これらの巻き線抵抗器は現在、高出力アプリケーションでのみ使用され、より小さな抵抗器はカーボン組成物(カーボンとフィラーの混合物) から鋳造されるか、金属フィルムでコーティングされた絶縁チューブまたはチップとして製造されています。したがって、国際的に標準化された抵抗器の記号は現在、ジグザグの記号の代わりに長方形に簡略化され、内部にオームの値が書かれている場合もあります。あまり一般的ではない記号は、前後ではなく、導体を表す線の片側にピークの連続があるだけです。
リード線間の接続は、かつては単純な線の交差でした。コンピューターによる製図の登場により、交差する 2 本のワイヤの接続は、接続を示す「点」または「点」が付いたワイヤの交差で示されました。同時に、交差は「点」のない同じ交差に簡略化されました。ただし、点が小さすぎるか誤って省略された場合、このように接続されているワイヤと接続されていないワイヤを混同する危険がありました (たとえば、「点」はコピー機に数回通すと消えることがあります)。[4] そのため、4 方向のワイヤ接続を表すための現代の方法は、まっすぐなワイヤを描き、次に「点」を接続としてそれに沿ってずらして他のワイヤを描くことです (図を参照)。これにより、混乱を招かず、明らかに交差ではない 2 つの別々の T 字型ジャンクションが形成されます。[5] [6]
互いに絶縁された交差する電線の場合、一方の電線がもう一方の電線を「飛び越えている」ことを示すために、小さな半円の記号が一般的に使用されます[3] [7] [8] (ジャンパー線の使用方法と同様)。
一般的なハイブリッドな描画スタイルでは、T 字型の交差と「ドット」接続、および絶縁交差用のワイヤ「ジャンプ」半円記号を組み合わせています。この方法では、小さすぎて見えない「ドット」や誤って消えてしまった「ジャンプ」と明確に区別できます。[3] [7]
回路図では、部品の記号には、部品リストのものと一致する記述子または参照指定子が付けられます。たとえば、C1 は最初のコンデンサ、L1 は最初のインダクタ、Q1 は最初のトランジスタ、R1 は最初の抵抗器です。部品の値またはタイプ指定は、部品の横の図に示されていることがよくありますが、詳細な仕様は部品リストに記載されます。
参照指定の詳細な規則は、国際規格IEC 61346に規定されています。
組織
回路図は、メイン信号または電源パスの流れと同じ順序で、ページ上で左から右、上から下に並べるのが一般的ですが、これは普遍的な慣例です。たとえば、ラジオ受信機の回路図は、ページの左側のアンテナ入力から始まり、右側のスピーカーで終わります。各ステージの正電源接続はページの上部に示され、接地、負電源、またはその他の戻りパスは下部に示されます。保守用の回路図では、回路を通る信号の流れを理解しやすくするために、主要な信号パスが強調表示されている場合があります。より複雑なデバイスでは、回路図が複数ページあり、図面の異なるシート間の信号の流れを示すために相互参照シンボルを使用する必要があります。
回路図や電気技術で使用されるその他の文書タイプの作成に関する詳細な規則は、国際規格IEC 61082-1 に規定されています。
回路図は、他のエンジニアリング図面と同じ標準化されたタイトル ブロックとフレームを使用して描かれることがよくあります。
リレー ロジックライン ダイアグラム (ラダー ロジックダイアグラムとも呼ばれる) では、回路図を編成するための別の一般的な標準化された規則が使用され、左側に垂直な電源レール、右側に別の電源レールがあり、その間にコンポーネントがラダーの横木のように並べられています。
アートワーク
回路図が作成されると、プリント回路基板（PCB）上に製造できるレイアウトに変換されます。回路図駆動レイアウトは、回路図キャプチャのプロセスから始まります。その結果、ラッツネスト。ラッツネストとは、目的のノードに向かって交差する配線（ライン）の寄せ集めのことである。これらの配線は、手動で配線するか、または電子設計自動化（EDA）ツールを使用して自動的に配線する。EDAツールは、コンポーネントの配置を調整および再配置し、さまざまなノードを接続するトラックのパスを見つける。これにより、集積回路またはプリント回路基板の最終的なレイアウトアートワーク。 [9]
一般的な設計フローは次のようになります。
教育
電気回路の機能についての授業は、小学校や中学校のカリキュラムによく取り入れられています。[10]生徒は回路図の基礎とその機能を理解することが求められます。回路図を図式的に表現することで、電気の原理を理解するのに役立ちます。
回路図の物理学の原理は、回路の機能を他の閉鎖系（例えばポンプをバッテリーに相当させる給湯システム）と比較するなど、類推を用いて教えられることが多い。 [11]
参照
参考文献
- ^ 回路図と部品レイアウト
- ^ Herzfeld, Noreen (2012).コンピュータの概念と応用ミネソタ州: セントベネディクト大学/セントジョンズ大学。pp. 9[6]–9[12]。
- ^ abc 「回路記号」。electronicsclub.info 。 2014年8月2日閲覧。
- ^ 「ドットと + 接続を決して使用しないことをお勧めします。なぜでしょうか? 回路図を 12 回目にコピーするとドットが消えてしまう可能性があるからです。」 – 「回路図の読み方に関するメモ」Wayback Machineで 2011-10-08 にアーカイブ
- ^ 「4 方向接続ポイントの使用はお勧めしません。混乱を避けるため、3 方向接続のみを使用してください。」 – 「Design News Gadget Freak 投稿ガイドライン」 2011 年 9 月 29 日、Wayback Machineにアーカイブ
- ^ 「『交差点』で接続された配線は、2 つの T 字型接合部を形成するためにわずかにずらす必要があります」 – 「The Electronics Club: Circuit Symbols」
- ^ ab 「電子回路記号」。www.circuitstoday.com。2014年10月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年8月2日閲覧。
- ^ 電子回路記号
- ^ RS Khandpur (2005). プリント回路基板: 設計、製造、組み立て、テスト。Tata McGraw-Hill。p. 10。ISBN 978-0-07-058814-1。
- ^ BBC Bitesize. 回路. https://www.bbc.com/education/topics/zq99q6f
- ^ Walker, MD, & Garlovsky, D. (2016). 流れに身を任せる: 類推を用いた電気回路の説明 Archived 2022-04-01 at the Wayback Machine . School science review, 97(361), 51–58.
外部リンク
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