Diagrama del circuito

Un diagrama de circuito (o diagrama de cableado, diagrama eléctrico, diagrama elemental, esquema electrónico) es una representación gráfica de un circuito eléctrico . Un diagrama de circuito pictórico utiliza imágenes simples de los componentes, mientras que un diagrama esquemático muestra los componentes y las interconexiones del circuito mediante representaciones simbólicas estandarizadas. La presentación de las interconexiones entre los componentes del circuito en el diagrama esquemático no necesariamente se corresponde con la disposición física en el dispositivo final. ^{[ 1 ]}

A diferencia de un diagrama de bloques o un diagrama de disposición , un diagrama de circuito muestra las conexiones eléctricas reales. Un dibujo que representa la disposición física de los cables y los componentes que conectan se denomina esquema , diseño físico o diagrama de cableado .

Los diagramas de circuitos se utilizan para el diseño ( diseño de circuitos ), la construcción (como el diseño de placas de circuito impreso ) y el mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos.

En informática , los diagramas de circuitos son útiles para visualizar expresiones mediante álgebra booleana . ^{[ 2 ]}

Los diagramas de circuitos son imágenes con símbolos que han variado de un país a otro y han cambiado con el tiempo, pero que ahora están estandarizados en gran medida a nivel internacional. Los componentes simples solían tener símbolos que representaban alguna característica de la construcción física del dispositivo. Por ejemplo, el símbolo de una resistencia se remonta a la época en que este componente se fabricaba con un trozo largo de alambre enrollado de tal manera que no produjera inductancia, lo que lo habría convertido en una bobina . Estas resistencias bobinadas ahora solo se utilizan en aplicaciones de alta potencia; las resistencias más pequeñas se fabrican con una composición de carbono (una mezcla de carbono y material de relleno ) o se fabrican como un tubo o chip aislante recubierto con una película metálica. Por lo tanto, el símbolo estandarizado internacionalmente para una resistencia se ha simplificado a un rectángulo, a veces con el valor en ohmios escrito en su interior, en lugar del símbolo en zigzag. Un símbolo menos común es simplemente una serie de picos en un lado de la línea que representa el conductor, en lugar de un zigzag.

Las conexiones entre conductores eran antes simples cruces de líneas. Con la llegada del dibujo asistido por ordenador, la conexión de dos cables que se cruzaban se mostraba mediante un cruce de cables con un "punto" o "mancha" para indicar la conexión. Al mismo tiempo, el cruce se simplificó a un cruce similar, pero sin "punto". Sin embargo, existía el riesgo de confundir los cables conectados con los no conectados de esta manera, si el punto se dibujaba demasiado pequeño o se omitía accidentalmente (por ejemplo, el "punto" podía desaparecer después de varias copias). ^{[ 4 ]} Por ello, la práctica moderna para representar una conexión de cuatro cables consiste en dibujar un cable recto y luego dibujar los otros cables escalonados a lo largo de él con "puntos" como conexiones (véase el diagrama), de modo que se formen dos uniones en T separadas que no den lugar a confusión y que claramente no sean un cruce. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Para cruzar cables que están aislados entre sí, se suele usar un pequeño símbolo de semicírculo para mostrar que un cable "salta" sobre el otro ^{[ 3 ] [ 7 ] [ 8 ]} (similar a cómo se usan los cables puente).

Un estilo de dibujo híbrido común combina los cruces en T con conexiones de "punto" y los símbolos de semicírculo de "salto" de cable para cruces aislados. De esta manera, un "punto" demasiado pequeño para verse o que haya desaparecido accidentalmente aún puede diferenciarse claramente de un "salto". ^{[ 3 ] [ 7 ]}

En un diagrama de circuito, los símbolos de los componentes se etiquetan con un descriptor o designador de referencia que coincide con el de la lista de piezas. Por ejemplo, C1 es el primer condensador , L1 es el primer inductor , Q1 es el primer transistor y R1 es la primera resistencia . A menudo, el valor o la designación del tipo del componente se indica en el diagrama junto a la pieza, pero las especificaciones detalladas se incluyen en la lista de piezas.

Las reglas detalladas para las designaciones de referencia se proporcionan en la norma internacional IEC 61346 .

Es habitual (aunque no universal) que los diagramas esquemáticos se organicen en la página de izquierda a derecha y de arriba abajo, siguiendo la misma secuencia que el flujo de la señal principal o la ruta de alimentación. Por ejemplo, el diagrama esquemático de un receptor de radio podría comenzar con la entrada de antena a la izquierda de la página y terminar con el altavoz a la derecha. Las conexiones de alimentación positiva para cada etapa se mostrarían en la parte superior de la página, mientras que las conexiones a tierra, las alimentaciones negativas u otras rutas de retorno se mostrarían en la parte inferior. Los diagramas esquemáticos destinados al mantenimiento pueden tener las rutas de señal principales resaltadas para facilitar la comprensión del flujo de la señal a través del circuito. Los dispositivos más complejos tienen diagramas esquemáticos de varias páginas y deben utilizar símbolos de referencia cruzada para mostrar el flujo de señales entre las diferentes hojas del dibujo.

En la norma internacional IEC 61082-1 ​​se establecen reglas detalladas para la elaboración de diagramas de circuitos y otros tipos de documentos utilizados en electrotecnología .

Los diagramas de circuitos suelen dibujarse con el mismo bloque de título y marco estandarizados que otros dibujos de ingeniería .

Los diagramas de lógica de relés , también llamados diagramas de lógica de escalera , utilizan otra convención estandarizada común para organizar los dibujos esquemáticos, con una línea de alimentación vertical a la izquierda y otra a la derecha, y componentes conectados entre ellas como los peldaños de una escalera.

Una vez realizado el esquema, se convierte en un diseño que se puede fabricar en una placa de circuito impreso (PCB). El diseño basado en esquemas comienza con el proceso de captura de esquemas . El resultado es lo que se conoce como unEl nido de ratas es un enredo de cables (líneas) que se entrecruzan hasta sus nodos de destino. Estos cables se enrutan de forma manual o automática mediante herramientas de automatización del diseño electrónico (EDA). Las herramientas EDA organizan y reorganizan la ubicación de los componentes y encuentran rutas para las pistas que conectan los distintos nodos. Esto da como resultado el diseño final del circuito integrado o la placa de circuito impreso . ^{[ 9 ]}

Un flujo de diseño generalizado podría ser el siguiente:

Esquema → captura de esquema → lista de conexiones → diagrama de interconexión → enrutamiento → diseño gráfico → desarrollo y grabado de PCB → montaje de componentes → pruebas

La enseñanza sobre el funcionamiento de los circuitos eléctricos suele formar parte de los planes de estudio de primaria y secundaria. ^{[ 10 ]} Se espera que los alumnos comprendan los fundamentos de los diagramas de circuitos y su funcionamiento. El uso de representaciones diagramáticas de circuitos puede facilitar la comprensión de los principios de la electricidad.

Los principios de la física de los diagramas de circuitos a menudo se enseñan mediante analogías, como la comparación del funcionamiento de los circuitos con otros sistemas cerrados, como los sistemas de calentamiento de agua , donde las bombas son el equivalente a las baterías. ^{[ 11 ]}

• Boxología
• Lenguaje de diseño de circuitos
• Símbolo electrónico
• Puerta lógica
• Diagrama unifilar
• Diagrama de pines
• Captura esquemática
• Editor de esquemas
• TikZ y CircuiTikZ : composición tipográfica de diagramas de circuitos en un entorno TeX como LaTeX.