Mint a zenésznek a kotta, az utazónak a térkép, úgy az elektromos áramkörökkel foglalkozónak a kapcsolási rajz tartalmazza a legfontosabb információkat. Kapcsolási vázlat, vagy rajz nélkül elektromos áramköröket készíteni nem lehet. Első lépésben tehát a kapcsolási rajzot meg kell tanulni értelmezni ahhoz, hogy akár a legegyszerűbb áramkört is összelehessen állítani. Az áramkörök kapcsolási rajzain mindegyik alkatrésznek a "szimbóluma", azaz a rajzjele szerepel, amik csak egyféleképpen értelmezhetők. A kapcsolási rajz tehát nagyon egyértelmű vázlata az adott áramkörnek. Pontosan tartalmazza a beépített alkatrészeket és azok egymáshoz való kapcsolatát.
Tulajdonképpen sok olyan áramkör van, ami minden elméleti tudás nélkül is működőképes módon összeállítható, elkészíthető pusztán a kapcsolási rajz pontos követése alapján. Ez teszi lehetővé azt, hogy nem csak unalmas elméletekkel, szabályokkal, fizikával, matematikával, villamosságtannal, stb. felvértezve lehessen az elektronika területére bemerészkedni, hanem szinte már a legminimálisabb ismeretek birtokában, az egyszerű kapcsolási rajzok alapján, a kezdő működőképes áramkört képes összeállítani. Ez óriási jelentőségű, hiszen szörnyű érzés az amikor az első próbálkozás csúfos kudarccal jár. Ennek ellenére a kezdet biztosan nehéz lesz és sok ismeretlennel kell még ahhoz megbirkózni, hogy az elektronika igazán kedvenc hobbivá váljék.
RAJZJELEK
Az első és legfontosabb lépés tehát az, hogy az elektromos áramkörök "térképének" jelzéseit, szimbólumait, az alkatrészeket jelentő rajzjeleket megismerjük, és hibátlanul kezelni tudjuk. E nélkül még a kezdet sem megy. Az ábrákon megtalálhatók a leggyakrabban használt alkatrészek rajzjelei, ahogyan azok a kapcsolási vázlatokban szerepelnek. Ha végig nézzük a "készletet" feltűnik, hogy mindegyik alkatrésznek legalább kettő, vagy ennél több kivezetése van amik egyszerű vonalak formájában rajzolódnak. Az áramkörök "hálózatát" vezetékek alkotják, amik az egyes alkatrészeket kötik össze. Természetesen ez nem zárja ki annak a lehetőségét, hogy kettő vagy akár több, egymáshoz kapcsolódó alkatrészt ne lehessen csak a saját kivezetésükkel összekötni, sőt ez igen gyakran előforduló eset. Tehető ez minden megkötés nélkül megtehető, mivel az alkatrészek kivezetései is tulajdonképpen egyszerű vezetékek.
Ugyanakkor a vezetékeket helyettesíthetik például a nyomtatott áramköröknél a szigetelő műanyag lemezre rávitt vékony rézfóliából kialakított csíkok, amik az egyes alkatrészek úgynevezett "beültető" furatait kötik össze. A "nyomtatott" kifejezés onnan ered, hogy a rézfóliával beborított műanyag lemezre az áramkör "vezetékeinek" rajzát eredetileg nyomdatechnikai úton vitték fel és az eképpen nyomdafestékkel letakart rézfelületeket a maró folyadék nem távolította el a műanyag lemezről. A maratás végén csak a festékkel letakart rézfelületek maradtak a lemezen, ami az áramkör vezetékezését tartalmazta. Ezután az alkatrészek méreteinek megfelelő távolságban számukra furatokat kellett készíteni és azokon a kivezetéseiket átbujtatva a rézfóliához lehetett forrasztani (A). A nyomtatott áramkörnek eképpen két oldala keletkezett, a fólia felöli és az alkatrész felöli oldal. A nyomtatott áramkörök rajzai e két nézetnek megfelelően készülnek, akár több rétegben is, de erről majd később részletesebben is szó lesz.
Most ami fontos, hogy jól megjegyezzük: az alkatrészek rajzjeleit összekötő vonalak szigetelt vezetékek, amik ha egymáshoz kapcsolódnak, akkor ezt egy jól látható pont jelzi, egyébként ha csak keresztezik egymást, akkor ott nincs forrasztás, illetve a keresztező vezetékek között nincs semmilyen kapcsolat. A vezetékek a rajzokon tulajdonképpen főleg csak rajztechnikai okokból keresztezik egymást, mert így jobban áttekinthető módon lehet az alkatrészek kapcsolatait lerajzolni.
Egy-egy alkatrészekből álló csoport úgynevezett "fokozatot" alkot, ami az áramkör egy-egy részfeladatát teljesíti. Többnyire mindegyik áramkör összetett működéssel képes a feladatának megfelelni, ami a be-, és a kimenetek között fokozatosan alakítható ki a már említett fokozatokkal. A rajztechnikai megfontolások segítik azt, hogy ezek a fokozatok a rajzokon jól felismerhetőek legyenek, mert egy összetettebb áramkört tulajdonképpen fokozatonként, azaz fokról fokra kell majd összeállítani és ellenőrizni. Ezek a későbbiekben nagyon fontos tudnivalók, különösen az áramkörökhöz tartozó leírások értelmezéséhez. Tehát ha a kapcsolási rajzon kettő vagy több vezeték találkozik és ezen a helyen fekete pont van, akkor ezeket a vezetékeket össze kell kötni, össze kell forrasztani. Ha viszont ezeken a helyeken nincs pont, akkor a vezetékeket nem szabad összekötni mert ezzel zárlat keletkezik és az áramkör tönkre megy! Tovább haladva a következő rajzjel az úgynevezett árnyékolt vezeték. Fontos fizikai jelenség, hogy a fémvezetőkben belül az elektromos erőtér nulla és emiatt árnyékoló hatást képesek kifejteni. Ha egy szigetelt vezeték köré egy sűrű fémharisnyát teszünk és azt a semleges földelési ponthoz kapcsoljuk, akkor ez a fémharisnya ezt a most már belső szigetelt vezetéket a környezetben előforduló elektromos erőterek zavaró sugárzása elöl "leárnyékolja". A hangfrekvenciás áramkörökben, mint például az erősítők stb. gyakran használt vezeték fajta. Ott, ahol a rajzon így jelzett vezetéket látunk, oda a kifejezetten erre a célra gyártott, úgynevezett árnyékolt vezetéket kell beépíteni, illetve a két alkatrészt vagy fokozatot, csatlakozót stb., ilyen vezetékkel kell összekapcsolni. Van egy, kettő vagy több belső szigetelt vezetéket tartalmazó árnyékolt vezeték is, mindig a rajznak megfelelő számú belső vezetővel rendelkező árnyékolt kábelt illetve árnyékolt vezetéket használjuk. Az árnyékoló fémharisnyát a közös testhez, vagy földelési ponthoz kell forrasztani, csak az egyik végén! Ha erre az áramkör leírásában van utalás, akkor az árnyékolás esetleg vezetheti a földelést is tovább, máskülönben nem. Később erről is esik majd szó.
A következő rajzjel a kapcsoló. Az ábrán egy egyáramkörös, nyitott állású kapcsoló rajza látható. Ez az értelmezés látszólag zavaró lehet, mivel most is az "áramkör" kifejezést használjuk, holott ez alatt egy többnyire sokalkatrészes, nagyobb elektromos egységet szokás érteni. Ha egy folytonos vezetéket valahol egy kapcsolóval megszakítunk, azaz ha egy vezetékbe valahol egy kapcsolót iktatunk be, akkor ennek a vezetéknek az "áramkörét" ezzel a kapcsolóval be, illetve ki lehet kapcsolni. Innen ered az áramkör kifejezés. Ha a kapcsolóhoz csak az általa megszakított egy vezeték két vége csatlakozik, azaz ennek az egyetlen vezetéknek az áramkörét szakítja csak meg, akkor ez a kapcsoló egyáramkörös. A kapcsoló lehet kettő vagy sokkal több áramkörös is, attól függően, hogy hány független vezeték megszakítására illetve kapcsolására képes. Visszatérve az ábrán látható egyáramkörös nyitott állású kapcsoló rajzjeléhez, ha a kapcsoló zárva van, azaz az általa megszakított vezeték két pontját elektromosan összeköti, szokás ezt úgy is nevezni, hogy GALVANIKUSAN egymáshoz köti, akkor a rajzon a fekete vastagított vonal a vezeték másik végét, azaz a kapcsoló másik érintkezőjét jelző gyűrűhöz csatlakozik. Ekkor a kapcsoló a vezeték mentén folyamatos vezetést biztosít, ami a rajz logikájából is kiderül. Hogy nyitott vagy zárt állásban vannak-e a rajzokon a kapcsolók, ezt mindig az áramkör alaphelyzete dönti el. Amikor tehát egy rajzot tanulmányozunk és az általa képviselt áramkör működését próbáljuk kideríteni, akkor ebben a kapcsolók állása nagyban segít, hiszen ezek mindig a kiindulási alaphelyzet szerinti állásban vannak.
A kapcsolóhoz hasonló rajzjele van a nyomógombnak. Az ábrán egy egyáramkörös, záró nyomógomb rajzjele látható. A nyomógombra is nagyjából az igaz, ami a kapcsolóra. Közöttük az lényeges különbség, hogy a kapcsoló mindig az utoljára beállított állásában marad, amíg a nyomógomb, mint az a megnevezésében is benne van, csak addig kapcsol amíg nyomva tartjuk. Kétféle nyomógomb alaptípus létezik, az egyik nyugalmi helyzetében nyitott, ilyen aminek a rajzát az ábrán látjuk. Ez benyomva összeköti a vezetéket, azaz zárja az áramkört. A másik típus, ami nyugalmi helyzetében zárva van és a benyomásával megszakítja a vezetéket, azaz bontja az áramkört. Léteznek olyan nyomógombszerű kapcsolók, amik egyszeri benyomásra záródnak még egyszeri benyomásra nyitódnak. Ezek ne tévesszenek meg senkit sem, mert ezek nem nyomógombok.
A következő rajzjel az izzólámpát ábrázolja. A kör és benne két egymást keresztező átló a két kivezetéssel. Ez a rajzjel önmagában ritkán szokott előfordulni, hacsak nem az izzólámpa feszültségét és teljesítményét az egész áramkör egyértelművé nem teszi, vagy ha az adatok a leírásban megtalálhatók. Egyébként a rajzjelet mindig kiegészíti az izzólámpa feszültsége és a teljesítménye, az első volt-ban, a második watt-ban, például a szükséges izzólámpa 12 V és 24 W. Az izzólámpa teljesítménye helyett néha az áramfelvételét tüntetik fel amper-ban, például az előző izzólámpa esetében 12 V és 2 A. Az elektromos mértékegységekről később mindenképpen szó fog esni.
Elektronikai áramkörökben talán a leggyakrabban használt és az egyik legfontosabb alkatrész az ellenállás. Egy téglalap a két rövidebb oldalán a két kivezetést jelentő vonallal. Amennyire egyszerű ez a rajzjel, annyira sokféle lehet az ellenállás. Elsősorban a kivitelét illetően változatos, de lényegében két fő típust használnak a leggyakrabban: a réteg ellenállásokat és a huzal ellenállásokat. Minkét típus bármelyik darabját maga az ellenállás mértéke, amit az áramkörben kifejt, és a teljesítménye, amekkora áram engedhető meg rajta, határoz meg.
Az ellenállás igazi lényegét talán úgy érthetjük meg a legegyszerűbben, ha működését vizsgáljuk. Az OHM-törvénye adja erre a legegyszerűbb magyarázatot. Eszerint ha egy 1 ohm-os ellenálláson pontosan 1 amper-es áram folyik keresztül akkor a két kivezetése között 1 volt-os úgynevezett feszültségesés jön létre, azaz az ellenálláson pontosan 1 V feszültség mérhető.
Maga az OHM-törvénye a következő: U [volt] = I [amper] x R [ohm]
A feszültség jele az U, a mértékegysége a szögletes zárójelben levő volt, az áram jele az I és a mértékegysége az amper, az ellenállás jele az R és a mértékegysége az ohm. Az tehát egyértelmű, hogy az ellenállást elsősorban az ohm-ban meghatározott nagysága határozza meg. Fontos azonban, hogy az ellenállás a rávezetett feszültség hatására rajta átfolyó áramot károsodás nélkül elviselje. Például az ellenállásokat gyakran használják arra a szerepre, hogy a fölösleges feszültségeket rajtuk hővé alakítva felemésszék. Ekkor ha nem megfelelő teljesítményű ellenállás kerül az áramkörbe, akkor ez viszonylag nagyon hamar elég és az áramkör megszűnik működni. Ezért az ellenállások rajzjele mellett egyszer feltüntetik az ellenállás nagyságát mindig ohmban, másodszor a teljesítményét mindig wattban.
A kettő között összefüggés van:
P (teljesítmény) [W] = U (feszültség) [V] x I (áram) [A]
Ha a feszültségre vonatkozó OHM-törvénye szerinti U = I x R
helyettesítést elvégezzük, akkor látható, az összefüggés:
P = U x I
P = (I x R) x I
P = I2 x R
A teljesítmény tehát egyenlő az áram négyzete szorozva az ellenállással. Az érthetőség végett korai lenne még egy áramköri példával előhozakodni, hiszen a kezdetek kezdetén vagyunk. Nézzünk egy hétköznapibb gyakorlati példát. A 230 voltos hálózat vezetéke csak 2 amperes áramot képes vezetni, a biztosíték tehát 2 amperes. Egy adott nagyságú ellenállással fűtést szeretnénk megvalósítani úgy, hogy az ellenállás a 230 voltos feszültséget 2 amperes áram mellett hővé alakítva feleméssze.
A teljesítmény: 230 V x 2 A = 460 W
Az ehhez szükséges ellenállás: R = 230 V / 2 A = 115 ohm.
A teljesítményt most az ellenállás ismeretében a másik képlettel, azaz az áram négyzetével számolva:
4 A x 115 ohm = 460 W
A dolgot úgy is lehet értelmezni, hogy ahhoz, hogy egy 230 voltos feszültséget egy 115 ohmos ellenállással felemésszünk, az ellenálláson 2 amperes áram fog átfolyni és az ellenállás teljesítményének 460 wattosnak kell lennie. Ilyen szélsőséges eset az elektronikus áramkörökben nagyon ritkán fordul elő, azonban a tápegységek szűrő ellenállásainál sokszor találkozunk majd hasonló problémával, amikor a helytelenül megválasztott teljesítményű ellenállás viszonylag hamar leég.
Mint már szó volt róla, hogy kétféle alaptípusú ellenállás van, réteg és huzal. A huzal ellenállások hengeres kerámia testre feltekert különleges ötvözetű huzalból állnak, rájuk nyomtatva a szükséges adatokkal. Ezek viszonylag nagyobb méretű és nagyobb teljesítményű ellenállások, ez indokolja tulajdonképpen azt, hogy huzalból és a melegedést jobban tűrő kerámia testre készülnek. Az egészen nagy teljesítményű és erősen melegedő huzalellenállásokat különleges cement bevonattal látják el és külön menetes csavarokkal szerelhetők. A réteg ellenállások viszont kisméretűek, kisebb teljesítményűek ezért az adatok ráírása sokszor lehetetlen.
A korszerű ellenállásokat színkóddal látják el, ahol az egymás után következő gyűrűk színe határozza meg a nagyságukat és a fontosabb adatokat. A ábrán egy korszerű ellenállást látunk, rajta a gyűrűkkel és a színek táblázatba foglalt jelentésével. Ha a rajzot megfigyeljük, akkor látható, hogy a gyűrűk az egyik oldalhoz közelebb vannak, ez mindig a bal oldal. A színkódot tartalmazó gyűrűket mindig bal oldalról kiindulva kell egymás után tenni. Ezek szerint az első és második gyűrű az első és a második számot, a harmadik gyűrű az ezeket követő nullák számát vagy a szorzót, a negyedik gyűrű pedig az ellenállás százalékban kifejezett pontosságát jelenti.
Például az ellenállásra rányomtatott gyűrűk színei balról kiindulva a következők: barna, fekete, piros, arany. A táblázatot használva a barna = 1, fekete = 0, piros = 00, arany = 5 százalék, az ellenállás nagysága 1000 ohm (1kiloohm) és 5 százalékos. A rajzokon nincs hely arra, hogy a sok nullát kiírják, ezért a rövidített mértékegységeket használják:
1 k = 1000 ohm
1 M = 1 000 000 ohm
Azaz 1 kiloohm egyenlő ezer ohmmal, 1 megohm egyenlő egymillió ohmmal. Ezt a jelölést meg kell szokni, mert a közbenső rengeteg féle értékeket is így jelölik, ezért nézzünk néhány példát:
k5 = 500 ohm
1k2 = 1200 ohm (1,2k)
M560 = 560 000 ohm (560k)
1M5 = 1 500 000 ohm (1,5M)
Ha a kapcsolási rajzon az ellenállásnál csak egy szám van k és M betűk nélkül, akkor az ohmot jelent, általában a kis értékű, néhányohmos ellenállásokat jelölik így. Továbbá a rajzokon sokszor a zárójelben levő jelölést használják. (Így jelöli az ellenállásokat az EM is.) Az ellenállások teljesítményét a rajzokon külön feltüntetik, például 100k 5W, ami 100 kiloohmos 5 wattos ellenállást jelent. Az ellenállásokról egyelőre elég ennyit tudni.
A soron következő rajzjel a potenciométer. Ez is ellenállás, azonban három kivezetése van. Maga az ellenállás egy nyitott, rendszerint gyűrű alakú sík műanyaglapra felvitt réteg, amin egy csúszó érintkező mozog az ellenálláspálya két vége között. Azután ezt az egész szerkezetet egy árnyékoló fémházba teszik és a csúszó érintkezőre egy tengelyt szerelnek. Ezáltal a potenciométer csúszó érintkezője a tengely segítségével az ellenálláspálya két vége között folyamatosan mozgatható, elfordítható.
A potenciométer tulajdonképpen egy olyan különleges ellenállás, amit ha egy adott nagyságú feszültségre kapcsolunk, akkor az azt folyamatosan változtatható mértékben leosztja. Például ha egy 100 voltos feszültséget vezetünk rá, akkor az ellenálláspálya egyik vége és a csúszó érintkező között a potenciométerről 0 V és 100 V között bármekkora feszültség levehető. Az oka az, hogy ha egy ellenálláson áram folyik keresztül, akkor azon az ellenállás és az áram nagyságától függően feszültség fog esni, méghozzá a már korábban megismert OHM-törvénye szerint.
Maga a potenciométer felfogható úgy is, mint két sorba kapcsolt ellenállás, ahol az összekapcsolódó ellenállások csatlakozásánál van a csúszó érintkező, azaz ez utóbbi a potenciométer ellenálláspályáját két részre osztja. Ha a 2. ábrára nézünk látható, hogy a potenciométeren a feszültség és maga az ellenálláspálya hogyan oszlik meg. Ezután könnyen belátható, hogy ha például egy lemezjátszó hangfrekvenciás előerősítőjének kimenetéhez egy potenciométert csatlakoztatunk, amire magának az erősítőnek a jelfeszültsége kerül, azt a csúszóérintkezővel a maximális értékről indulva fokozatosan a nulláig lehet leszabályozni és fordítva. Nagyjából ez történik amikor a hangerő-szabályozó gombját elfordítjuk.
A következő rajzjel a potenciométer egyik, mechanikusan másképpen kialakított fajtáját, a trimmerpotenciométert jelöli. Ez sokkal kisebb méretű alkatrész, mint a tengelyes potenciométer mert, hogy nincs tengelye és rendszerint nincs fémházba sem szerelve. Kizárólag az áramkörökön belüli valamilyen célú beállításokra lehet használni, amit csak egyszer, vagy csak nagyon ritkán kell elvégezni. A csúszó érintkezőjénél egy kisméretű csavarhúzónak megfelelő bevágás van, amivel az érintkező elfordítható. Vannak különleges, menetes áttételekkel nagyon finoman állítható, szabályozható trimmerpotenciométerek is, amiket igényesebb áramköröknél használnak. Gyakran használt típusa a potenciométereknek az úgynevezett sztereó potenciométer. Ez tulajdonképpen két független potenciométer, amit mechanikusan úgy alakítottak ki, hogy a csúszó érintkezőik egy közös tengely segítségével, pontosan együtt, azonos mértékben mozgathatók. Amikor a hangtechnikában teret nyert a sztereózás az erősítők két csatornájában a szükséges szabályozásokat csak az így egybeépített dupla potenciométerekkel lehetett megoldani. Azután ezeket a dupla potenciométereket egyre általánosabban kezdték máshol is használni.
A különleges ellenállások közé tarozik a fényre érzékeny ellenállás az LDR, ami a következő rajzjel. Egyelőre nem kell róla többet tudni mint, hogy van egy úgynevezett sötét és egy világos ellenállása. Ez azt jelenti, hogy egyszer megadják a teljesen sötétben mutatott ellenállását, ez a nagyobb, és egy meghatározott menynyiségű fénnyel megvilágítva mutatott ellenállását, ez a kisebb. Például a szürkületi automata világítás kapcsolókat ilyen ellenállások vezérlik.
A következő alkatrész rajz jele a kondenzátoré. Ez az ellenállások után a második leggyakrabban előforduló alkatrész, amit néha nagyszámban tartalmaznak az áramkörök. Működését bizonyos fizikai és matematikai ismeretek nélkül nehéz megérteni ezért célravezetőbb ha kezdetben inkább a mértékegységével és mennyiségének jelöléseivel ismerkedünk meg, ami viszont feltétlenül szükséges ahhoz, hogy bármelyik kondenzátort a kapcsolási rajzról beazonosítsunk. Később az áramkörök működésének magyarázatain keresztül könnyebb út vezet majd a kondenzátorok megismerése felé.
Most tehát elkerülhetetlen, hogy a nagyon nagy és a nagyon kis számok közé lépjünk, felfrissítve emlékezetünket a következő táblázat segítségével:
Trillió 1 000 000 000 000 000 000 = 1018 exa-
Ezerbillió 1 000 000 000 000 000 = 1015 peta-
Billió 1 000 000 000 000 = 1012 tera-
Milliárd 1 000 000 000 = 109 giga- (G)
Millió 1 000 000 = 106 mega- (M)
Ezer 1 000 = 103 kilo- (k)
Száz 100 = 102 hekto-
Tíz 10 = 10 deka-
Tized 0,1 = 10-1 deci-
Század 0,01 = 10-2 centi-
Ezred 0,001 = 10-3 milli- (m)
Milliomod 0,000 001 = 10-6 mikro- (m)
Ezermilliomod 0,000 000 001 = 10-9 nano- (n)
Billiomod 0,000 000 000 001 = 10-12 piko- (p)
Ezerbilliomod 0,000 000 000 000 001 = 10-15 femto-
Trilliomod 0,000 000 000 000 000 001 = 10-18 atto-
Bizonyára ismert tény, hogy minden fizikai vagy más mennyiséget a mértékegységével és a mérőszámával lehet pontosan és egyértelműen meghatározni.
Például a feszültség mértékegysége a volt, és jele a V. A mértékegység a mérőszámmal kiegészítve adja meg a mennyiséget pontosan és egyértelműen (pl. 10 V). A fenti táblázat tehát a mértékegységeket kiegészítő mérőszámokat foglalja magába a nagyobbtól a kisebb mennyiségek irányába.
Azokat a mennyiségeket, amik az elektronikában gyakran előfordulnak kiemeltük:
giga-, mega-, kilo-, milli-, mikro-, nano-, piko- (például: gigahertz, megahertz, kiloohm, milliohm, mikrovolt, millivolt stb.)
A kondenzátor kapacitásának mértékegysége a farad. Ez azonban olyan hatalmas méretű kondenzátort jelentene, amit egyszerűen nem lehetne használni és egyébként sincs szükség ekkora kapacitásra. A gyakorlatban az áramkörökbe beépített kondenzátorok kapacitása a farad-nak csak a töredéke, azaz nagyon kicsi része. Ezért kell a nagyon kicsi mennyiségekkel (mikro-, nano-, és a piko-) is megismerkedni. A milli- inkább az ellenállásoknál és a feszültségeknél használt mennyiségi jelölés, a kondenzátorok esetében nem nagyon fordul elő.
A kondenzátorok értékének jelölésénél a helyszűke miatt az ellenállásokhoz hasonló módszert alkalmaznak. (Itt is létezik színkódos jelölés, erről később szó lesz.) Nézzünk egy sor példát, amiken keresztül a jelölési módszer hamarabb megérthető:
p100 = 100p, azaz száz pikofarád,
n15 = 15n, azaz tizenöt nanofarád,
1n5 = 1,5n,azaz 1,5 nanofarád,
220n = 220n, azaz kétszázhúsz nanofarád,
m470 = 470n, azaz négyszázhetven nanofarád,
22m = 22m, azaz huszonkét mikrofarád stb.
A következő rajzjel a kondenzátorok másik nagy csoportját, az elektrolitikus kondenzátorokat jelöli. Vannak olyan alkatrészek, amiknél nem mindegy, hogy a kivezetéseikkel hogyan kapcsolódnak az áramkörhöz. Amíg egy ellenállásnál teljesen közömbös, hogy melyik kivezetése csatlakozik a pozitívabb vagy negatívabb áramköri részhez, addig az elektrolitikus kondenzátoroknál ez szigorú előírás. Az elektrolitikus kondenzátor polarizált alkatrész, tehát nem közömbös, hogy az áramkörhöz hogyan kapcsolódik. Két kivezetése, azaz a fegyverzetei közül az egyik a pozitív, a másik a negatív. Eszerint a pozitív fegyverzetével a pozitívabb áramköri részhez, a negatív fegyverzetével pedig a negatívabb potenciálon levő áramköri részhez kell csatlakoznia, különben tönkre megy. Az elektrolitikus kondenzátorra csak egyenfeszültség kapcsolható! Ha váltakozó feszültség kerül rá, akkor ettől erősen melegedik és a benne levő elektrolit folyadék gőzeitől egyszerűen fölrobban! Ezért a nagyobb, több ezer mikrofarádos elektrolitikus kondenzátorokon, ahol a robbanás már a környezetben is komolyabb pusztítást végezne, úgynevezett biztonsági szelepet találunk. Ha az elektrolitikus kondenzátorra mégis hiba következtében váltakozó feszültség kerül és ettől erősen melegszik, akkor ez a szelep kiold és a kondenzátor házát a túlnyomás már nem képes szétrobbantani. Ez a helyzet áll fenn akkor is, ha az elektrolitikus kondenzátort az áramkörbe véletlenül fordított polaritással kötjük be. A kapcsolási rajzokon és a kondenzátorok házain a pontos polaritás minden esetben egyértelműen feltüntetett. Abban az esetben, ha egy elektrolitikus kondenzátor polaritásának megállapításánál vagy az áramkörbe kapcsolásával összefüggésben bizonytalanok vagyunk, ne kockáztassunk a bizonytalan polaritással bekötött alkatrésszel.
Az elektrolitikus kondenzátorokat többek között a kapacitásuk nagysága (ezt mikrofarádban adják meg), a polaritásuk és az úgynevezett üzemi feszültségük jellemzik. Ez az a volt-ban megadott egyenfeszültség amin a kondenzátor tartósan képes működni anélkül, hogy ez bármi kockázattal járna. Az elektrolitikus kondenzátorok másik feszültség jellemzője a szigetelési feszültség, ez valamivel nagyobb az üzeminél és a kondenzátorokon nem jelölik. Továbbá vannak korszerű bipoláris, az elektrolitikus kondenzátorokhoz hasonló, nagykapacitású kondenzátorok is, amik bizonyos feltételek mellett már a váltakozó feszültséget is képesek tartósan elviselni.
A következő egyszerű rajzjel a csatlakozók, vezeték végek, áramkörök be-, vagy kimeneténél levő pontok jele. Ezt a rajzjelet szokás egy 45 fokos vonallal áthúzni, és a csatlakozáshoz tartozó egyéb fontos adattal kiegészíteni: például mire való a csatlakozó, mekkora feszültség vezethető rá, vagy mekkora feszültség van rajta stb.
Az elektronikus áramkörök tápfeszültséggel működnek, amit vagy telepek, elemek vagy a hálózati 230 voltos váltakozó feszültséget egyenfeszültséggé átalakító tápegységek szolgáltatnak. A telepeket a rajzokon cellánként jelölik a ábrán látható jelekkel. Egy cella mindig 1,5 V-os feszültséget jelent, ami a klasszikus kémiai folyamatokkal működő, úgynevezett galván telepek feszültsége volt. Ma már nem ennyire egyértelmű a helyzet, mert például a NiCd telepek cellánként csak 1,2 V-os feszültséget adnak. Ezért a telepek mellé, amik néha több, sorbakapcsolt cellából állnak, szokás a pontos feszültséget is feltüntetni.
Egy dolog azonban változatlan maradt az, hogy a hosszabb vonal mindig a pozitív telep oldalt, a vastagabb rövid vonal pedig a negatív telepoldalt jelöli még akkor is, ha a pólusokat külön nem tüntetik fel!
Ha már volt kezünkben egy elektromos kapcsolási rajz, akkor bizonyára feltűnt, hogy az alkatrészek egyik kivezetésének zöme egy határozott vonalhoz, rendszerint a telepfeszültség negatív oldalához kapcsolódva csatlakozik. Ez az közös testelő vezető, aminek rajzjele szintén az ábrán látható. Ez és a következő, a földelés rajzjele rendszerint az áramkörök kitüntetett pontja. A jelvezetések útjaiban ezek a vezetékek illetve pontok a nulla potenciálú helyeket képviselik, semleges helyzetüknél fogva minden mérhető feszültséget és egyéb paramétert általánosan ezekhez viszonyítva határoznak meg. Sokszor egyáltalán nem mindegy, hogy ezeket a test-, illetve földelési pontokat az áramkörön belül hová tesszük. Helytelen megválasztásuk esetén úgynevezett "földhurkok" alakulnak ki, amik az áramkör működésében komoly zavarokat okoznak. Ezért egyes áramköröknél külön előírás a "csillag földelés", amit egyrészt a rajzokon is feltüntetnek, másrészt a leírások is tartalmaznak. Különösen a nagyobb frekvenciák felé kényesek az áramkörök a földelések és a testelések kialakítására.
Az áramköröket védeni kell, erre szolgálnak a biztosítékok. A rajzjelük hasonló az ellenálláséhoz. Ha egy kapcsolási rajzon ezt a jelölést találjuk, akkor ez általában a szokásos WICKMAN, üvegcsöves olvadó biztosítékot jelenti. Ma már többféle, hasonló biztosíték is létezik különböző kioldási gyorsasággal. A kisméretű üvegcsöves olvadó biztosítékoknak különleges szigetelt házuk, vagy az áramkörök lapjára szerelt foglalatuk van, amikben maga a biztosíték tulajdonképpen egy cserélhető betét. A rajzokon a biztosítékok nagyságát amper-ben határozzák meg. Az itt feltüntetett nagyságot nem célszerű túllépni, azaz az áramkört nem tanácsos túlbiztosítani, mert ez rendszerint a teljes tönkremenetelt okozza, de előfordulhat komolyabb következmény is mint például az, hogy az áramkör kigyullad.
Ezután egy sor olyan alkatrész rajzjele következik, amik az úgynevezett félvezetők családjába taroznak. Nevük régről onnan ered, hogy az elektromosságot csak egyik irányból képesek vezetni. A "teljes" vezető, mint például a rézhuzal, az elektromosságot minden irányból vezeti. Egy dióda, vagy tranzisztor viszont ehhez képest félig vezető mert az elektromos áramot csak egyik irányból képes átengedni, emiatt "félvezető".
A legtöbb félvezető germánium és szilícium alapanyagú, eszerint megkülönböztetünk pnp és npn típusú félvezetőket. Ezekre nagyjából az jellemző, hogy a pnp félvezetők a negatív, az npn félvezetők pedig a pozitív polaritású feszültségekkel vezérelhetők, működtethetők. Természetesen a kérdés ennél jóval bonyolultabb, azonban a rajzjelek például a tranzisztoroknál elsősorban eszerint különböztetik meg a félvezetőket. A diódáknál a rajzjelből nem derül ki az, hogy pnp vagy npn típusúak, ezt a jelzésükből lehet megtudni úgy, hogy a szilícium alapanyagú és rendszerint npn diódák típusjelzése B-vel, a pnp germánium diódáké pedig A-val kezdődik. Ez a kapcsolási rajzokon mindig egyértelműen meghatározott.
A diódáknál rendszerint kezdetben zavart okoz a két kivezetésének azonosítása, holott ennek felcserélése az áramkör működésére nézve végzetes lehet. Az egyik kivezetés az anód, ez a háromszög lapjánál levő kivezetés, A másik a katód, ez a vastag vonal felöli kivezetés. A diódákat gyakran használják tápegységekben váltakozó feszültségek egyenirányítására, ilyenkor az egyenirányított feszültség pozitív pólusa a diódák katódjánál jelenik meg és emiatt ide helyezik a "plusz" jelet, holott ez eredetileg az anódot jelezné. Ezt sokan félre értelmezik és a diódát fordítottan használják. A diódák házán mindig a katódot jelzik egy gyűrűvel!
A diódák egyik fajtája a Zener-dióda, rajzjele egy stilizált Z betű, egyik része kitöltve. Hasonlóan a hagyományos diódákhoz a Zener-dióda anódja a kitöltött, fekete háromszögnél levő, a katód pedig a Z betű alsó száránál levő kivezetés, amit a dióda házán szintén egy gyűrű jelöl. A Zener-dióda a benne lejátszódó folyamatok következtében alkalmas feszültségek stabilizálására. Ezt a képességét többféle módon és a legkülönfélébb áramkörökben használják. Típusát nem csak a rajzjele, hanem a feszültsége és a teljesítménye is meghatározza. Ezeket a fontos adatokat minden kapcsolási rajzon a Zener-dióda mellé feltüntetik.
Amikor a tranzisztorok megjelentek, szinte forradalmasították az elektronikát. Szerepük ma már távolról sem olyan nagy, azonban őket leírni még egyáltalán nem lehet. Elképesztően sokféle tranzisztor létezik, de lényegében hagyományosan két csoportba oszthatók: pnp és npn. Három kivezetésük van a KOLLEKTOR, a BÁZIS és az EMITTER. Mivel mindegyik kapcsolási rajz a használt tranzisztorok típusát pontosan tartalmazza ezért a feladat lényegében csak a rajzon megadott tranzisztorok kivezetéseinek gyakorlati azonosítása. Vagyis a tranzisztorokat a kivezetéseikkel helyesen csatlakoztassuk az áramkörhöz. Ez amíg egyféle tokozás volt, nem jelentett különösebben nagy feladatot, de mióta számtalan féle tokozás létezik, sőt egyfélén belül is cserélődnek a kivezetések, bizony néha nem könnyű feladat. A "rendesebb" kapcsolási rajzokhoz a tranzisztorok bekötését is mellékelik. Kezdetben tehát főleg csak olyan kapcsolásokkal foglalkozzunk, amiknél a tranzisztorok kivezetéseinek azonosítása nem okoz nehézséget. Később egy katalógus beszerzése sem árt, főleg olyan amiben a tranzisztor tokozások is benne vannak, ezt ugyanis megpróbálták szabványosítani, amit a legtöbb gyártó be is tart. A következő rajzjeleket nem érdemes most még magyarázni, mert kezdetben ezekkel az alkatrészekkel valószínűleg nem akad dolgunk. A THYRISTOR, négyrétegű és kapcsoló tulajdonságokkal rendelkező dióda, a DIAC váltakozó áramú kapcsoló dióda, a TRIAC fogyasztók teljesítmény vezérlésére alkalmas különleges dióda. Ezekkel az alkatrészekkel később ismerkedünk meg.
A LED, más néven világító dióda rajzjele hasonlít az általános diódáéhoz azzal a kiegészítéssel, hogy a kibocsátott fényt két kis nyíl jelzi. Sokszor ettől a kiegészítéstől is eltekintenek és a dióda rajzjele mellett feltüntetik, hogy ez egy LED. A dióda műanyag háza két kivezetéssel rendelkezik, ezek nem egyforma hosszúságúak. A LED katódja a rövidebb, az anódja pedig a hosszabb kivezetés. Ugyanakkor a dióda házánál a katód kivezetés oldalánál egy levágás jelzi a negatív elektródát. A LED egyik kiemelkedő tulajdonsága, hogy a rákapcsolt feszültségre szinte késedelem nélkül azonnal reagál. Emiatt egészen nagy frekvenciákat, GHz-es jeleket is képes optikai úton közvetíteni. Egyébként leggyakrabban kijelzésekre használják.
A következő rajzjel a fotódiódáé. Itt a két nyíl a dióda szimbóluma felé mutat, jelezve, hogy tulajdonképpen egy fényérzékeny félvezető alkatrészről van szó. A fotódiódáról most elég csak annyit tudni, hogy a fény hatására a vezetőképességét megváltoztatja. Nagyjából hasonló célokra lehet használni, mint a fotó ellenállásokat.
A fotótranzisztorok rajzjeleinél az eltérést szintén két kis nyíllal jelzik. Ezek különleges szilícium tranzisztorok, amiknek a háza úgy van kialakítva, hogy a fény a bázis-kollektor záró-rétegüket megvilágítja. Kétféle fotótranzisztor létezik, amin a bázis ki van vezetve és amin nincs. A bázis kivezetése a munkapont beállítását szolgálja. Azoknál a típusoknál, ahol a bázis nincs kivezetve, a tranzisztort csak a fény vezérli. Működésének egyszerűsített lényege, hogy a fény hatására feszültség keletkezik, ami a bázisfeszültséghez hasonlóan vezérli a tranzisztort. A fotótranzisztor a korszerű optikai csatolókban gyakran használt alkatrész.
Amikor egy áramkört egy szilícium lapra építve hoznak létre, integrálnak, akkor az ilyen kapcsolásokat integrált áramkörnek nevezzük. Közismerten az IC (Integrated Circuit) ilyen áramkör. Ma már számos olyan csúcstechnológia létezik, amivel elképzelhetetlen mennyiségű félvezetőt lehet parányi helyre, egyetlen kicsi szilícium lapocskára integrálni és ezzel már a legbonyolultabb áramköröket is be lehet egy kis műanyagtokba tenni.
Talán a számítástechnika a legjobb példa arra, hogy az integrált áramkörök területén hol tart ma a fejlődés. Vannak olyan, az idők folyamán kialakult általános felhasználású, tipizált integrált áramkörök is, amik elsősorban a sokféleképpen használható alapkapcsolásokat tartalmazzák a digitális vagy az analóg áramköri technikában. Talán a legjobban elterjedt egyik ilyen integrál áramköri alkatrész a MŰVELETI ERŐSÍTŐ. Természetesen a műveleti erősítőt ilyen röviden nem lehet elintézni, az ennél sokkal komplikáltabb alkatrész.
A fejlődésben az integrált áramkörök megjelenésével érkezett el az az idő, amitől számítva már egy-egy nagyobb áramkör elkészítéséhez sem kell jóformán az alapfokú elektronikai ismereteknél több. Az elektronikával kedvtelésből foglalkozók számára ez azt jelenti, hogy egy adott kapcsolási rajz alapján még a legbonyolultabb működésű és az összetettebb áramköröket is kifogástalanul elkészíthetik anélkül, hogy az IC-ék belsejében lezajló fizikai eseményekkel akár a legkisebb mértékben is tisztában lennének. Az "eszközt", azaz az alkatrészt, viszont biztosan kell kezelni, különben az eredmény elmarad. A kezelés pedig nem más, mint a kivezetések pontos azonosítása és a tokok hibátlan beépítése. A sokféle IC között nehéz eligazodni, azok belső tartalma is nagyban eltér egymástól, különösen azóta, hogy jóformán alig akad olyan áramkör, amit már nem integráltak vagy nem integrálnak majd a jövőben.
Kezdetben, hogy ebben a látszólagos káoszban valami rendet tartsanak, kialakították a DIL (Dual-In-Line) tokozást (B). Ha kézbe veszünk egy ilyen ICt, akkor annak műanyag, vagy néha kerámia házán kétoldalt kivezetéseket, lábakat találunk. Ezek száma 8, 14, 16 vagy 24, esetleg ennél sokkal több. Ha a tokot felülről nézzük, akkor azon az egyik végén egy feltűnő bemélyedést találunk, ahogyan azt a 3. ábra mutatja. Ez segíti a lábak számozásának azonosítását. A számozás az IC tokozásán lévő jeltől számítva körbe fut, 1-től egészen a legnagyobb számú kivezetésig. A IC-ket a rajzokon a kivezetéseinél levő számok szerint kell az áramkörök egyéb részeihez kapcsolni. Ha az IC nem DIL, hanem ettől eltérő tokozású, akkor a kapcsolás mellett a bekötést segítő rajzot is feltüntetik. A műveleti erősítő rajzjelén találunk egy plusz és egy mínusz jelet. Ez az IC úgynevezett invertáló és a nem invertáló bemenetei. A kimenete a háromszög csúcsánál van, ezen kívül még a tápfeszültség kivezetései láthatók. A műveleti erősítőkről és a másféle IC-ről később még bőven lesz szó.
A rajzjelek sorában a következő a FET-teké. Ezek különleges
tulajdonságokkal rendelkező tranzisztorok három kivezetéssel:
G (Gate) "kapu" ami nagyjából megfelel a hagyományos, úgynevezett bipoláris tranzisztor bázisának,
az S (Source) "forrás" ez az emitternek
és a D (Drain) "csatorna", ami a kollektornak felel meg.
Amíg a bipoláris tranzisztorok árammal, azaz teljesítménnyel vezérelhetők, addig a FET-tek teljesítmény nélkül feszültségekkel vezérelhetők. A kétféle tranzisztor között durván ez a különbség. A rajzjelen ahol a nyíl befelé mutat az az N-csatornás FET, ahol a nyíl kifelé mutat az a P csatornás FET. Annak, hogy egy tranzisztor pnp, vagy npn, illetve egy FET milyen csatornás, bizonyos értelmű feszültség polaritási vonzatai vannak. Ezt majd a konkrét áramkörök kapcsolási rajzainál is tapasztalhatjuk. A FET-tekről még annyit, hogy a statikus feszültségekre érzékeny alkatrészek ezért őket nem szabad minden további nélkül fogdosni, illetve a tárolásuk is bizonyos megkötésekkel jár. Ugyan ez mondható el némelyik típusú IC-ről is.
Az áramkörök ritkán tartalmaznak beépített alapműszert. A mérőmű szerint eltérő műszerek rajzjele a skálát és a mutatót szimbolizálja. A műszereknél a rajzokon a mért mennyiséget és az érzékenységet is feltüntetik, amíg a skála beosztásának rajzát ha kell, külön közlik.
Az a következő rajzjel az elektroakusztikus átalakítókat jelenti, ez lehet bármilyen fej-, vagy fülhallgató. Legfontosabb jellemzőit a rajzok vagy az áramköri leírások mindig tartalmazzák.
A következő elektroakusztikus átalakító a hangszóró. Ennél is a rajzjel mellett a legfontosabb adatok mindig megtalálhatók. Egyes esetekben, amikor a hangszóró tekercsének polaritása fontos lehet, a tekercs kezdetét és végét plusz és mínusz jelzésekkel látják el. A hangszórókon is ugyanez a jelzés megtalálható, vagy a pluszt egy piros pont helyettesíti.
Az elektronikus áramkörökben bizonyos viselkedések szerint három nagy alkatrész csoportot különböztetünk meg: az ohmikus (pl. ellenállások), a kapacitív (pl. kondenzátorok), és az induktív alkatrészeket. Ezen utóbbiak közé tartoznak a tekercsek és a transzformátorok. Az induktivitást a tekercsek esetében henry-ben határozzák meg, aminél a kisebb egységek, milli-, vagy mikró-, is gyakran használt mennyiségek. A tekercsek rajzjelei rendszerint tartalmazzák a kivitelüket is. Az úgynevezett "légmagos" tekercs nem tartalmaz mágnesezhető anyagú magot, azaz a tekercset alkotó huzal nem valami ilyesmire van felcsévélve. Az ilyen tekercsek rendszerint kis induktivitásúak és elsősorban a magasabb frekvenciákon használatosak. Azoknál a tekercseknél amik mágnesezhető anyagra lettek felcsévélve, azaz vasmagot vagy ferrit magot tartalmaznak, ezt a rajzjelben a tekercs mellé húzott vastagabb szaggatott vagy egyenes vonal jelzi. Ha ferrit, vagy valami hasonló "porvasmag" van a tekercsben, akkor a vonal szaggatott, ha csak a hagyományos vasmagot tartalmazza, akkor a vonal folyamatos. Az ábrán egy légmagos és egy ferrit magos tekercs valamint egy vasmagos transzformátor rajzjele látható. Ugyanakkor a tekercs is lehet vasmagos és a transzformátor is lehet ferrit magos, ez utóbbi esetben a transzformátor két tekercse között a vastag vonal szaggatott. A transzformátorok az áramkörök gyakran használt alkatrésze, nélkülük sokkmindent nem lehetne megvalósítani. Legegyszerűbben feszültség átalakítóknak nevezhetnénk őket, azonban a működésük ennél jóval bonyolultabb. Elsőre talán elég ha megjegyezzük, hogy minden transzformátornak két "oldala" van a primer és a szekunder. Aszerint, hogy az átalakítás merre halad. Például a legismertebb hálózati transzformátor a 230 voltos feszültségből rendszerint kisebbeket állít elő. Az átalakítás iránya: a primer tekercsére rávezetett 230 voltos hálózati feszültségből a szekunder tekercsén 6, 12, 24 vagy 48 voltos feszültség lesz. Ez azonban nem zárja ki azt a lehetőséget, hogy egy feszültséget fölfelé transzformálhassunk. A feszültségek a transzformátorokkal gyakorlatilag minden irányban átalakíthatók. A transzformátor csak váltakozó feszültségek átalakítására képes, a tekercseire egyenfeszültség nem kerülhet. (Vannak különleges célú transzformátorok, mágneses erősítők, ezek már nem is nagyon nevezhetők transzformátornak, amiknél a tekercsekre, a vasmag "munkapontjának" beállítására egyenfeszültséget vezetnek.) A "közönséges" transzformátor tekercsei az egyenfeszültség hatására elégnek. Ekkor ugyanis megszűnik a transzformátor induktív "ellenállása" és csak a tekercs nagyon kicsi ohmikus ellenállása marad, ami az egyenfeszültségek számára majdnem rövidzárlatot jelent.
A transzformátor azon kevés alkatrészek egyike, amit még ma is lehet házilag készíteni, áttekercselni stb. Kezdetben célszerűbb a kész gyári, valószínűleg sokkal megbízhatóbb transzformátorokat használni. Ennek egyik nagyon kézenfekvő oka, hogy transzformátort elsősorban a hálózati 230 voltos feszültségből kisebb egyenfeszültségeket előállító tápegységeknél használunk majd. Ekkor a primer és szekunder kör közötti szigetelésnek fontos érintésvédelmi és biztonságtechnikai szerepe van! A nem megfelelően szigetelt és szakszerűtlenül tekercselt transzformátor élet-, és tűzveszélyes! A villamos hálózat veszélyes üzem, minden hozzá kapcsolódó készüléknek. Bizonyos szigorú előírásoknak elsősorban saját érdekünkben meg kell felelnie. A későbbiekben elkerülhetetlen, hogy a hálózati feszültséggel így, vagy úgy ne kerüljünk valamiképpen kapcsolatba. Jobb tehát ha a 230 voltot még a kezdetben megtanuljuk "tisztelni" és óvakodunk a könnyelmű tapogatásától.
Az utolsó rajzjel szintén egy induktív alkatrész, a jelfogó. Egy tekercsből és az érintkezőkből áll. Sokfajta és sokféle rendeltetésű jelfogó létezik. Vezérlésük szerint egyen-, és váltakozó feszültségűek lehetnek. Érintkezőik szerint lehetnek nyitó-, záró-, vagy "morze", azaz váltóérintkezősek, vagy ezek kombinációit tartalmazó típusok. A jelfogókat elsősorban működtető feszültségük és áramfelvételük határozzák meg. Ezen kívül az áramkörökben betöltött feladatuk még sok más jellemzőt is megkövetel mint például a gyorsaság, a terhelhetőség, stb. A kapcsolásokban rendszerint egy határozott típusú jelfogó szerepel, aminél csak a feltüntetett adatok betartása a fontos, az egyéb elméleti paraméterekkel az áramkör építőjének nem szükséges és nem is kell foglalkoznia. Ha nem is az összes, de a kezdéshez nélkülözhetetlen rajzjelek ismertetésének végéhez értünk. Következik a kapcsolási rajzok "olvasása".