Un esquema , o diagrama esquemático , es una representación diseñada de los elementos de un sistema que utiliza símbolos gráficos abstractos en lugar de imágenes realistas. Un esquema generalmente omite todos los detalles que no son relevantes para la información clave que el esquema pretende transmitir y puede incluir elementos simplificados para que este significado esencial sea más fácil de comprender, así como una organización adicional de la información.
Por ejemplo, un mapa del metro destinado a los pasajeros puede representar una estación de metro con un punto. El punto no pretende parecerse en absoluto a la estación real, sino que pretende ofrecer al espectador información sin un desorden visual innecesario. Un diagrama esquemático de un proceso químico utiliza símbolos en lugar de representaciones detalladas de los recipientes, tuberías, válvulas, bombas y otros equipos que componen el sistema, enfatizando así las funciones de los elementos individuales y las interconexiones entre ellos y suprimiendo sus detalles físicos. En un diagrama de circuito electrónico , la disposición de los símbolos puede no parecerse en nada al circuito tal como aparece en el mundo físico: en lugar de representar la forma en que se ve el circuito , el esquema pretende capturar, en un nivel más general, la forma en que funciona . Esto puede contrastarse con un diagrama de cableado , que conserva las relaciones espaciales entre cada uno de sus componentes.
Esquemas y otros tipos de diagramas, por ejemplo,
Un diagrama semiesquemático combina algunas de las abstracciones de un diagrama puramente esquemático con otros elementos representados de la forma más realista posible, por diversas razones. Es un compromiso entre un diagrama puramente abstracto (por ejemplo, el esquema del metro de Washington) y una representación exclusivamente realista (por ejemplo, la vista aérea correspondiente de Washington).
En la industria eléctrica y electrónica, los diagramas esquemáticos se utilizan a menudo para describir el diseño de equipos. Los diagramas esquemáticos se utilizan a menudo para el mantenimiento y la reparación de sistemas electrónicos y electromecánicos. [1] Si bien los esquemas se dibujaban tradicionalmente a mano, utilizando plantillas estandarizadas o símbolos adhesivos preimpresos, hoy en día se suele utilizar software de automatización de diseño electrónico (EDA o "CAD eléctrico").
En la automatización del diseño electrónico, hasta la década de 1980, los esquemas eran prácticamente la única representación formal de los circuitos. Más recientemente, con el avance de la tecnología informática, se introdujeron otras representaciones y se desarrollaron lenguajes informáticos especializados , ya que con el crecimiento explosivo de la complejidad de los circuitos electrónicos, los esquemas tradicionales se están volviendo menos prácticos. Por ejemplo, los lenguajes de descripción de hardware son indispensables para el diseño de circuitos digitales modernos .
Los diseñadores preparan los esquemas de circuitos electrónicos mediante herramientas EDA ( electronic design automation ) llamadas herramientas de captura esquemática o herramientas de entrada esquemática . Estas herramientas van más allá del simple dibujo de dispositivos y conexiones. Por lo general, se integran en todo el flujo de diseño y se vinculan con otras herramientas EDA para la verificación y simulación del circuito en diseño.
Los controladores lógicos programables (PLC) se pueden programar mediante diagramas de escalera .
En el diseño de sistemas de energía eléctrica, se utiliza con frecuencia un dibujo esquemático llamado diagrama unifilar para representar subestaciones , sistemas de distribución o incluso redes eléctricas completas. Estos diagramas simplifican y comprimen los detalles que se repetirían en cada fase de un sistema trifásico , mostrando solo un elemento en lugar de tres. Los diagramas eléctricos para tableros de distribución a menudo tienen funciones de dispositivos comunes designadas por números de función estándar . Otro tipo de diagrama utilizado para sistemas de energía es un diagrama trifilar .
Para fines de análisis de un sistema de potencia, a partir del diagrama unifilar, si el sistema está equilibrado, se puede obtener un diagrama esquemático equivalente por fase (o monofásico ) . Si todos los parámetros se representan como impedancias y fuentes de tensión, el diagrama esquemático equivalente por fase se denomina diagrama de impedancia . Si todos los parámetros se representan como admitancias y fuentes de corriente, el diagrama esquemático equivalente por fase se denomina diagrama de admitancia .
Si el sistema de potencia está desequilibrado, pero es lineal (o puede aproximarse mediante un sistema lineal), entonces se puede aplicar el teorema de Fortescue ( componentes simétricas ). De esta manera, a partir del diagrama unifilar se obtienen tres diagramas esquemáticos por fase diferentes, conocidos como diagramas de secuencia : diagrama de secuencia positiva , diagrama de secuencia negativa y diagrama de secuencia cero . Cada uno de estos diagramas se puede representar como un diagrama de impedancia o como un diagrama de admitancia.
Los diagramas esquemáticos se utilizan ampliamente en los manuales de reparación para ayudar a los usuarios a comprender las interconexiones de las piezas y para proporcionar instrucciones gráficas que ayuden a desmontar y reconstruir conjuntos mecánicos. Muchos manuales de reparación de automóviles y motocicletas dedican una cantidad significativa de páginas a los diagramas esquemáticos.
