ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ÉRETTSÉGI VIZSGA ● 2014. május 20.

Elektronikai alapismeretek

emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1321

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

EMBERI ERŐFORRÁSOK MINISZTÉRIUMA

Elektronikai alapismeretek — emelt szint

Javítási-értékelési útmutató

Egyszerű, rövid feladatok

Maximális pontszám: 40

1.) Határozza meg egy tekercs üzemi hőmérsékletét! A tekercs egyenáramú ellenállása T1 = 20 °C hőmérsékleten R1 = 10 Ω, a T2 üzemi hőmérsékleten R2 = 12,4 Ω. A hőfoktényező: α = 0,004 °C-1.

Δ R = R 2 − R 1 = α ⋅ R 1 ⋅ (T2 − T1 ) T2 = T1 +

R 2 − R1 12,4 Ω − 10 Ω = 20 °C + = 80 °C α ⋅ R1 0,004 °C −1 ⋅ 10 Ω

4 pont

2.) Határozza meg az alábbi kétpólus Norton helyettesítő képének belső ellenállását! R2

R4

R1

Adatok: R1 = 1 kΩ R3 = 3 kΩ

R3

R2 = 2 kΩ R4 = 300 Ω

R b = R 4 + [R 3 × (R 1 + R 2 )] = 0,3 kΩ + [3 kΩ × (1 kΩ + 2 kΩ )] = 1,8 kΩ

3.) Határozza meg a C1 kondenzátor töltését! C1 Adatok: U = 12 V C3 U C2 C2 = 1 μF

3 pont

C1 = 2 μF C3 = 3 μF

Q1 = Q e = U ⋅ C e = U ⋅ [C1 × (C 2 + C 3 )] = 12 V ⋅ [2μF × (1μF + 3μF)] = 16 μC 3 pont

4.) Határozza meg egy rezgőkör kondenzátorának kapacitását! Adatok: L = 200 μH, f0 = 540 kHz. C=

1 1 = = 434 pF 2 4 ⋅ π ⋅ f 0 ⋅ L 4 ⋅ π 2 ⋅ 5,4 ⋅ 10 5 Hz 2 ⋅ 2 ⋅ 10 − 4 H

(

2

)

4 pont

5.) Határozza meg egy soros R-L-C kapcsolás áramfelvételét! Adatok: R = 300 Ω, XL = 600 Ω, XC = 1 kΩ. A tápfeszültség: U = 5 V.

I=

U R + (X C − X L )

2

2

=

5V

(300 Ω) + (1000 Ω − 600 Ω) 2

2

= 10 mA

3 pont

6.) Határozza meg az egyfázisú fogyasztón fellépő meddő teljesítményt a tápfeszültség (U), a tápáram (I) és a hatásos teljesítmény (P) ismeretében! Adatok: U = 230 V, I = 3,3 A, P = 600 W. Q=

(U ⋅ I )2 − P 2

írásbeli vizsga 1321

=

(230 V ⋅ 3,3 A )2 − (600 W )2

2/9

= 465 var

3 pont

2014. május 20.



7.) Határozza meg egy Zener-dióda UZ2 feszültségét IZ2 = 40 mA esetén! Adatok: IZ1 = 20 mA esetén UZ1 = 12 V. A differenciális ellenállás: rZ = 10 Ω. U Z 2 = U Z1 + rZ ⋅ (I Z 2 − I Z1 ) = 12 V + 10 Ω ⋅ (40 mA − 20 mA ) = 12,2 V

3 pont

8.) Határozza meg egy bipoláris tranzisztor közös bázisú h11B paraméterét! A közös emitteres kapcsolásra vonatkozó ismert paraméterek: h11E = 3,4 kΩ, h21E = 140, h22E = 25 μS.

h 11E h 3,4 kΩ ≅ 11E = = 24,3 Ω h 21E + 1 h 21E 140

h 11B =

3 pont

9.) Határozza meg egy erősítő áramerősítését dB-ben! Az erősítő bemeneti ellenállása Rbe = 10 kΩ, terhelő ellenállása Rt = 4 kΩ, feszültségerősítése Aut = 100. ⎛ ⎛ R ⎞ 10 kΩ ⎞ ⎟ ≅ 48 dB a it = 20 ⋅ lg ⎜⎜ A ut ⋅ be ⎟⎟ = 20 ⋅ lg ⎜⎜100 ⋅ Rt ⎠ 4 kΩ ⎟⎠ ⎝ ⎝

3 pont

10.) Rajzoljon astabil multivibrátor kapcsolást! Alkatrészek: 2 db NPN tranzisztor, 4 db ellenállás, 2 db kondenzátor. Jelölje az alkatrészeket és a tápfeszültség polaritását! Igényes szabadkézi vázlat is megfelel. +Ut R1

R2

R3

C1

T1

C2

R4 T2 4 pont

11.) Egyszerűsítse Veitch-tábla segítségével az alábbi logikai függvényt! A legnagyobb helyi értékű változót A-val jelöltük.

F3 = A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ C

B A

0

11 13 12

4

16

5

7

F3 = A ⋅ C + B ⋅ C

4 pont

C 12.) Írja fel az alábbi függvény diszjunktív sorszámos alakját!

F 4 = Π 4 (1, 2, 3, 5, 7, 9, 10, 11)

F 4 = Π 4 (0, 4, 6, 8, 12, 13, 14, 15) F 4 = Σ 4 (0, 1, 2, 3, 7, 9, 11, 15)


3 pont

3/9

2014. május 20.



Összetett feladatok


1. feladat


a)

U ki 0 = U be ⋅

R2 300 Ω = 10 V ⋅ = 6V R1 + R 2 200 Ω + 300 Ω

2 pont

b)

U ki1 = U be ⋅

R 2 × R t1 300 Ω × 5000 Ω = 10 V ⋅ = 5,859 V R 1 + R 2 × R t1 200 Ω + 300 Ω × 5000 Ω

3 pont

U ki1 − U ki 0 5,859 V − 6 V ⋅ 100 % = ⋅ 100 % = − 2,35 % U ki 0 6V

ΔU1 = c)

U ki 2 = 0,99 ⋅ U ki 0 = 0,99 ⋅ 6 V = 5,94 V I t 2 = I1 − I 2 = R t2 =

d)

3 pont

U be − U ki 2 U ki 2 10 V − 5,94 V 5,94 V − = − = 0,5 mA R1 R2 200 Ω 300 Ω

U ki 2 5,94 V = = 11,88 kΩ I t2 0,5 mA

1 pont

U 2ki 0 (6 V )2 = = 120 mW R2 300 Ω

2 pont

P2 max =

2. feladat


1 1 = = 1,59 μF 2 ⋅ π ⋅ f h ⋅ R 2 ⋅ π ⋅ 20 Hz ⋅ 5 kΩ

a)

C1 =

b)

20 ⋅ lg A u 2 = −1 A u2 =

U ki = U be

X C2 = R ⋅ C2 =

4 pont

A u 2 = 0,891

lg A u 2 = − 0,05

R 2 + X C2 2

1 1 − 1 = 5 kΩ ⋅ − 1 = 2,55 kΩ 2 A u2 0,8912

X C 2 2,55 kΩ = = 0,51 R 5 kΩ


2 pont

R

1 1 = = 3,12 μF 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ X C 2 2 ⋅ π ⋅ 20 Hz ⋅ 2,55 ⋅ 10 3 Ω

tgϕ 2 =

2 pont

ϕ 2 ≅ 27°

4/9

5 pont 2 pont 2 pont

2014. május 20.


c)


R φ2

XC2 Z2

2 pont

3. feladat


a)

R 4 = R 5 × R 6 = 20 kΩ × 180 kΩ = 18 kΩ

b)

⎞ ⎛ 1 A u1 = − y 21S ⋅ ⎜⎜ × R 2 × R 4 ⎟⎟ ⎠ ⎝ y 22S ⎛ 1 ⎞ A u1 = − 4 mS ⋅ ⎜⎜ × 12 kΩ × 18 kΩ ⎟⎟ = − 25,2 ⎝ 20 μS ⎠

A u2 = 1 +

R6 180 kΩ = 1+ = 10 20 kΩ R5

U be = U g ⋅

3 pont 2 pont

A u = A u1 ⋅ A u 2 = − 25,2 ⋅ 10 = − 252

c)

2 pont

1 pont

R1 200 kΩ = 25 mV ⋅ = 20 mV R1 + R g 200 kΩ + 50 kΩ

U ki = A u ⋅ U be = −252 ⋅ 20 mV = − 5,04 V

2 pont 1 pont

∧

U ki d)

U ki max = Pki max =

U be max =

2

=

13 V 2

= 9,19 V

1 pont

U 2ki max (9,19 V )2 = = 42,2 mW Rt 2 kΩ

U ki max 9,19 V = = 36,5 mV Au 252


2 pont 1 pont

5/9

2014. május 20.



4. feladat a)


F4 = Π 4 (1, 2, 5, 9, 11) + Σ 4 (0, 1, 2, 3, 4, 7, 9, 11, 13, 15) F4 = Π 4 (1, 2, 5, 9, 11) + Π 4 (1, 3, 5, 7, 9, 10) F4 = Π 4 (1, 2, 3, 5, 7, 9, 10, 11) C

b)

A

15

B

14

12

13

111 110

8

19

1 3 12

0

11

17

4

15 B

6

(

)(

)(

F4 = A + D ⋅ B + C ⋅ B + D

) 4 pont

D

D c)

4 pont

A

1

B

1

1 1

C

&

F4

1

3 pont

D d)

(

)(

)(

) (

)(

)(

)

F4 = A + D ⋅ B + C ⋅ B + D = A + D ⋅ B + C ⋅ B + D = A + D + B + C + B + D A

1

B

1

C

1 1

1

F4 4 pont

1

D


6/9

2014. május 20.



Az írásbeli vizsga értékelésének szabályai

Az egyszerű, rövid feladatok és az összetett feladatok megoldásának értékelésénél kötelező a központilag összeállított javítási útmutatónak való megfelelés. A tényleges pontszámokat – a számolást (méretezést) is igénylő megoldások értékelésénél – az alábbi táblázat alapján kell kialakítani: Mennyiségi szempontok Elemei

•

a megoldottság szintje

Minőségi szempontok

Aránya

70%

Elemei • • • •

A feladat megoldásának dokumentálása

Aránya

a megoldás logikája kreativitás pontosság a mértékegységek használata

Elemei • • •

20%

•

Aránya

rendezettség áttekinthetőség szabványos jelölések alkalmazása műszaki, formai és esztétikai elvárásoknak megfelelés

10%

A maximális pontszám tehát csak akkor adható meg, ha a megoldás a mennyiségi szempontok mellett a minőségi szempontokat és a feladat megoldásának dokumentálására vonatkozó elvárásokat maradéktalanul kielégíti. Az egyszerű, rövid feladatok pontozása 1. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 2. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 3. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 4. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 5. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 6. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 7. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 8. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 9. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont.


7/9

2014. május 20.



10. kérdés (4 pont) Szakmai szempontból helyes kapcsolás 3 pont. Szabványos rajzjelek 1 pont. Működésképtelenséget eredményező kapcsolásra pont nem adható. 11. kérdés (4 pont) Kitöltött Veitch-tábla 2 pont, egyszerűsítés 2 pont. 12. kérdés (3 pont) Hibátlan diszjunktív sorszámos alak 3 pont. Egy hiba esetén 2 pont, több hiba esetén 0 pont. A feladatok mennyiségi értékelésének általános szabályai

A megoldási útmutatótól eltérő, de szakmailag jó megoldásokat is el kell fogadni a feltüntetett pontszámokkal. A feladatra (részfeladatra) adható maximális pontszámot csak akkor kaphatja meg a vizsgázó, ha a képletbe az adatokat szakszerűen behelyettesíti, és így számítja ki a végeredményt. Az adatok normál alakban való használatát indokolt esetben kell megkövetelni. A végeredmény csak akkor fogadható el teljes pontszámmal, ha az eredmény számértéke és mértékegysége is kifogástalan. A részkérdésekre adható legkisebb pontszám 1 pont, tört pontszám nem adható. Összefüggő részkérdések esetén, ha hibás valamelyik részfeladat eredménye, akkor a hibás eredmény következő részfeladatban (részfeladatokban) való felhasználása esetén a kifogástalan megoldásokra a feltüntetett pontokat kell adni. Mindazonáltal értelemszerűen pontlevonást eredményez, ha: - a továbbvitt részeredmény szakmailag egyértelműen lehetetlen, illetve extrém, - a felhasznált részeredmény csökkenti az utána következő részfeladat(ok) megoldásának bonyolultságát. Az összetett feladatok pontozása 1. feladat


a) Uki0 meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont. b) Uki1 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. ΔU1 meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 6 pont. c) It2 meghatározásánál képlet(ek) 2 pont, behelyettesítés(ek) 1 pont, eredmény 1 pont. Rt2 meghatározása 1 pont. Maximum 5 pont. d) P2max meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont.


8/9

2014. május 20.



2. feladat


a) C1 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont. b) Au2 meghatározása 2 pont. XC2 számításánál képletek 3 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. C2 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. φ2 meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 11 pont. c) Hibátlan impedancia-háromszög 2 pont. Kisebb hiányosság esetén maximum 1 pont, elvi hiba esetén 0 pont. Maximum 2 pont. 3. feladat


a) R4 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont. b) Au1 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Au2 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Au számítása 1 pont. Maximum 6 pont. c) Ube számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Uki számítása 1 pont. Maximum 3 pont. d) Ukimax számítása 1 pont. Pkimax számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Ubemax számítása 1 pont. Maximum 4 pont. 4. feladat


a) Diszjunktív-konjunktív átalakítási részfeladat 2 pont. A teljes konjunktív függvény megadása 2 pont. Maximum 4 pont. b) Kitöltött grafikus tábla 2 pont, egyszerűsítés 2 pont. A megadottnál bonyolultabb, de logikailag helyes alakra maximum 2 pont adható. Maximum 4 pont. c) A megoldásra 3 pont adható. Logikailag helyes, de hatnál több kaput tartalmazó megoldás esetén maximum 2 pont adható. Maximum 3 pont. d) A megoldásra 4 pont adható. Logikailag helyes, de hatnál több kaput tartalmazó megoldás esetén maximum 2 pont adható. Az algebrai alak átírásának hiánya nem jár pontlevonással. Maximum 4 pont. A fenti pontszámok a mennyiségi szempontokat veszik figyelembe. Az így kapott pontszámok a táblázat által megadott mértékben csökkenthetők, ha a minőségi szempontok nem érvényesülnek, vagy a feladat megoldásának dokumentálása kifogásolható. A javítási-értékelési útmutatóban feltüntetett válaszokra kizárólag a megadott pontszámok adhatók. A megadott pontszámok további bontása csak ott lehetséges, ahol erre külön utalás van. Az így kialakult pontszámok csak egész pontok lehetnek.


9/9

2014. május 20.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Recommend Documents