ÉRETTSÉGI VIZSGA ● 2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek
emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1422
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.) Egészítse ki a táblázatot a megadott minta alapján! Mértékegység
Megnevezés
A m2 Ω ⋅ mm 2 m mg A ⋅s A ⋅s m2
Jelölés
áramsűrűség
J
fajlagos ellenállás
ρ
elektrokémiai egyenérték
c (k)
felületi töltéssűrűség (villamos eltolás)
D
3 pont
2.) Határozza meg az alábbi hálózat R2 ellenállásán fellépő feszültséget! R1 R3 Adatok: R2
Ug
U2 = Ug ⋅
Ug = 6 V R1 = 1 kΩ R3 = 1 kΩ
R4
R2 = 4 kΩ R4 = 3 kΩ
R 2 × (R 3 + R 4 ) 4 kΩ × (1 kΩ + 3 kΩ) = 6V ⋅ = 4 V 4 pont R 1 + [R 2 × (R 3 + R 4 )] 1 kΩ + [4 kΩ × (1 kΩ + 3 kΩ)]
3.) Határozza meg az indukált feszültséget, ha egy N = 200 menetszámú tekercs belsejében a fluxus Δt = 0,5 s idő alatt egyenletes sebességgel Φ1 = 0,4 Vs értékről Φ2 = 0,1 Vs értékűre csökken!
Ui = N ⋅
Φ 2 − Φ1 0,1 Vs − 0,4 Vs = 200 ⋅ = − 120 V Δt 0,5 s
3 pont
4.) Egészítse ki a táblázatot! A táblázatnak az induktív szuszceptancia frekvenciafüggését kell kifejeznie. f (kHz)
1
2
4
8
BL (mS)
16
8
4
2
5.) Határozza meg egy párhuzamos R-C kapcsolás impedanciáját! Adatok: R = 1,5 kΩ, XC = 2 kΩ. R ⋅ XC 1,5 kΩ ⋅ 2 kΩ Z= = = 1,2 kΩ 2 2 R 2 + X C2 (1,5 kΩ ) + (2 kΩ )
3 pont
3 pont
6.) Határozza meg a fogyasztón fellépő meddő teljesítményt a hatásos teljesítmény (P) és a látszólagos teljesítmény (S) ismeretében! Adatok: P = 600 W, S = 800 VA. Q = S2 − P 2 =
írásbeli vizsga 1422
(800 VA )2 − (600 W )2
= 529 var
2/9
3 pont
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
7.) Az alábbi táblázatnak egy erősítő kapcsolás erősítésértékeit kell tartalmaznia viszonyszámként és dB-ben. Egészítse ki a táblázatot! Au
au (dB)
Ai
ai (dB)
Ap
ap (dB)
75
37,5
20
26
1500
31,8
4 pont
8.) Határozza meg egy L-C szűrő kondenzátorának kapacitását! A búgófeszültség frekvenciája fb = 100 Hz, a szűrés jósága Qsz = 80, a tekercs induktivitása L = 0,5 H. C≅
Q sz
(2 ⋅ π ⋅ f b )
2
⋅L
=
(2 ⋅ π ⋅ 10
80
)
2
2
Hz ⋅ 0,5 H
= 405 μF
4 pont
9.) Határozza meg egy erősítő teljesítményerősítését! Az erősítő feszültségerősítése Au = 50, bemeneti ellenállása Rbe = 4 kΩ, terhelő ellenállása Rt = 2 kΩ.
A p = A 2u ⋅
R be 4 kΩ = 50 2 ⋅ = 5000 Rt 2 kΩ
3 pont
10.) Rajzoljon közös kollektoros erősítő alapkapcsolást! Alkatrészek: 1 db NPN tranzisztor, 3 db ellenállás, 2 db csatolókondenzátor. Igényes szabadkézi vázlat is megfelel. +Ut Be C1 Ube
RB1 T C 2
Ki Uki
RE
RB2
4 pont
11.) Írja át szabályos alakba az alábbi logikai függvényt!
F3 = A ⋅ C + A ⋅ B
(
)
(
F3 = A ⋅ C ⋅ B + B + A ⋅ B ⋅ C + C
)
F3 = A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ C
3 pont
12.) Töltse ki az R-S tároló igazságtáblázatát! S
R
Q n +1
0
0
Qn
0
1
0
1
0
1
1
1
X 3 pont
írásbeli vizsga 1422
3/9
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
Összetett feladatok
Maximális pontszám: 60
1. feladat
Maximális pontszám: 15
a)
H 11 =
U1 I1 U 2 = 0
I1 ⋅ [R 1 + (R 2 × R 3 )] = R 1 + (R 2 × R 3 ) = 1 kΩ + (1,5 kΩ × 3 kΩ ) = 2 kΩ I1 3 pont I =− 2 I1 U 2 = 0 R3 I1 ⋅ R2 + R3 R3 3kΩ 3 pont =− =− = − 0,667 =− I1 R2 + R3 1,5kΩ + 3kΩ
H11 =
H 21
H 21
H 22 =
H 22
b)
c)
I2 U 2 I1 = 0
U2 R + R3 1 1 = 2 = = = 222 μS U2 R 2 + R 3 1,5 kΩ + 3 kΩ
3 pont
U1 ≅ U g
U 2 t = U1 ⋅
R 3 × (R 2 + R t ) Rt ⋅ R 1 + [R 3 × (R 2 + R t )] R 2 + R t
U 2t = 6 V ⋅
3 kΩ × (1,5 kΩ + 5 kΩ ) 5 kΩ ⋅ = 3,1 V 1 kΩ + [3 kΩ × (1,5 kΩ + 5 kΩ)] 1,5 kΩ + 5 kΩ
A ut =
U 2 t 3,1 V = = 0,517 U1 6V
1 pont
a ut = 20 ⋅ lg A u = 20 ⋅ lg 0,517 = − 5,73 dB
írásbeli vizsga 1422
4 pont
4/9
1 pont
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
2. feladat a)
Maximális pontszám: 15
20 ⋅ lg A u = −1
lg A u = − 0,05
A u = 0,891
U ki = U R = A u ⋅ U be = 0,891 ⋅ 1 V = 0,891 V
cos ϕ = b)
I=
U ki 0,891V = = 0,891 U be 1V
U ki U R 0,891V = = = 178 μA R R 5 kΩ
U C = U 2be − U 2ki = c)
XC = C=
d)
ϕ = 27°
(1 V )2 − (0,891 V )2
= 0,454 V
U C 0,454 V = = 2,55 kΩ I 178 μA
3 pont
UC
3 pont
I
3. feladat
Maximális pontszám: 15
1 1 = = 1,15 mH 2 2 5 4 ⋅ π ⋅ f 0 ⋅ C 4 ⋅ π ⋅ 10 Hz 2 ⋅ 2,2 ⋅ 10 −9 F
(
2
)
X L = 2 ⋅ π ⋅ f 0 ⋅ L = 2 ⋅ π ⋅ 10 5 Hz ⋅ 1,15 ⋅ 10 −3 H = 723 Ω
A ut 0 =
h 21E h 11E
1 Qt =
Bt =
h 22 E
× R ×a2 ⋅Rt XL
1 × 60 kΩ × 4 2 ⋅ 5 kΩ 25 μS = = 25,5 0,723 kΩ
f 0 100 kHz = = 3,92 kHz Qt 25,5
írásbeli vizsga 1422
3 pont 2 pont
1 75 1 ⋅ × R × a 2 R t ⋅ × 60 kΩ × 4 2 ⋅ 5 kΩ h 22 E = 2,5 kΩ 25 μS = 138 a 4 4 pont
a ut 0 = 20 ⋅ lg A ut 0 = 20 ⋅ lg 138 = 42,8 dB
c)
3 pont
ω
Uki
b)
1 pont
1 pont
1 1 = = 3,12 μF 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ X C 2 ⋅ π ⋅ 20 Hz ⋅ 2,55 ⋅ 10 3 Ω
Ube
L=
1 pont
1 pont
φ
a)
2 pont
2 pont
3 pont 1 pont
5/9
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
4. feladat a)
Maximális pontszám: 15
F 4 = Σ 4 (0, 4, 5, 9, 11) + Π 4 (0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 15)
F 4 = Σ 4 (0, 4, 5, 9, 11) + Σ 4 (1, 3, 4, 7, 11) F 4 = Σ 4 (0, 1, 3, 4, 5, 7, 9, 11) b)
4 pont
C
A
10 1 1 1 3
2
1 4 1 5 17
6
15
14
1 9 111
10
12 8
13
F4 = A ⋅ D + A ⋅ C + B ⋅ D
B
4 pont
D c)
A
1
B
1
&
C
1
&
& 1
F4
3 pont
D d)
F4 = A ⋅ D + A ⋅ C + B ⋅ D = A ⋅ D + A ⋅ C + B ⋅ D = A ⋅ D ⋅ A ⋅ C ⋅ B ⋅ D
A
&
B
&
&
C
&
&
& &
F4
D
írásbeli vizsga 1422
4 pont
6/9
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
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 (3 pont) A pontszám azonos a helyesen kitöltött sorok számával. 2. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 3. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 4. kérdés (3 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával. 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 (4 pont) A pontszám azonos a hibátlan kiegészítések számával. 8. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 9. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 10. kérdés (4 pont) Szakmai szempontból helyes kapcsolás 3 pont. Szabványos rajzjelek 1 pont. Működésképtelenséget eredményező kapcsolásra pont nem adható.
írásbeli vizsga 1422
7/9
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
11. kérdés (3 pont) Hibátlan szabályos alak 3 pont. Formai hiba esetén maximum 2 pont. Elvi hiba esetén 0 pont. 12. kérdés (3 pont) Hibátlan igazságtáblázat 3 pont. Egy hibás sor esetén 2 pont, több hibás sor 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
Maximális pontszám: 15
a) H11 meghatározásánál képlet 2 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. H21 meghatározásánál képlet 2 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. H22 meghatározásánál képlet 2 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 9 pont. b) U2t számításánál: képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. c) Aut meghatározása 1 pont. aut meghatározása 1 pont. Maximum 2 pont.
írásbeli vizsga 1422
8/9
2015. október 12.
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Javítási-értékelési útmutató
2. feladat Maximális pontszám: 15 a) Au meghatározása 2 pont. Uki meghatározása 1 pont. φ abszolút értékének meghatározása 1 pont. Maximum 4 pont. b) I meghatározása 1 pont. UC számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. c) XC meghatározása 1 pont. C számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. d) Hibátlan vektorábra 3 pont. Hibánként 1 pont levonással a pontszám nulláig csökkenthető. Maximum 3 pont. 3. feladat Maximális pontszám: 15 a) L számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont eredmény 1 pont. XL0 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 5 pont b) Aut0 számításánál képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. aut0 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 6 pont c) Qt számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Bt meghatározása 1 pont Maximum 4 pont 4. feladat Maximális pontszám: 15 a) Konjunktív-diszjunktív átalakítási részfeladat 2 pont. A teljes diszjunktív 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) Hibátlan megvalósítás 3 pont. Logikailag helyes, de hétnél több kaput tartalmazó megoldás esetén maximálisan 2 pont adható. Maximum 3 pont. d) Hibátlan megvalósítás 4 pont. Logikailag helyes, de hétnél több NAND kaput tartalmazó megoldás esetén maximálisan 2 pont adható. A függvény átírásának elhagyása 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.
írásbeli vizsga 1422
9/9
2015. október 12.