ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ÉRETTSÉGI VIZSGA ● 2012. október 15.

Elektronikai alapismeretek

emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1221

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.) Egy fém ellenálláshőmérő T0 = 0 °C hőmérsékleten R0 = 1 kΩ ellenállású. Határozza meg az ellenállását T = − 50 °C hőmérsékleten! A hőfoktényező: α = 3,94 ⋅ 10 −3 °C-1.

1 ⎡ ⎤ ⋅ (− 50 °C )⎥ = 803 Ω R = R 0 ⋅ [1 + α ⋅ (T − T0 )] = 1 kΩ ⋅ ⎢1 + 3,94 ⋅ 10 −3 °C ⎣ ⎦ 2.) Határozza meg az alábbi kétpólus rövidzárási áramát! R1 R3 Adatok: U=6V R1 = 1 kΩ Iz U R2 R4 R3 = 1,5 kΩ R4 = 2 kΩ Iz =

3 pont

R2 = 3 kΩ

R2 6V 3 kΩ U ⋅ = ⋅ = 2 mA R 1 + (R 2 × R 3 ) R 2 + R 3 1 kΩ + (3 kΩ × 1,5 kΩ ) 3 kΩ + 1,5 kΩ 4 pont

3.) Töltse ki a táblázatot az első oszlopban található minta alapján!

15 mV

47 nF

10 GHz

1 TΩ

50 pA

1,5 ⋅ 10 −2 V

4,7 ⋅ 10 −8 F

1010 Hz

1012 Ω

5 ⋅ 10 −11 A

3 pont

4.) Határozza meg egy RLC rezgőkör kapacitásának értékét! Adatok: L = 800 µH f0 = 120 kHz (rezonancia frekvencia). C=

1 1 = = 2,2 nF 2 2 5 4 ⋅ π ⋅ f 0 ⋅ L 4 ⋅ π ⋅ (1,2 ⋅ 10 Hz )2 ⋅ 8 ⋅ 10 −4 H 2

4 pont

5.) Számítsa ki az L = 1 mH induktivitású, r = 20 Ω soros veszteségi ellenállású tekercs jósági tényezőjét f = 100 kHz frekvencián! Q=

2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L 2 ⋅ π ⋅ 10 5 Hz ⋅ 10 −3 H = = 31,4 r 20 Ω

3 pont

6.) Egy egyfázisú fogyasztó U = 230 V feszültségről I = 5 A áramot vesz fel. A hatásos teljesítmény P = 1 kW. Határozza meg a meddő teljesítmény értékét! Q=

(U ⋅ I )2 − P 2

=

(230 V ⋅ 5 A )2 − (1000 W )2

= 568 var

3 pont

7.) Írja át szabályos alakba az alábbi logikai függvényt! F3 = A ⋅ B + A ⋅ C + B ⋅ C

(

)

(

)

(

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

)

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

írásbeli vizsga 1221

2 / 10

3 pont

2012. október 15.



8.) Írja fel az alábbi logikai függvény szabályos algebrai alakját! A legnagyobb helyi értékű változót A-val jelölje! F 4 = Π 4 (3, 5, 8, 14)

(

)(

)(

)(

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

)

3 pont

9.) Rajzoljon kétütemű egyenirányító kapcsolást! Felhasználható alkatrészek: 1 db hálózati transzformátor középmegcsapolású szekundertekerccsel, 2 db dióda, 1 db pufferkondenzátor megjelölt polaritással. Igényes szabadkézi vázlat is megfelel.

D1

Tr Ube

4 pont

D2

C Uki

10.) Határozza meg az alábbi kapcsolásra adható feszültség maximális értékét!

R IA U

D

UAK

Adatok: UAK = 1,6 V

IAmax = 20 mA

U max = U AK + I A max ⋅ R = 1,6 V + 20 mA ⋅ 470 Ω = 11 V

R = 470Ω 3 pont

11.) Határozza meg az alábbi kapcsolás feszültségerősítését! IC1

Be

R2

Ube

R3

R4

Ki

IC2 Uki

Rt

R1 ⎛ R A u = − ⎜⎜1 + 2 R1 ⎝

Adatok: R1 = 20 kΩ R2 = 180 kΩ R3 = 15 kΩ R4 = 75 kΩ A műveleti erősítők ideálisnak tekinthetők.

⎞ R4 ⎛ 180 kΩ ⎞ 75 kΩ ⎟⎟ ⋅ ⎟⎟ ⋅ = − 50 = − ⎜⎜1 + R 20 k Ω ⎠ 15 kΩ ⎝ ⎠ 3

4 pont

12.) Egy teljesítményerősítő legnagyobb szinuszos kimeneti feszültségének effektív értéke Ukimax = 20 V. Mekkora ellenállással kell terhelni Pkimax = 50 W kimeneti teljesítmény eléréséhez? Rt =

U 2ki max (20 V )2 = = 8Ω Pki max 50 W


3 pont

3 / 10

2012. október 15.



Összetett feladatok


1. feladat


a)

Z11 =

U1 I 1 I2 = 0

Z11 = R 1 × (R 2 + R 3 ) = 1 kΩ × (1,5 kΩ + 3 kΩ ) = 818 Ω

Z12 =

2 pont

U1 I 2 I1 = 0 I2 ⋅

Z12 =

R3 ⋅ R1 R1 + R 2 + R 3 R1 ⋅ R 3 1 kΩ ⋅ 3 kΩ = = = 545 Ω I2 R 1 + R 2 + R 3 1 kΩ + 1,5 kΩ + 3 kΩ

4 pont

Z 21 =

U2 I1 I1 ⋅

Z 21 =

I2 = 0 R1 ⋅R3 R1 + R 2 + R 3 R1 ⋅ R 3 1 kΩ ⋅ 3 kΩ = = = 545 Ω I1 R 1 + R 2 + R 3 1 kΩ + 1,5 kΩ + 3 kΩ

4 pont Z 22 =

U2 I 2 I1 = 0

Z 22 = R 4 + [R 3 × (R 1 + R 2 )] = 2 kΩ + [3 kΩ × (1 kΩ + 1,5 kΩ )] = 3,36 kΩ

b)

U 2 = U1 ⋅

R3 3 kΩ = 3V ⋅ = 2V R2 + R3 1,5 kΩ + 3 kΩ


4 / 10

3 pont 2 pont

2012. október 15.



2. feladat a)


XC =

1 1 = = 965 Ω 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ C 2 ⋅ π ⋅ 500 Hz ⋅ 0,33 ⋅ 10 −6 F

2 pont

X L = 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L = 2 ⋅ π ⋅ 500 Hz ⋅ 0,2 H = 628 Ω

b)

2 pont

IC =

12 V U = = 12,4 mA X C 965 Ω

1 pont

IL =

12 V U = = 19,1 mA X L 628 Ω

1 pont

IR =

U 12V = = 8 mA R 1,5 kΩ

1 pont

I=

(I L − I C )2 + I 2R

Z=

U 12V = = 1,15 kΩ I 10,4 mA

c)

=

ω

(19,1 mA − 12,4 mA )2 + (8 mA )2

= 10,4 mA

3 pont 1 pont

U IR

I

φ IL-IC

IC

IL 3 pont

d)

cos ϕ =

IR 8 mA = = 0,769 ⇒ I 10,4 mA


ϕ = 39,7 0

5 / 10

1 pont

2012. október 15.



3. feladat


a)

Rg Be ibe ug

iD

y21S · ube

1

RG

ube

y 22S

Ki iki RD

uki

Rt

3 pont b)

R be = R G = 100 kΩ R ki =

c)

d)

1 y 22S

×RD =

1 pont

1 × 7,5 kΩ = 6,12 kΩ 30 μS

A u = − y 21S ⋅ (R ki × R t ) = − 4,5 mS ⋅ (6,12 kΩ × 12 kΩ ) = − 18,2

2 pont

a u = 20 ⋅ lg A u = 20 ⋅ lg − 18,2 = 25,2 dB

1 pont

u be = u g ⋅

R be 100 kΩ = 50 mV ⋅ = 41,7 mV R g + R be 20 kΩ + 100 kΩ

u ki = A u ⋅ u be = −18,2 ⋅ 41,7 mV = − 759 mV e)

2 pont

1 2 ⋅ π ⋅ f h ⋅ (R ki + R t ) 1 C2 = = 1,76 μF 2 ⋅ π ⋅ 5 Hz ⋅ 6,12 ⋅ 10 3 Ω + 12 ⋅ 10 3 Ω

2 pont 1 pont

C2 =

(


)

6 / 10

3 pont

2012. október 15.



4. feladat


a)

C 0

11

3

2

14 15 17 16 A

12 8

113 115

14

19

10

11

F4 = A ⋅ B + B ⋅ D + C ⋅ D

B

3 pont

D b)

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

A

&

B

& &

C

&

F4

& 4 pont

D c)

C A

115

14

11

10

8

9

13

2

0

11

17

6

D d)

(

112 113 B

F 4 = Π 4 (1, 3, 4, 5, 7, 12, 13, 15)

(

)

(

F 4 = A + D ⋅ (B + D ) ⋅ B + C

)

2 pont 2 pont

14 15 B D

)

(

) (

)

(

)

F 4 = A + D ⋅ (B + D ) ⋅ B + C = A + D ⋅ (B + D ) ⋅ B + C = A + D + B + D + B + C

A

1

B C

1 1

1

1

F4

1

D


4 pont

7 / 10

2012. október 15.



Az írásbeli vizsga értékelésének szabályai

Az egyszerű, rövid feladatok és az összetett feladatok megoldásának értékelésénél kötelező a központilag összeállított javítási útmutatónak 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) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 2. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 3. kérdés (3 pont) Hibátlan kitöltés 3 pont. Egy hiba esetén 2 pont, két hiba esetén 1 pont, kettőnél több hiba esetén 0 pont. A kitöltetlen cellákat is hibának kell tekinteni. 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) Hibátlan szabályos alak 3 pont. Egy term hibája esetén 2 pont, több hiba esetén 0 pont. 8. kérdés (3 pont) Hibátlan algebrai alak 3 pont. Egy term hibája esetén 2 pont, több hiba esetén 0 pont. 9. kérdés (4 pont) Hibátlan kapcsolás 3 pont, szabványos rajzjelek 1 pont. Működéstelenséget eredményező kapcsolásra pont nem adható.


8 / 10

2012. október 15.



10. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 11. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 12. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 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) történő 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) Z11 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Z12 számításánál képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Z21 számításánál képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Z22 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 13 pont. b) U2 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont. 2. feladat


a) XC és XL számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. IC számítása 1 pont, IL számítása 1 pont, IR számítása 1 pont. Maximum 7 pont. b) I meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Z meghatározása 1 pont. Maximum 4 pont. c) Hibátlan vektorábra 3 pont. Hibánként 1 pont levonással a pontszám nulláig csökkenthető. Maximum 3 pont. d) φ abszolút értékének meghatározása 1 pont. Maximum 1 pont.


9 / 10

2012. október 15.



3. feladat


a) Hibátlan helyettesítő kép 3 pont. Hibánként 1 pont levonással a pontszám nulláig csökkenthető. Maximum 3 pont. b) Rbe meghatározása 1 pont. Rki számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 3 pont. c) Au számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. au meghatározása 1 pont. Maximum 3 pont. d) ube számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. uki meghatározása 1 pont. Maximum 3 pont. e) C2 meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont. 4. feladat


a) Hibátlan egyszerűsítés 3 pont. A megadottnál bonyolultabb, de logikailag helyes alak esetén maximum 2 pont adható. Maximum 3 pont. b) Kifogástalan megvalósítás 4 pont. Logikailag helyes, de a megadottnál több kaput tartalmazó megoldás esetén maximum 2 pont adható. Az algebrai alak átírásának hiánya nem jár pontlevonással. Maximum 4 pont. c) Hibátlan konjunktív sorszámos alak 2 pont. Egy hiba esetén 1 pont, több hiba esetén 0 pont. Hibátlan egyszerűsítés 2 pont. A megadottnál bonyolultabb, de logikailag helyes alak esetén maximum 1 pont adható. Maximum 4 pont. d) Kifogástalan megvalósítás 4 pont. Logikailag helyes, de a megadottnál 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.


10 / 10

2012. október 15.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Recommend Documents