ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ÉRETTSÉGI VIZSGA • 2016. október 17.

Elektronikai alapismeretek

emelt szint Javítási-értékelési útmutató 1621

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 a kapcsolás A-B pontjai között mérhető ellenállást! R1 = 15 kΩ R2 = 30 kΩ R3 = 40 kΩ

R AB = R 1 × R 2 × R 3 = 15 kΩ × 30 kΩ × 40 kΩ = 8 kΩ

3 pont 2.) Számítással határozza meg egy tekercs egyenáramú ellenállását! A tekercset alkotó vezeték paraméterei: ρ = 0,0175 Ω·mm2/m (fajlagos ellenállás), l = 50 m (huzalhosszúság), d = 0,8 mm (huzalátmérő). R =ρ⋅

50 m Ω ⋅ mm 2 l = ⋅ = 1,74 Ω 0,0175 2 2 m 0,8 mm 2 ⋅ Π d ⋅Π 4 4

3 pont

3.) Számítsa ki egy eredetileg 0 V feszültségű, állandó árammal töltődő kondenzátor fegyverzetei között fellépő feszültséget a töltés kezdetétől számított t = 3 perc elteltével! A kondenzátor kapacitása C = 10 µF, a töltőáram I = 2,5 µA.

U=

Q I ⋅ t 2,5 ⋅10 −6 A ⋅1,8 ⋅10 2 s = = = 45 V C C 10 ⋅10 −6 F

3 pont

4.) Egészítse ki a táblázatot! Az alsó két sor egy induktív, illetve egy kapacitív vezetőképesség frekvenciafüggésének adatait tartalmazza. Az alkalmazott feszültség effektív értéke és a tekercs induktivitása állandó. 4 pont f (kHz)

10

20

40

80

160

BL (mS)

64

32

16

8

4

BC (mS)

2

4

8

16

32

5.) Számítsa ki a fogyasztón fellépő hatásos teljesítményt (P), ha a létrejövő látszólagos teljesítmény S = 1000 VA, és a meddő teljesítmény Q = 600 var!

P = S2 − Q 2 =

írásbeli vizsga 1621

(1000VA)2 − (600 var)2

= 800 W

2 / 12

3 pont

2016. október 17.



6.) Határozza meg egy párhuzamos rezgőkör tekercsének induktivitását! A kondenzátor kapacitása C = 10 nF, a rezgőkör rezonanciafrekvenciája f0 = 50 kHz.

L=

1 1 = = 1,01 mH 2 2 2 4Π ⋅ f 0 ⋅ C 4Π ⋅ (50 kHz ) ⋅10 nF

3 pont

2

7.) Határozza meg az alábbi áramkörben látható Zener-dióda áramát! Rendelkezésre álló adatok: I = 36 mA, UZ = 8 V, Rt = 1 kΩ.

IZ = I − It = I −

UZ 8V = 36 mA − = 28 mA Rt 1 kΩ

3 pont 8.) Rajzoljon fel egy hangolt (szelektív) erősítőkapcsolást! Az erősítő áramkör tartalmazzon 1 db N csatornás JFET-et (T), 2 db ellenállást (RG, RS), 1 db rezgőköri tekercset (L), 1 db rezgőköri kondenzátort (C), 2 db csatolókondenzátort (C1, C2) és 1 db source kondenzátort (CS)! Igényes szabadkézi vázlat is megfelel. 4 pont

9.) Határozza meg egy terhelt erősítő teljesítményerősítését dB-ben! Az erősítő jellemzői: Au = −30 (feszültségerősítés), Rbe = 10 kΩ (bemeneti ellenállás), Rt = 15 kΩ (terhelő ellenállás). Ap

dB

 R = 10 ⋅ lg  A 2 ⋅ be u Rt 


  10 kΩ   = 10 ⋅ lg  (− 30 )2 ⋅  = 27,8 dB 15 kΩ   

3 / 12

3 pont

2016. október 17.



10.) Számítással határozza meg egy periodikus négyszögjel impulzussorozat ismétlődési frekvenciáját! Az impulzus jellemzői: Ti = 10 µs (impulzusidő), k = 0,45 (kitöltési tényező). f =

1 1 k 0,45 = = = = 45 kHz T T Ti 10 ⋅ 10 −6 s i k

4 pont

11.) Alakítsa át az alábbi bináris számot hexadecimális számmá! 1011 1001 1111 0100 00012 = B9F4116

3 pont

12.) Valósítson meg egy kétváltozós NOR függvényt kétbemenetű NAND kapukkal! A változók csak ponált alakban állnak rendelkezésre. Igényes szabadkézi vázlat is megfelel. 4 pont


4 / 12

2016. október 17.



Összetett feladatok


1. feladat


a) A kimenetén terheletlen áramkör bemeneti és kimeneti ellenállása:

4 pont

R be = R1 x (R 2max + R 3 + R 4 ) = 2 kΩ x (4 kΩ + 6 kΩ + 8 kΩ ) = 1,8 kΩ

R ki = R 3 x (R 2max + R 4 ) = 6 kΩ x (4 kΩ + 8 kΩ ) = 4 kΩ

b) A terheletlen négypólus kimeneti feszültsége: U ki = U g ⋅

4 pont

R be R3 1,8 kΩ 6 kΩ ⋅ = 9 V⋅ ⋅ =3V R g + R be R 2max + R 3 + R 4 0 Ω + 1,8 kΩ 4 kΩ + 6 kΩ + 8 kΩ

c) Illesztés esetén a terhelő ellenállás:

4 pont

R t = R k i ' = 3,43 kΩ

R ki ' = R 3 x (R 2min + R 4 ) = 6 kΩ x (0 Ω + 8 kΩ) = 3,43 kΩ

d) Illesztés esetén a kimeneti feszültség: Ukiill = Ube ⋅ ahol:

3 pont

R 3x R t 6 kΩ x 3,43 kΩ = 9 V⋅ = 1,93 V R 2min + (R 3 x R t ) + R 4 0 Ω + (6 kΩ x 3,43 kΩ) + 8 kΩ

U be ≅ U g = 9 V


5 / 12

2016. október 17.



2. feladat a) A párhuzamos rezgőkör rezonanciafrekvenciája: f0 =

1 2Π ⋅ L ⋅ C

=

1 2Π ⋅ 0,1 H ⋅ 2 ⋅10 −8 F

Maximális pontszám: 15 2 pont

= 3,56 kHz

b) A párhuzamos rezgőkör veszteségi ellenállása:

4 pont

R V = R vL x R vc = 850 kΩ x 199,8kΩ = 161,7 kΩ R VC = Q C 2 ⋅ rvc = 89,42 ⋅ 25 Ω = 199,8 kΩ 1 1 3 2Π ⋅ f o ⋅ C 2Π ⋅ 3,56⋅ 10 Hz ⋅ 2 ⋅ 10−8 F = = 89,4 QC = rVC 25 Ω

A párhuzamos rezgőkör jósági tényezője: Q0 =

2 pont

RV 161,7 kΩ = = 72,3 2Π ⋅ f o ⋅ L 2Π ⋅ 3,56 ⋅ 103 Hz ⋅ 0,1 H

c) A párhuzamos rezgőkör sávszélessége, alsó és felső határfrekvenciája: B0 =

3 pont

f o 3,56 kHz = = 49,2 Hz Qo 72,3

B 49,2 Hz f a = f o − o = 3,56 kHz − = 3535,4 Hz 2 2

B 49,2 Hz f f = f o + o = 3,56 kHz + = 3584,6 Hz 2 2

d) A terhelt rezgőkör sávszélessége (Rt = Rv): Bot =

Qot =

4 pont

fo 3,56 kHz = = 98,4 Hz Q ot 36,16 RV x Rt 2Π ⋅ f o ⋅ L

=


161,7 kΩ x 161,7 kΩ 2Π ⋅ 3,56 kHz ⋅ 0,1 H

= 36,16

6 / 12

2016. október 17.



3. feladat


a) A műveleti erősítő kompenzáló ellenállása:

2 pont

R 5 = R 6 = 250 kΩ

b) A kétfokozatú terhelt erősítő eredő erősítése:

6 pont

 1  A u1 = −y 21S ⋅  × R 2 × R be2  = − 4 mS⋅ (20 kΩ ×15 kΩ × 25 kΩ) = −25,53  y 22s 

R be2 = R 4 = 25 kΩ A u2 = −

R6 250 kΩ =− = − 10 R4 25 kΩ

A ue = A ut1 ⋅ A ut2 = −25,53 ⋅ (− 10) = 255,3 A ue

dB

= 20 ⋅ lg A ue = 20 ⋅ lg 255,3 = 48,14 dB

c) Az erősítő bemenetén és kimenetén megjelenő feszültségek: Ube = Ug ⋅

4 pont

R1 200 kΩ = 10 mV⋅ = 9,09 mV R g + R1 20 kΩ + 200kΩ

U ki = U be ⋅ A ue = 9,09 mV⋅ 255,3= 2,32 V

d) A két fokozat közötti kondenzátor kapacitása: C2 =

3 pont

1 1 = = 237nF 2π ⋅ f a ⋅ (R ki1 + R be2 ) 2π ⋅ 20 Hz ⋅ (8,57 kΩ + 25 kΩ )

R ki1 =

1 × R 2 = 20 kΩ × 15 kΩ = 8,57 kΩ y 22s


7 / 12

2016. október 17.



4. feladat


a) Az X4 és a Z4 kimeneti logikai függvények sorszámos alakjai:

X4 = A ⋅ C ⋅ D + B ⋅ C

4 pont

Z4 = A ⋅ C + B ⋅ D

X 4 diszj = Σ 4 (6, 7, 1 1, 14, 15)

X 4 konj = Π 4 (2, 3, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15)

Z 4 diszj = Σ 4 (5, 7, 10, 11, 13, 14, 15) Z 4 konj = Π 4 (3, 6, 7, 9, 11, 12 , 13, 14, 15)

b) Az Y4 kimeneti függvény logikai algebrai alakja:

2 pont

Y 4 = (A ⋅ C ⋅ D + B ⋅ C) ⋅ (A ⋅ C + B ⋅ D ) c) Az Y4 kimeneti függvény megvalósítása NOR-rendszerben:

5 pont

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


8 / 12

2016. október 17.



d) Az Y4 kimeneti függvény megvalósítása NAND-rendszerben:

4 pont

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


9 / 12

2016. október 17.



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. 1. kérdés (3 pont) Képlet 1 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) 2 db helyes válasz 1 pont, 4 db helyes válasz 2 pont, 6 db helyes válasz 3 pont, 8 db helyes válasz 4 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 (4 pont) Szakmai szempontból helyes kapcsolás 3 pont. Szabványos rajzjelek 1 pont. Működésképtelenséget eredményező kapcsolásra pont nem adható. 9. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 10. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont.


10 / 12

2016. október 17.



11. kérdés (3 pont) Hibátlan megoldás 3 pont, egy hiba esetén 2 pont, több hiba esetén 0 pont. 12. kérdés (4 pont) Tökéletes megoldás 4 pont. Egy hiba esetén 2 pont, több hiba esetén 0 pont. Működésképtelenséget eredményező kapcsolásra pont nem adható. 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) Rbe képlet 1 pont, eredmény 1 pont. Rki képlet 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. b) Uki számításánál képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. c) Rt számításánál képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. d) Ukiill számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont. 2. feladat


a) f0 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont. b) QC 1 pont, RVC 1 pont, RV 2 pont. Q0 2 pont. Maximum 6 pont. c) B0 1 pont, fa 1 pont, ff 1 pont. Maximum 3 pont. d) Botl számításánál képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. írásbeli vizsga 1621

11 / 12

2016. október 17.


3. feladat



a) R5 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 2 pont. b) AudB számításánál képlet 3 pont, behelyettesítés 2 pont, eredmény 1 pont. Maximum 6 pont. c) Ube számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Uki számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. d) C2 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont. 4. feladat


a) X4 és Z4 diszjunktív sorszámos alakok felírása 1-1 pont. X4 és Z4 konjunktív sorszámos alakok felírása 1-1 pont. Maximum 4 pont b) Y4 logikai algebrai alak helyes felírása 2 pont. Maximum 2 pont. c) Y4 átalakítása 2 pont, megvalósítása NOR rendszerben 3 pont. Maximum 5 pont. d) Y4 átalakítása 2 pont, megvalósítása NAND rendszerben 2 pont. 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.


12 / 12

2016. október 17.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Recommend Documents