VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Átírás

1 Villamosipar és elektronika ismeretek középszint 1811 ÉETTSÉGI VIZSGA 018. október 19. VILLAMOSIPA ÉS ELEKTONIKA ISMEETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ EMBEI EŐFOÁSOK MINISZTÉIUMA

2 Útmutató a vizsgázók teljesítményének értékeléséhez (az értékelő tanárok részére) Az egyszerű, rövid feladatok és az összetett feladatok megoldásának értékelésénél kötelező a központilag összeállított javítási útmutatónak való megfelelés. A javítási-értékelési útmutatóban feltüntetett válaszokra kizárólag a megadott pontszámok adhatók. A megadott pontszámok további bontása csak ott lehetséges, ahol erre külön utalás van. A maximális pontszám csak akkor adható meg, ha a megoldás a mennyiségi szempontok mellett a minőségi szempontokat és a feladat megoldásának dokumentálására vonatkozó elvárásokat maradéktalanul kielégíti. 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. 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. Pontlevonást eredményez, ha a továbbvitt részeredmény szakmailag egyértelműen lehetetlen, illetve extrém, vagy a felhasznált részeredmény csökkenti az utána következő részfeladat(ok) megoldásának bonyolultságát. Az útmutatótól eltérő, de szakmailag jó megoldásokat is el kell fogadni a feltüntetett pontszámokkal írásbeli vizsga / október 19.

3 I. feladatlap Egyszerű, rövid feladatok megoldása Maximális pontszám: 40 1.) Töltse ki a táblázat üres celláit az első oszlopban található minta alapján, azaz az értékek normál alakban, a mértékegységek prefixum nélkül szerepeljenek! 4 pont 50 mv 47 nf 85 MΩ kv 45 μα, V 4, F 8, Ω V 4, A.) Számítsa ki az alábbi kapcsolás eredő ellenállását! 3 pont Adatok: 1 = 450 Ω, = 300 Ω, 3 = 00 Ω, 4 = 75 Ω, 5 = 5 Ω [( + + ) ] = 450Ω + [( 00Ω + 75Ω + 5Ω) 300Ω] 600Ω = e = 3.) Számítsa ki az alábbi feszültségosztó kimeneti feszültségének az értékét! 3 pont Adatok: Ube = 1 V, 1 = 400 Ω, = 800 Ω 800 Ω Uki = Ube = 1 V = 8 V Ω Ω 1 4.) Számítsa ki egy szinuszosan váltakozó feszültségről táplált egyfázisú fogyasztó hatásos teljesítményét! 3 pont Adatok: U = 30 V (effektív érték), I = 6 A (effektív érték), cos ϕ = 0,8 (teljesítménytényező) P = U I cos φ = 30 V 6 A 0,8 = 1104 W = 1,104 kw 1811 írásbeli vizsga 3 / október 19.

4 5.) Írja be a táblázatba az U = 30 V effektív értékű, f = 50 Hz frekvenciájú hálózati feszültség hiányzó pillanatnyi értékeit t = 0 ms-tól számított időpontokban! 3 pont t (ms) u (V) 0 35,7 0-35,7 0 6.) Határozza meg egy soros C kapcsolás impedanciáját! 3 pont Adatok: = kω, XC = 4 kω ( X ) = ( kω) + ( 4 kω) = 4,47 Ω Z = + k C 7.) Egészítse ki az alábbi mondatot! 3 pont A következők közül válasszon: 0, Az ideális műveleti erősítőről feltételezzük, hogy a nyílthurkú feszültségerősítése AU0 =, a szimmetrikus bemeneti ellenállása bes =, a kimeneti ellenállása ki = 0! 8.) Határozza meg egy erősítő áramerősítését! A feszültségerősítés Au = 90, az erősítő bemeneti ellenállása be = 10 kω, a terhelő ellenállás t = 1,5 kω! 3 pont be 10 kω A i = Au = 90 = 600 1, 5 kω t 9.) ajzoljon egy invertáló műveleti erősítős alapkapcsolást! Jelölje a rajzon a bemeneti és a kimeneti feszültségeket (Ube, Uki) is! 4 pont Áramköri elemek: 1 db műveleti erősítő (IC) 3 db ellenállás (1, V, K) 1811 írásbeli vizsga 4 / október 19.

5 10.) Írja le az alábbi igazságtáblázat alapján a függvény (F ) szabályos algebrai alakját, valamint nevezze meg a logikai függvényt! 3 pont F = A B + A B A B F A logikai függvény megnevezése: Kizáró VAGY (XO) 11.) Döntse el az alábbi állításokról, hogy a vezérlésre és a szabályozásra vonatkozóan melyek igazak és melyek hamisak! Választását az IGAZ vagy a HAMIS szó megfelelő cellába írásával jelölje! 4 pont Állítás Vezérlés Szabályozás Zárt hatásláncú irányítás HAMIS IGAZ Működési elve miatt a külső zavaró hatásokat megpróbálja kiküszöbölni. HAMIS IGAZ 1.) ajzolja le a megnevezések mellé a hiányzó rajzjeleket! 4 pont Megnevezés ajzjel elé váltóérintkezője elé, mágneskapcsoló Nyomógomb záróérintkezője Nyomógomb bontóérintkezője elé záróérintkezője 1811 írásbeli vizsga 5 / október 19.

6 Az I. feladatlap: Egyszerű, rövid feladatok pontozása Maximális pontszám: feladat (4 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával.. feladat (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 3. feladat (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 4. feladat (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 5. feladat (3 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával. 6. feladat (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 7. feladat (3 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával. 8. feladat (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 9. feladat (4 pont) Szakmai szempontból helyes kapcsolás pont, szabványos rajzjelek 1 pont. Helyes bemeneti-, kimeneti feszültségek jelölése 1 pont. A kimeneti feszültség iránya a bementi feszültség irányához viszonyítva ellentétes iránnyal is elfogadható. 10. feladat (3 pont) Algebrai alak pont, megnevezés 1 pont. 11. feladat (4 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával. 1. feladat (4 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával írásbeli vizsga 6 / október 19.

7 II. feladatlap Összetett feladatok megoldása Maximális pontszám: feladat 15 pont Egyenáramú hálózat számítása Az alábbi híd-kapcsolásban ismertek a következő adatok: U= 16V 1= 1,5kΩ = 3,3 kω 3=, kω 4= 1,8 kω Számítsa ki: a) az áramkör eredő ellenállását, a főág áramát (e; I), b) a mellékágak áramát (I1; I4), c) a kimeneti feszültség értékét (UAB)! d) Mekkora értékű ellenállásra kell cserélni az 3 ellenállást, hogy a kimeneti feszültség nulla legyen UAB= 0V (3cs)? 1. feladat megoldása 15 pont a) Az áramkör eredő ellenállása, a főág árama: 3 pont e = (1 + ) (3 + 4) = I = U e = 16V,18kΩ 7,34 ma ( 1,5 kω + 3,3 kω) (, kω + 1,8kΩ),18 kω b) A mellékágak árama: 5 pont +,kω + 1,8kΩ = 7,34 ma 1,5kΩ + 3,3kΩ +,kω + 1,8kΩ 3 4 I1 = I I4 = I I1 = 7,34mA 3,34mA = 4 ma 3,34 ma 1811 írásbeli vizsga 7 / október 19.

8 c) A kimeneti feszültség értéke: 4 pont U AB = U A U B = U U + 3,3kΩ,kΩ = 16V 16V =,V 1,5kΩ + 3,3kΩ,kΩ + 1,8kΩ d) Az 3cs ellenállás értéke: 1 3cs = pont = 3,3kΩ 1,8kΩ = 1,5kΩ 4 3cs = 1 3,96kΩ 4 = észletes értékelés a) e képlet 1 pont, behelyettesítés, eredmény 1 pont. I képlet, behelyettesítés, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont b) I1 képlet pont, behelyettesítés, eredmény 1 pont, I4 képlet 1 pont, behelyettesítés, eredmény 1 pont. Maximum 5 pont c) UAB képlet pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. d) 3cs képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont 1811 írásbeli vizsga 8 / október 19.

9 . feladat 15 pont Váltakozó áramú hálózat számítása Egy párhuzamos L áramkört U= 15V, f=,39 khz váltakozó feszültséggel táplálunk. Ismerjük az ellenállás értékét (= kω) és az áramkör határfrekvenciáját (fh= 3,kHz). Számítsa ki: a) az ideális tekercs induktivitását és reaktanciáját (L; XL), b) a főág és mellékágak áramát (I; I; IL), c) az áramkör impedanciáját és fázisszögét (Z; φ)! d) ajzolja meg a feszültség-áram vektorábrát!. feladat megoldása 15 pont a) Az ideális tekercs induktivitása és reaktanciája: 4 pont f h X L = L = π L π f h kω = 0,1H π 3,kHz = π f L = π,39khz 0,1H 1,5kΩ b) A főág és a mellékágak árama: 4 pont U 15V I = = = 7,5mA kω U 15V IL = = = 10mA X 1,5kΩ I = L I + IL = (7,5mA) + (10mA) = 1,5mA c) Az áramkör impedanciája és fázisszöge: 3 pont U 15V Z = = = 1,kΩ I 1,5mA IL 10mA ϕ = arctg = arctg 53 I 7,5mA 1811 írásbeli vizsga 9 / október 19.

10 d) A feszültség-áram vektorábra: 4 pont észletes értékelés a) L képlet pont, behelyettesítés, eredmény 1 pont, XL képlet, behelyettesítés, eredmény 1 pont. b) I képlet, behelyettesítés, eredmény 1 pont, IL képlet, behelyettesítés, eredmény 1 pont, I képlet 1 pont, behelyettesítés, eredmény 1 pont. c) Z képlet, behelyettesítés, eredmény 1 pont, φ képlet 1 pont, behelyettesítés, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont d) Feszültség-áram vektorábra 4 pont, Egy hiba esetén pont, több hiba esetében 0 pont írásbeli vizsga 10 / október 19.

11 3. feladat 15 pont Közös emitteres erősítő alapkapcsolás számítása Az erősítő egyszerűsített váltakozó áramú helyettesítő képét tartalmazza az alábbi ábra. Adatok: ug = 5 mv, g = 1 kω B1 = 8 kω, B = 10 kω, C = 6 kω h11e = 4 kω, h1e = 150, he = 5 μs t = 10 kω (A tranzisztor h1e paramétere elhanyagolható.) Feladatok: a) ajzolja le a fenti helyettesítő képnek megfelelő erősítő kapcsolást! Az áramkörben alkalmazzon 1 db NPN tranzisztort, 4 db ellenállást (B1, B, C, E) és 3 db kondenzátort (C1, C, CE)! A kapcsolási rajz tartalmazzon vezérlő jelforrást és terhelő ellenállást! (Igényes szabadkézi vázlat is megfelel.) b) Határozza meg az erősítő bemeneti és kimeneti ellenállását (be, ki)! c) Számítsa ki a terhelt erősítő feszültségerősítését és áramerősítését (Au, Ai)! d) Határozza meg a terhelt erősítő bemeneti és kimeneti feszültségét (ube, uki)! 3. feladat megoldása 15 pont a) Az erősítő alapkapcsolás rajza: 4 pont 1811 írásbeli vizsga 11 / október 19.

12 b) A bemeneti és a kimeneti ellenállás meghatározása: 4 pont be = B1 B h 11E = 8 kω 10 kω 4 kω,6 kω 1 1 ki = C = 6 kω 5, kω h E 5μS c) A feszültségerősítés és az áramerősítés meghatározása: 4 pont A u h = h 1E 11E kω ( ) = ( 5, kω 10 kω) 18,6 ki t be,6 kω Ai = A u = 18,6 33,4 t 10 kω d) A bemeneti és a kimeneti feszültség meghatározása: 3 pont u be = u g be + g ki be u be,6kω = 5mV 18mV 1kΩ +,6kΩ ( ) u = u A = 18mV 18,6,31V észletes értékelés a) Hibátlan kapcsolás 3 pont, szabványos rajzjelek 1 pont. Működésképtelen kapcsolásra pont nem adható. b) be, ki képlet, behelyettesítés, eredmény - pont. c) Au, Ai képlet, behelyettesítés, eredmény - pont. d) ube képlet, behelyettesítés, eredmény pont, uki képlet, behelyettesítés, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont 1811 írásbeli vizsga 1 / október 19.

13 4. feladat 15 pont Logikai függvény átalakítása és megvalósítása Az ábrán egy négyváltozós logikai függvényt megvalósító logikai hálózat látható. A legnagyobb helyi értékű változót A betű jelöli. a) Írja fel a kimeneti logikai függvény algebrai alakját (Y 4 )! b) Írja fel a kimeneti logikai függvény diszjunktív sorszámos alakját (Y 4 diszj)! c) Írja fel a kimeneti logikai függvény konjunktív sorszámos alakját (Y 4 konj)! (A b) és c) feladatok megoldásához célszerű V-K táblákat alkalmazni.) d) Grafikus módszerrel hozza legegyszerűbb alakra a konjunktív függvényt, s valósítsa meg az egyszerűsített függvényt logikai kapuk segítségével N-É-V (NEM-ÉS-VAGY) rendszerben! (A megvalósításokhoz tetszőleges bemenetszámú kapukat alkalmazhat. A változók csak ponált alakban állnak rendelkezésre.) 4. feladat megoldása 15 pont a) A kimeneti függvény algebrai alakja: 3 pont Y 4 = A B + B D + A B D b) A kimeneti függvény diszjunktív sorszámos alakja: 4 pont Y 4 diszj = Σ 4 (0,1,, 3, 4, 6, 9, 11,1,14) 1811 írásbeli vizsga 13 / október 19.

14 c) A kimeneti függvény konjunktív sorszámos alakja: 4 pont Y 4 konj = Π 4 (0,, 5, 7, 8,10) d) A konjunktív logikai függvény grafikus egyszerűsítése és megvalósítása: 4 pont ( B+ D) ( A + B D) Y 4 = + Az egyszerűsített függvény realizálása N-É-V rendszerben: 1811 írásbeli vizsga 14 / október 19.

15 észletes értékelés: a) Y 4 algebrai alak hibátlan felírása 3 pont. Maximum 3 pont b) Y 4 diszj sorszámos alak hibátlan felírása 4 pont. c) Y 4 konj sorszámos alak hibátlan felírása 4 pont. d) Y 4 konj függvény pont. A legegyszerűbb függvény megvalósítása pont írásbeli vizsga 15 / október 19.