Electronics | High school » Elektronikai alapismeretek középszintű írásbeli érettségi vizsga megoldással, 2011

ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 13 Név: . osztály: ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA 2011. május 13 8:00 Az írásbeli vizsga időtartama: 180 perc Pótlapok száma Tisztázati Piszkozati NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM Elektronikai alapismeretek középszint írásbeli vizsga 1021 Elektronikai alapismeretek középszint Név: . osztály: Fontos tudnivalók Az írásbeli dolgozat megoldásához segédeszközként csak nem programozható számológép használható. Az íráshoz kék színű tollat, a rajzoláshoz grafitceruzát kell használni Az egyszerű, rövid feladatok a feladatlapon, a kérdések alatt rendelkezésre álló szabad helyen kell megoldani. Az összetett feladatok megoldása a felügyelő tanárok által kiosztott pótlapokon történik, a név és az osztály feltüntetésével. A pótlapokat lapszámozással kell ellátni A számítást igénylő feladatoknál ügyelni kell az összefüggés (képlet) helyes

felírására, a szakszerű behelyettesítésre és a helyes számolásra. Ezek bármelyikének hiánya pontlevonást jelent A végeredmény csak akkor fogadható el teljes pontszámmal, ha annak számértéke és mértékegysége kifogástalan. A feladatok megoldásánál ügyelni kell az írásbeli dolgozat rendezettségére, az áttekinthetőségre, a szabványos jelölések alkalmazására, a műszaki, formai és esztétikai elvárásoknak történő megfelelésre. Ezek hiánya pontlevonást jelent A megoldásban az esetleges hibás részeket egy ferde vonallal kell áthúzni. A megoldási időn belül lehetőség van tisztázat készítésére is. Ebben az esetben egy „Piszkozat” és egy „Tisztázat” készül folyamatos oldalszámozással írásbeli vizsga 1021 2/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Név: . osztály: Egyszerű, rövid feladatok Maximális pontszám: 40 1.) Egészítse ki a táblázatot az első oszlopban található minta

alapján! 75 mV 330μH 180 MHz 47 pF (4 pont) 15 nC 7,5 ⋅ 10 −2 V 2.) Határozza meg a kapocsfeszültség értékét! Adatok: U0 = 6 V, Rb = 5 Ω, Rt = 25 Ω. (3 pont) Rb U0 Uk Uk = Rt 3.) Határozza meg az ellenállásra adható U feszültség maximális megengedhető értékét! (3 pont) Az ellenállás adatai: R = 200 Ω, Pmax = 0,5 W. U U max = R 4.) Határozza meg a három kondenzátorban tárolható eredő töltést! Adatok: U = 40 V, C1 = 100 μF, C2 = 150 μF, C3 = 200 μF. U C1 C2 (3 pont) C3 Q= 5.) Írja be a táblázatba a hiányzó kapacitív reaktanciaértékeket! A frekvencia állandó. (3 pont) C (nF) 1 XC (kΩ) 72 2 3 4 6.) Határozza meg az alábbi kapcsolás áramfelvételét! Adatok: U = 6 V, R = 1,5 kΩ, XL = 3 kΩ, XC = 5 kΩ. I U R XL (4 pont) XC I= írásbeli vizsga 1021 3/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Név: . osztály: 7.) Határozza meg a Zener-dióda áramát! Adatok: Ube = 9 V,

Uki = 6 V, R = 150 Ω (3 pont) R Ube Z Uki Iz = 8.) Egészítse ki az ábrát Graetz-egyenirányító kapcsolással! A kapcsolásnak megjelölt polaritású pufferkondenzátort is tartalmaznia kell. (4 pont) Tr Ube 9.) Határozza meg egy terheletlen közös emitteres erősítő alapkapcsolás feszültségerősítését! Adatok: h11E = 4 kΩ, h21E = 180, h22E = 25 µS, RC = 3 kΩ. (4 pont) Au = 10.) Rajzoljon darlington kapcsolást 2 db NPN tranzisztor felhasználásával! Határozza meg az eredő nyitófeszültséget, ha az egyes tranzisztorok nyitófeszültsége 0,6 V! (3 pont) U BE = 11.) Írja fel az alábbi logikai függvény diszjunktív szabályos alakját! F3 = A ⋅ B ⋅ C + B ⋅ C + A ⋅ C (3 pont) F3 = 12.) Írja fel az alábbi logikai függvény diszjunktív sorszámos alakját! (3 pont) F 3 = Π 3 (1, 4, 6, 7) F3 = írásbeli vizsga 1021 4/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Név: . osztály: Összetett feladatok Maximális

pontszám: 60 1. feladat Maximális pontszám: 15 Egyenáramú hálózat számítása Egy U = 6 V egyenfeszültségről működtetett elektromágnes tekercse d = 0,5 mm átmérőjű vörösréz huzalból készült. A tekercs áramfelvétele T0 = 20 °C hőmérsékleten I0 = 0,5 A; a Tü üzemi hőmérsékleten viszont Iü = 425 mA. A feszültség, valamint a tekercs huzalának geometriai méretei állandónak tekinthetők. Feladatok: a) Határozza meg a tekercs egyenáramú ellenállását 20 °C hőmérsékleten (R0), valamint üzemi hőmérsékleten (Rü)! b) Határozza meg a tekercs huzalának keresztmetszetét (A) és hosszát (l)! Ω ⋅ mm 2 . 20 °C hőmérsékleten ρ = 0,0175 m c) Határozza meg a tekercs üzemi hőmérsékletét (Tü)! 1 20 °C hőmérsékleten α = 0,0039 °C 2. feladat Maximális pontszám: 15 C-R csatoló tag számítása C Ube R Uki Adatok: Ube = 10 mV C = 4,7 µF R = 4 kΩ Feladatok: a) Határozza meg a C-R tag határfrekvenciáját (fh)! b)

Határozza meg a kondenzátor kapacitív reaktanciáját és a kapcsolás áramfelvételét f = 20 Hz frekvencián (XC, I)! c) Határozza meg a kondenzátoron és az ellenálláson fellépő feszültséget f = 20 Hz frekvencián (UC, Uki)! d) Készítse el a kapcsolás feszültségeinek jellegre helyes vektorábráját (igényes szabadkézi vázlat is megfelel)! Határozza meg a bemeneti és a kimeneti feszültség közötti fázisszög (φ) abszolút értékét! írásbeli vizsga 1021 5/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Név: . osztály: 3. feladat Maximális pontszám: 15 Munkapont-beállító ellenállások számítása +10 V RB1 RC Adatok: IC0 = 2 mA (munkaponti kollektoráram) B = 80 (egyenáramú áramerősítési tényező) A testponthoz viszonyított munkaponti feszültségeket az ábra tartalmazza. Az RB2 ellenálláson a munkaponti bázisáram tízszerese folyik. +6 V +2,6 V T +2 V RE RB2 0V Feladatok: a) Határozza meg a munkaponti

bázis- és emitteráram pontos értékét (IB0, IE0)! b) Határozza meg a kollektor- és az emitterellenállás értékét (RC, RE)! c) Határozza meg a bázisosztó ellenállások értékét (RB1, RB2)! 4. feladat Maximális pontszám: 15 Logikai hálózat tervezése Adott a logikai függvény algebrai alakja: F 4 = A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B⋅ C ⋅ D + + A ⋅B⋅C⋅D + A ⋅B⋅C⋅D + A ⋅B⋅C⋅D + A ⋅B⋅C⋅D A legnagyobb helyi értékű változót A-val jelöltük. Feladatok: a) Írja fel a függvény diszjunktív sorszámos alakját! b) Egyszerűsítse a diszjunktív függvényt grafikus módszerrel! c) Valósítsa meg az egyszerűsített függvényt NOT, AND és OR kapukkal! írásbeli vizsga 1021 6/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint írásbeli vizsga 1021 Név: . osztály: 7/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint

Név: . osztály: a témakör a témakör maximális elért maximális elért pontszám pontszám pontszáma pontszáma 1. 4 2. 3 3. 3 4. 3 5. 3 6. 4 40 7. 3 8. 4 9. 4 10. 3 11. 3 12. 3 1. 15 2. 15 60 3. 15 4. 15 100 Az írásbeli vizsgarész pontszáma témakör a feladat sorszáma Egyszerű, rövid feladatok Összetett feladatok javító tanár Dátum: . pontszáma programba egész beírt egész számra pontszám kerekítve Egyszerű, rövid feladatok Összetett feladatok javító tanár jegyző Dátum: . írásbeli vizsga 1021 Dátum: . 8/8 2011. május 13 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési útmutató 1021 ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési

útmutató Egyszerű, rövid feladatok Maximális pontszám: 40 1.) Egészítse ki a táblázatot az első oszlopban található minta alapján! 75 mV 330μH 7,5 ⋅ 10 −2 V 3,3 ⋅ 10 −4 H 180 MHz 47 pF 15 nC 1,8 ⋅ 10 8 Hz 4,7 ⋅ 10 −11 F 1,5 ⋅ 10 −8 C 4 pont 2.) Határozza meg a kapocsfeszültség értékét! Adatok: U0 = 6 V, Rb = 5 Ω, Rt = 25 Ω Rb U0 Uk Rt Uk = U0 ⋅ Rt 25 Ω = 6V ⋅ = 5V Rb + Rt 5 Ω + 25 Ω 3 pont 3.) Határozza meg az ellenállásra adható U feszültség maximális megengedhető értékét! Az ellenállás adatai: R = 200 Ω, Pmax = 0,5 W. U U max = P ⋅ R = 0,5 W ⋅ 200 Ω = 10 V R 3 pont 4.) Határozza meg a három kondenzátorban tárolható eredő töltést! Adatok: U = 40 V, C1 = 100 μF, C2 = 150 μF, C3 = 200 μF. U C1 C2 C3 Q = U ⋅ (C1 + C 2 + C 3 ) = 40 V ⋅ (100 μF + 150 μF + 200 μF) = 18 mC 3 pont 5.) Írja be a táblázatba a hiányzó kapacitív reaktanciaértékeket! A frekvencia állandó

C (nF) 1 2 3 4 XC (kΩ) 72 36 24 18 3 pont 6.) Határozza meg az alábbi kapcsolás áramfelvételét! Adatok: U = 6 V, R = 1,5 kΩ, XL = 3 kΩ, XC = 5 kΩ. I U I= U = Z R XL XC U (X L − X C )2 + R 2 írásbeli vizsga 1021 = 6V (3 kΩ − 5 kΩ )2 + (1,5 kΩ )2 2/8 = 2,4 mA 4 pont 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési útmutató 7.) Határozza meg a Zener-dióda áramát! Adatok: Ube = 9 V, Uki = 6 V, R = 150 Ω R Iz = Z Uki Ube U be − U ki 9 V − 6 V = = 20 mA R 150 Ω 3 pont 8.) Egészítse ki az ábrát Graetz-egyenirányító kapcsolással! A kapcsolásnak megjelölt polaritású pufferkondenzátort is tartalmaznia kell. Tr D1 D3 Ube C Uki D2 4 pont D4 9.) Határozza meg egy terheletlen közös emitteres erősítő alapkapcsolás feszültségerősítését! Adatok: h11E = 4 kΩ, h21E = 180, h22E = 25 µS, RC = 3 kΩ. Au = − h 21E h 11E ⎞ ⎛ 1 ⎞ 180 ⎛ 1 ⋅ ⎜⎜ × 3

kΩ ⎟⎟ = − 125,6 ⋅ ⎜⎜ × R C ⎟⎟ = − 4 kΩ ⎝ 25 μS ⎠ ⎠ ⎝ h 22 E 4 pont 10.) Rajzoljon darlington kapcsolást 2 db NPN tranzisztor felhasználásával! Határozza meg az eredő nyitófeszültséget, ha az egyes tranzisztorok nyitófeszültsége 0,6 V! T1 U BE = U BE1 + U BE 2 = 0,6 V + 0,6 V =1,2 V 3 pont T2 11.) Írja fel az alábbi logikai függvény diszjunktív szabályos alakját! F3 = A ⋅ B ⋅ C + B ⋅ C + A ⋅ C ( F 3 = A ⋅ B ⋅ C + B ⋅ C ⋅ (A + A) + A ⋅ C ⋅ B + B ) F = 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 3 3 pont 12.) Írja fel az alábbi logikai függvény diszjunktív sorszámos alakját! F 3 = Π 3 (1, 4, 6, 7) F 3 = Σ 3 (2, 4, 5, 7) írásbeli vizsga 1021 3 pont 3/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési útmutató Összetett feladatok Maximális pontszám: 60 1. feladat Maximális

pontszám: 15 a) R0 = U 6V = = 12 Ω I 20 0,5 A 1 pont Rü = U 6V = = 14,12 Ω I ü 0,425 A 1 pont d 2 ⋅ π (0,5 mm ) ⋅ π A= = = 0,196 mm 2 4 4 2 b) 3 pont R 0 ⋅ A 12 Ω ⋅ 0,196 mm2 = = 134,4 m Ω ⋅ mm2 ρ 0,0175 m R − R0 Tü − T0 = ü ΔR = α ⋅ R 0 ⋅ ΔT α ⋅ R0 l= c) 4 pont 14,12 Ω − 12 Ω Rü − R0 + T0 = + 20°C = 65,3 °C 1 α ⋅ R0 0,0039 ⋅ 12 Ω °C Tü = 2. feladat Maximális pontszám: 15 1 1 = = 8,47 Hz 3 2 ⋅ π ⋅ R ⋅ C 2 ⋅ π ⋅ 4 ⋅ 10 Ω ⋅ 4,7 ⋅ 10− 6 F 3 pont 1 1 = = 1,69 kΩ 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ C 2 ⋅ π ⋅ 20 Hz ⋅ 4,7 ⋅ 10− 6 F 3 pont a) fh = b) XC = I= c) 6 pont U be = Z U be R +X 2 2 C = 10 mV (4 kΩ )2 + (1,69 kΩ )2 = 2,303 μA 3 pont U C = I ⋅ X C = 2,303 μA ⋅ 1,69 kΩ = 3,89 mV 1 pont U ki = I ⋅ R = 2,303 μA ⋅ 4 kΩ = 9,21mV 1 pont d) ω Uki Ube φ cos ϕ = UC írásbeli vizsga 1021 U ki 9,21mV = = 0,921 ⇒ U be 10 mV ϕ = 22,9o 4 pont 4/8 2011. május

13 Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési útmutató 3. feladat a) I B0 = Maximális pontszám: 15 I C 0 2 mA = = 25 μA B 80 2 pont I E 0 = I C 0 + I B 0 = 2 mA + 0,025 mA = 2,025 mA b) c) RC = U t − U C 0 10 V − 6 V = = 2 kΩ I C0 2 mA 3 pont RE = U E0 2V = = 988 Ω ≅ 1 kΩ IE0 2,025 mA 2 pont R B1 = U t − U B0 10 V − 2,6 V = = 26,9 kΩ 11 ⋅ I B0 11 ⋅ 25 μA 3 pont R B2 = U B0 2,6 V = = 10,4 kΩ 10 ⋅ I B0 10 ⋅ 25 μA 3 pont 4. feladat Maximális pontszám: 15 a) F 4 = Σ 4 (0, 2, 4, 6, 9, 11, 12, 13, 14, 15) b) C A 10 1 3 12 14 5 7 16 112 113 115 114 8 1 9 111 4 pont F 4 = A ⋅ B + A ⋅ D + A⋅ D B 10 D c) 2 pont 6 pont A B D & & 1 1 F4 & 1 írásbeli vizsga 1021 5 pont 5/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint 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 (4 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával. 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 (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 5. kérdés (3 pont) A pontszám azonos a helyes válaszok számával. 6. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 7. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 8. kérdés (4 pont) Hibátlan kapcsolás 3 pont, hibás kapcsolás 0 pont. Szabványos rajzjelek 1 pont 9. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 10. kérdés (3 pont) Hibátlan kapcsolás 2 pont, hibás kapcsolás 0 pont. UBE helyes megadása 1 pont írásbeli vizsga 1021 6/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési útmutató 11. kérdés (3 pont) Hibátlan

szabályos alak 3 pont. Egy hibás vagy fölösleges term esetén 1 pont, több hiba esetén 0 pont. 12. kérdés (3 pont) Hibátlan megoldás 3 pont. 1 hiba esetén 2 pont, több hiba esetén 0 pont Az összetett 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 tanuló, 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) R0 meghatározása 1 pont, Rü meghatározása 1 pont. Maximum 2 pont. b) A keresztmetszet meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. A huzalhossz meghatározásánál képlet(ek) 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 7 pont. c) Képlet(ek) 3 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 2 pont. Maximum 6 pont. 2. feladat Maximális pontszám: 15 a) fh számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 3 pont. b) XC

számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. I meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 6 pont. c) UC meghatározása 1 pont, Uki meghatározása 1 pont. Maximum 2 pont. d) Hibátlan vektorábra 2 pont, ami hibánként 1 pont levonással 0-ig csökkenthető. φ számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. írásbeli vizsga 1021 7/8 2011. május 13 Elektronikai alapismeretek középszint Javítási-értékelési útmutató 3. feladat Maximális pontszám: 15 a) IB0 meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. IE0 meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 4 pont. b) RC számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. RE meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. Maximum 5 pont. c) RB1 számításánál képlet 1

pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. RB2 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. Maximum 6 pont. 4. feladat Maximális pontszám: 15 a) Sorszámos alak felírása 4 pont. Egy hiba esetén 3 pont, több hiba esetén 0 pont Maximum 4 pont b) Kitöltött, hibátlan grafikus tábla 3 pont. Egyszerűsítés 3 pont Logikailag helyes, de nem a legegyszerűbb alak megadása esetén 1 pont levonás. Maximum 6 pont. c) Kifogástalan megvalósítás 5 pont. Logikailag helyes, de a megadottnál több kaput tartalmazó megoldásra maximum 3 pont adható. Maximum 5 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 1021 8/8 2011. május 13