β) db έντασης = 20log οεισ δ) db έντασης = 10log οεισ

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ/ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΡΙΝΑ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 9//014 Απαντήσεις A ΟΜΑΔΑ Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό κάθε μιας από τις παρακάτω ερωτήσεις Α.1-Α.4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Ο ρόλος του φίλτρου σε ένα απλό τροφοδοτικό είναι: α. να ανυψώνει της ac τάση ανάλογα με την τιμή της dc τάσης που επιθυμούμε β. να εξομαλύνει τις κυματώσεις της ανορθωμένης τάσης γ. να αποκόπτει τις αρνητικές ημιπεριόδους της ac τάσης δ. να διατηρεί την dc τάση σταθερή ανεξάρτητα από την αντίσταση της τροφοδοτούμενης βαθμίδας. Α. Αν σε μία μονάδα απεικόνισης 7 τμημάτων (display) σχηματίζεται το ψηφίο 6, τότε ο αριθμός των διόδων (led) που ανάβουν είναι: α. 3 β. 4 γ. 5 δ. 6 Α3. Στη διάταξη πλήρους ανόρθωσης όταν η πολικότητα στα σημεία Α και Β είναι όπως παρουσιάζεται στο διπλανό σχήμα οι δίοδοι που διαρρέονται από ρεύμα είναι οι: α. D 1 και D β. D και D 4 γ. D 1 και D 3 δ. D 3 και D 4 i Α4. Αν Ι οεισ και Ι οεξ τα πλάτη της έντασης στην είσοδο και την έξοδο ενός ενισχυτή αντίστοιχα, η έκφραση της απολαβής έντασης σε λογαριθμική κλίμακα είναι η: α) db έντασης = 0log οεξ β) db έντασης = 0log οεισ οεισ γ) db έντασης = 10log οεξ οεισ οεξ δ) db έντασης = 10log οεισ οεξ Α5.Να χαρακτηρίσετε κάθε µία από τις παρακάτω προτάσεις ως σωστή (Σ) ή λανθασμένη (Λ). α. Θετική οπή καλείται η θέση του κρυσταλλικού πλέγματος ενός ημιαγωγού από την οποία λείπει ένα ηλεκτρόνιο. A V B D 4 D 3 D 1 D i R Σελίδα 1 από 6

2 β. Η φωτοδίοδος και το φωτοτρανζίστορ ανήκουν στην κατηγορία των φωτοανιχνευτών δηλαδή των διατάξεων που μετατρέπουν το οπτικό σήμα σε ηλεκτρικό. γ. Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία στους ημιαγωγούς παρατηρείται μείωση της αγωγιμότητας τους δ. Η άεργος ισχύς μπορεί να είναι και αρνητική ε. Σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος RC η συχνότητα συντονισμού δίνεται από την σχέση fo π C. A ΟΜΑΔΑ A.1. β Α.. δ Α.3. β Α.4. α Α.5 α.σ, β.σ, γ.λ, δ.σ, ελ. (10 μονάδες) Α6. Α. Δύο ενισχυτές με απολαβές ισχύος Α p1 και Α p συνδέονται σε σειρά. Η απολαβή ισχύος της διάταξης των δύο ενισχυτών είναι: α. Α p = Α p1 + Α p β. Α p = Α p1 Α p γ. Α p = Α p1 Α p δ. Α p1 +Α p i. Να επιλέξετε την σωστή απάντηση ( μονάδες) ii. Δικαιολογήστε την απάντηση σας (4 μονάδες) Απάντηση: σωστό είναι το β Αν μετά τον ενισχυτή 1 συνδέσουμε τον τότε η ισχύς εξόδου του πρώτου θα είναι ίση με την ισχύ εισόδου του δεύτερου, δηλαδή θα είναι P εξ,1 =P εισ, Από τον ορισμό της απολαβής έχουμε P εξ,1 P Αp,1 και Α εξ, p, Ρ Ρ εισ,1 εισ, P P P Για όλη την διάταξη των δυο ενισχυτών είναι: Αp Ρ Ρ Ρ εξ, εξ, εξ,1 εισ,1 εισ, εισ,1 ή Α p = Α p1 Α p A.7. Για τις πλευρικές συχνότητες ενός ενισχυτή ισχύει ότι: f =101 f 1 και εύρος ζώνης διέλευσης συχνοτήτων ίσο με 00ΚΗz. Για τις πλευρικές συχνότητες του ενισχυτή ισχύει: α. H κατώτερη είναι 1 ΚHz και η ανώτερη 101 ΚHz β. H κατώτερη είναι 0,1 ΚHz και η ανώτερη 10,1 ΚHz γ. H κατώτερη είναι ΚHz και η ανώτερη 0 ΚHz δ. H κατώτερη είναι 0,5 ΚHz και η ανώτερη 50,5 ΚHz i. Να επιλέξετε την σωστή απάντηση. ii. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας ( μονάδες) Σελίδα από 6

3 Απάντηση: σωστό το γ Για τις πλευρικές συχνότητες του ενισχυτή ισχύει ότι: f =101 f 1 (1) και από το εύρος ζώνης διέλευσης συχνοτήτων BW = f f 1 = 00. (). Από (1) και () είναι 101 f 1 f 1 = 00 ή 100 f 1 = 00 ή f 1 = ΚHz και f = 101 = 0 ΚΗz Α.8. Στα δύο κυκλώματα του παρακάτω σχήματος η πηγή έχει ηλεκτρεγερτική δύναμη Ε και ο κάθε αντιστάτης αντίσταση R ( R 1 =R =R 3 =R 4 =R) και η δίοδος είναι ιδανική. R 1 R 1 E 1 Α D R 3 R E Α D R 3 R R 4 κυκλωμα 1 R 4 κυκλωμα Ο λόγος των εντάσεων του ρεύματος που διαρρέει τα αμπερόμετρα στα κυκλώματα 1 και είναι: Ι α. 1 Ι 1 β. 1 Ι γ. 1 Ι 1,8 δ. 1 0,5 i. Να επιλέξετε την σωστή απάντηση. ( μονάδες) ii. Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας Απάντηση: σωστό το γ Στο κύκλωμα 1 ο κλάδος της διόδου διαρρέεται από ρεύμα γιατί είναι η δίοδος είναι ορθά πολωμένη. Η ολική αντίσταση στο κύκλωμα είναι (R1 R ) R 3 (R R) R R 5R Rολ,1 R4 R R και η ένταση του ρεύματος (R R ) R (R R) R 3R 3 ολ,1 Σελίδα 3 από E E 3E 1 R 5R 3 5R Στο κύκλωμα ο κλάδος της διόδου δεν διαρρέεται από ρεύμα γιατί είναι η δίοδος είναι ανάστροφα πολωμένη Η ολική αντίσταση στο κύκλωμα είναι E E Rολ, R1 R R4 3R και η ένταση του ρεύματος R 3R 3E 1 Ο λόγος των ρευμάτων είναι: 5R 9 1,8 E 5 3R ολ,

4 B ΟΜΑΔA Β1. Σε ένα ενισχυτή το ρεύμα εισόδου έχει ενεργό τιμή έντασης 10 ma. Ο ενισχυτής έχει αντίσταση εισόδου 50 φορές μεγαλύτερη από την αντίσταση εξόδου του. Σε λογαριθμική κλίμακα, τα db έντασης του ενισχυτή είναι 40. α) Να υπολογίσετε την απολαβή έντασης του ενισχυτή. β) Να υπολογίσετε την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή έτσι ώστε η τάση του ενισχυμένου σήματος να έχει ενεργό τιμή V. γ) Να υπολογίσετε τα db ισχύος του ενισχυτή. Λύση Για τις πράξεις δίνεται: log = 0,3 α) Είναι 40 = 0logA Ι ή loga Ι = = log10 ή Α Ι = 10 ή Α Ι = 100. β) Από την σχέση της τάσης εξόδου Vεξ ΙεξR εξ για την αντίσταση εξόδου είναι: Vεξ Vεξ Rεξ Ω Ι Α Ι Σελίδα 4 από 6 εξ ι εισ Για την απολαβή ισχύος έχουμε: P εξrεξ A εισr εξ A 100 γ) Α p = 00 P1 εισr εισ εισrεισ και τελικά: db ισχύος = 10 loga p = 10 log00 = 10(log100+log) = 10(+0,3)=3 B.. Ένα τρανζίστορ npn λειτουργεί στην ενεργό περιοχή με σταθερή τάση V CE. Οι εντάσεις των ρευμάτων του συλλέκτη και της βάσης έχουν έχει τιμές C =4mΑ και B =80μΑ αντίστοιχα και ο συντελεστής ενίσχυσης ρεύματος του τρανζίστορ είναι β=50. Αν η ένταση του ρεύματος της βάσης αυξηθεί κατά 5% να υπολογίσετε την νέα τιμή της έντασης του ρεύματος α) στο συλλέκτη και (5 Μονάδες) β) στον εκπομπό (5 Μονάδες) Λύση 5 α) Η μεταβολή του ρεύματος της βάσης είναι ΔΙΒ 80μΑ 0μΑ 100 ΔΙC Ο συντελεστής ενίσχυσης του ρεύματος είναι β και έχουμε: ΔΙ ΔΙ β ΔΙ 50 0μΑ 1000μΑ 1mA C Β Β

5 Η ένταση του ρεύματος του συλλέκτη είναι ΙC ΙC ΔΙC 4 1 5mA Β) Η νέα ένταση του ρεύματος της βάσης είναι: Ι Ι ΔΙ 80μA 0μA 100μA 0,1 ma B B B Και για τον εκπομπό είναι: Ι E Ι C Ι B 5mA 0,1 ma 5,1 ma Β.3. Ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος περιλαμβάνει μια πηγή, μια ωμική αντίσταση R και μια διάταξη σε αδιαφανές κουτί η οποία μπορεί να είναι αντίσταση, ιδανικό πηνίο ή πυκνωτής. Η τάση στα άκρα της πηγής δίνεται από την σχέση Σελίδα 5 από 6 o v 100 ημ(00t 53 ) S.. και η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα είναι i ημ(00t) (S..) α. Να υπολογίσετε την τιμή της σύνθετης αντίστασης του κυκλώματος. β. Να υπολογίσετε την τιμή της αντίστασης, την μέση ισχύ και την άεργο ισχύ του κυκλώματος γ. Να βρείτε τι διάταξη περιέχει το αδιαφανές κουτί (είδος διάταξης και τιμή) δ. Να γίνει διανυσματικό διάγραμμα των τάσεων στο κύκλωμα για την χρονική στιγμή t=0. ε. Να βρείτε τι διάταξη (είδος διάταξης και τιμή) πρέπει να συνδέσουμε σε σειρά στο κύκλωμα για να έχουμε στην συγκεκριμένη συχνότητα συντονισμό. Δίνονται οι τριγωνομετρικοί όροι της γωνίας 53 ο :, ημ53 ο 4 ο 3 ο 4 5, συν53 5, εφ53 3 Λύση V0 100 α. Για την σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος έχουμε Ζ 50Ω 0 γ. Από την σχέση συνφ R 3 είναι R Ζ συνφ 50 30Ω Ζ 5 3 Η μέση ισχύς στο κύκλωμα είναι: P εν Vεν συνφ W 5 4 Η άεργος ισχύς είναι: Q εν Vεν ημφ Vr 5 γ. Επειδή η τάση προηγείται της έντασης το κουτί περιέχει ιδανικό πηνίο. Είναι Ζ R X ή Ζ R X ή X Z R ή X 50 30

6 ή X 40Ω X 40 Είναι όμως X ω ή 0,Η ω 00 δ. Για τα πλάτη των τάσεων έχουμε: VR,0 0 R V V,0 80 V V0 100 V V,0 0 X V Το διάγραμμα τάσεων φαίνεται στο διπλανό σχήμα o 53 VR,0 60 V ε. Για να έχουμε συντονισμό πρέπει να συνδέσουμε σε σειρά στο κύκλωμα ένα πυκνωτή. 1 Θα είναι XC X 40Ω και XC ωc ή C 1,5 10 F ωx C Σελίδα 6 από 6