ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 2011 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ

Transcript

1 ΗΕΚΤΡΟΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΟΣ ΤΕΧΝΟΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 011 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ 1. Για τις παρακάτω προτάσεις Α1.1 και Α1. να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της πρότασης και δίπλα σε κάθε αριθµό το γράµµα που τη συµπληρώνει σωστά. 1.1 Τρεις αντιστάσεις 1,, 3 για τις οποίες ισχύει 1 > > 3 συνδέονται παράλληλα. Τότε, για την ισοδύναµη αντίσταση Ο ισχύει: α. Ο > β. 1 < Ο γ. Ο < 3 δ. 1 > Ο > π 1. Κύκλωµα LC σε σειρά τροφοδοτείται από εναλλασσόµενη τάση V= V0 ηµ ωt+ 6 π και διαρρέεται από ρεύµα = 0ηµ ωt+ 6. Τότε: α. το κύκλωµα παρουσιάζει επαγωγική συµπεριφορά. β. η άεργος ισχύς (Q) του κυκλώµατος είναι αρνητική. γ. η τιµή της έντασης του ρεύµατος 0 είναι η ελάχιστη δυνατή. δ. το κύκλωµα παρουσιάζει ωµική συµπεριφορά.. Για τις ηµιτελείς προτάσεις Α.1 και Α. να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της πρότασης και δίπλα σε κάθε αριθµό το γράµµα που αντιστοιχεί στο σωστό συµπλήρωµά της..1 O δυαδικός αριθµός ισούται µε τον αριθµό: α. (Α6) 16 β. (153) 10 γ. (134) 8 δ. (Β7) 16. Η συχνότητα της τάσης του δικτύου της ΕΗ είναι 50Hz. Tότε, η περίοδος της πλήρως ανορθωµένης τάσης είναι: α. Τ = 0,0 sec β. Τ = 0,01 sec γ. Τ = 50 sec δ. Τ = 1 sec Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 1

2 3. Για τις προτάσεις που ακουθούν, να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα της κάθε µίας και δίπλα το γράµµα Σ, αν η πρόταση είναι σωστή, ή, αν η πρόταση είναι λανθασµένη. α. Σε µία επαφή p-n χωρίς πόλωση το τµήµα p είναι φορτισµένο θετικά. (µονάδες ) β. Σε µια διάταξη τροφοδοτικού ο µετασχηµατιστής ανυψώνει ή υποβιβάζει την ac τάση. (µονάδες ) γ. Για την επικοινωνία µεταξύ αναλογικών και ψηφιακών κυκλωµάτων απαιτείται η παρεµβή ενός κυκλώµατος διασύνδεσης (interface). (µονάδες ) δ. O συντελεστής ισχύος ενός κυκλώµατος LC σε σειρά παίρνει και αρνητικές τιµές. (µονάδες ) ε. Ένα κύκλωµα ενισχυτή δεν είναι αναγκαίο να περιλαµβάνει ενεργό στοιχείο. (µονάδες ) 4. ίνεται το παρακάτω κύκλωµα, στο οποίο οι δίοδοι D 1, D, D 3, D 4 θεωρούνται ιδανικές. E, r = /4 E, r = /4 D 1 D D3 D4 1 Όταν οι διακόπτες 1, είναι ανοιχτοί, το ρεύµα που διαρρέει τον κλάδο των πηγών είναι Ι Α. Αν κλείσουµε τους 1,, το ρεύµα στον κλάδο των πηγών παίρνει τιµή Ι Β. Για τα Ι Α, Ι Β ισχύει: 4 3 α. = β. = γ. = 1 B 5 B B i. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. (µονάδες 3) ii. Να αιτιογήσετε την απάντησή σας. (µονάδες 7) Α5. Ωµική αντίσταση = 00 π Ω και ιδανικό πηνίο µε συντελεστή αυτεπαγωγής L = 0,1Η συνδέονται σε σειρά και στα άκρα του συστήµατος εφαρµόζεται εναλλασσόµενη τάση V = V 0 ηµ ωt. Αν το κύκλωµα παρουσιάζει διαφορά φάσης τάσης-έντασης φ = π/4, η συχνότητα της πηγής είναι: α. f = 10 Hz β. f = 1 KHz γ. f = 100 Hz i. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. (µονάδες 3) ii. Να αιτιογήσετε την απάντησή σας. (µονάδες 7) π π ίνεται ηµ =συν 4 4 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

3 ΟΜΑ Α ΕΥΤΕΡΗ Β1. Στο κύκλωµα του παρακάτω σχήµατος δίνονται: Ε 1 = 60 V, Ε = 0 V, r 1 = 1 Ω, r = Ω, 1 = 3 Ω, = 6 Ω και 3 = 10 Ω. Ο λαµπτήρας έχει χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας 0 V, 40 W. 1 3 E,r 1 1 B E,r α. Να υπογίσετε την αντίσταση του λαµπτήρα και το ρεύµα κανονικής λειτουργίας. (µονάδες 4) β. Να υπογίσετε την ΗΕ Ε Ο, την εσωτερική αντίσταση r Ο της ισοδύναµης πηγής των δύο πηγών και την ική αντίσταση του κυκλώµατος Ο. (µονάδες 6) γ. Να εξετάσετε αν ο λαµπτήρας λειτουργεί κανονικά. (µονάδες 6) Αν η αντίσταση 3 αντικατασταθεί από ιδανικό πηνίο: δ. Nα εξετάσετε αν µεταβάλλεται η φωτοβία του λαµπτήρα. (µονάδες 3) ε. Nα υπογίσετε την τάση V B. (µονάδες 6) Μονάδες 5 Β. Κύκλωµα LC σε σειρά, που αποτελείται από ωµική αντίσταση = 80 Ω, ιδανικό πηνίο αυτεπαγωγής L και ιδανικό πυκνωτή µε χωρητικότητα C = F, τροφοδοτείται από πηγή εναλλασσόµενης τάσης µε εξίσωση V = 80 ηµ(1000t) (S..). Αν το κύκλωµα βρίσκεται σε συντονισµό: α. Να υπογίσετε την ενεργό τιµή Ι εν της έντασης του ρεύµατος που διαρρέει το κύκλωµα. β. Να υπογίσετε τoν συντελεστή αυτεπαγωγής L του πηνίου. Αντικαθιστούµε την πηγή εναλλασσόµενης τάσης µε πηγή ίδιου πλάτους, διπλάσιας συχνότητας και ίδιας αρχικής φάσης µε την πρώτη πηγή. γ. Να υπογίσετε τη σύνθετη αντίσταση Ζ του κυκλώµατος. δ. Να γραφεί η εξίσωση του ρεύµατος σε συνάρτηση µε τον χρόνο. ε. Να υπογίσετε την πραγµατική, την άεργο και τη φαινόµενη ισχύ του κυκλώµατος. ίνονται: π 3 εφ =, 5 4 π 3 ηµ =, 5 5 π 4 συν =. 5 5 Μονάδες 5 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

4 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1.1 γ Α1. δ Α.1 δ Α. β ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ Α3. α., β. Σ, γ. Σ, δ., ε. Α4. Όταν οι διακόπτες 1, είναι ανοικτοί: Ο κλάδος που περιέχει την D 1 διαρρέεται από ρεύµα ενώ ο κλάδος που περιέχει την D 4 δεν διαρρέεται, άρα το κύκλωµα παίρνει την παρακάτω µορφή: E, r = /4 E, r = /4 D 1 Ε Ι Α = άρα Ε 4Ε Ι Α =, άρα Ι Α = (1). 5 5 Όταν οι διακόπτες 1, είναι κλειστοί: ιαρρέεονται από ρεύµα οι κλάδοι που περιέχουν την D 1 και την D 3 ενώ οι D και D 4 δεν άγουν. Το κύκλωµα παίρνει την παρακάτω µορφή: Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

5 Β E, r E, r 1 3 D 1 D 3 Β Β E. = Ε r. = + = και εξ. = + = + εξ. =. + E. Ε Ε B = B = =, δηλαδή r. + εξ. 3 + E B = (). ιαιρούµε κατά µέλη τις σχέσεις (1), () και έχουµε: 4 =. Οπότε σωστό είναι το α. 5 B Α5. xl L f L 00 εφϕ = 1 1 f f 1000Hz 1kHz = ω = π π = πl = π 0,1 = =. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

6 ΟΜΑ Α ΕΥΤΕΡΗ B1. α. Από τα στοιχεία κανονικής λειτουργίας του λαµπτήρα Ρ = 40 W και V = 0V προκύπτει: P V = άρα V = και = 10 Ω. P Για το ρεύµα κανονικής λειτουργίας λαµπτήρα β. Ε = Ε 1 Ε άρα Ε = 40V Γ = Γ 1 + Γ άρα Γ = 3 Ω V = ή Ι = Α. : 1 L L, = άρα L, = Ω 1+ : 3 3 3, = άρα 3, = 5 Ω 3 + εξωτερική αντίσταση κυκλώµατος εξ = 3, + 1,. εξ = 7 Ω. Συνική αντίσταση κυκλώµατος: = εξ + r. = 10 Ω. Ε 40 = άρα = Α = 4 Α. γ. εξ +Γ E,r 1 1 B Γ E,r V Γ = Ι 3, άρα V Γ = 0 Volt. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

7 και V = άρα = Α Γ 4 4 Παρατηρούµε ότι: V Γ = V = 0 Volt αλλά και 4 = = ηλαδή το ρεύµα Ι 4 που διαρρέει τον λαµπτήρα είναι ίσο µε το ρεύµα κανονικής λειτουργίας. Ο λαµπτήρας λειτουργεί κανονικά. δ. Για ιδανικό πηνίο L = 0, δηλαδή δεν έχει ωµική αντίσταση, άρα τα σηµεία Γ, του κυκλώµατος συνδέονται µε αγωγό µηδενικής αντίστασης και βραχυκυκλώνονται άρα V Γ = V και V Γ = 0. Όµως στα σηµεία Γ, συνδέεται ο λαµπτήρας που τελικά δεν διαρρέεται από ρεύµα, άρα δεν φωτοβεί. ε. 1 E,r B Γ E,r = r Ε άρα = 8 V B = 1 1+ άρα V B = 16 V Β. Ισχύει z = α. VO 80 εν εν = = = = = V β. Ισχύει X C = X L = wl L= = 6 = = 0,04 H wc w c γ. w = w = XL wl 10 0,04 0,04 80 = = = = Ω X = = = = 0Ω C w C Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

8 ( L C) ( ) z = + X X = = 100 Ω δ. X L > X το κύκλωµα έχει επαγωγική συµπεριφορά C XL XC 60 3 π εφϕ = = = άρα ϕ ˆz = και V0 80 i = o ηµ(ω t φ z) o = = = 0,8 z 100 π άρα i = 0,8 ηµ 000t 5 V o o 80 0, ε. P = συνϕ = = = 5,6 W 5 5 V o o 80 0, Q = ηµ ϕ = = = 19, Vr 5 5 V o o 80 0,8 S = = = 3 V Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 8