(μονάδες 5) A1.2 Κύκλωμα RLC σε σειρά τροφοδοτείται από εναλλασσόμενη τάση V=V 0 ημ ωt + και διαρρέεται. +. Τότε:

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΠΑΝΕΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΜΑÏΟΥ 011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΕΚΤΡΟΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΟΥ ΤΕΧΝΟΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) ΣΥΝΟΟ ΣΕΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ A1. 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. A1.1 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 > ΤΕΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΙ ΕΣ A1. Κύκλωμα LC σε σειρά τροφοδοτείται από π εναλλασσόμενη τάση V=V 0 ημ ωt + και διαρρέεται 6 π από ρεύμα = 0 ημ ωt +. Τότε: 6 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. Μονάδες 10

2 ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ A. 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. A.1 O δυαδικός αριθμός ισούται με τον αριθμό: α. (Α6) 16 β. (153) 10 γ. (134) 8 δ. (Β7) 16 A. 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 Μονάδες 10 A3. Για τις προτάσεις που ακολουθούν, 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 παρεμβολή ενός κυκλώματος διασύνδεσης (interface). (μονάδες ) ΤΕΟΣ ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΙ ΕΣ

3 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ 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 ) Μονάδες 10 A4. ίνεται το παρακάτω κύκλωμα, στο οποίο οι δίοδοι D 1, D, D 3, D 4 θεωρούνται ιδανικές. 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: α. A 4 = β. 5 A 3 = γ. A = 1 i. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση. (μονάδες 3) ii. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μονάδες 7) Μονάδες 10 ΤΕΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΙ ΕΣ

4 ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ Α5. Ωμική αντίσταση =00π Ω και ιδανικό πηνίο με συντελεστή αυτεπαγωγής L=0,1Η συνδέονται σε σειρά και στα άκρα του συστήματος εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση V=V 0 ημωt. 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 αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μονάδες 7) ίνεται ημ 4 π = συν 4 π Μονάδες 10 ΟΜΑ Α ΕΥΤΕΡΗ Β1. Στο κύκλωμα του παρακάτω σχήματος δίνονται: Ε 1 =60V, Ε =0V, r 1 =1Ω, r =Ω, 1 =3Ω, =6Ω και 3 =10Ω. Ο λαμπτήρας έχει χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας 0V, 40W. α. Να υπολογίσετε την αντίσταση του λαμπτήρα και το ρεύμα κανονικής λειτουργίας. (μονάδες 4) ΤΕΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΙ ΕΣ

5 ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ β. Να υπολογίσετε την ΗΕ Ε Ο, την εσωτερική αντίσταση r Ο της ισοδύναμης πηγής των δύο πηγών και την ολική 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 φωτοβολία του λαμπτήρα. (μονάδες 3) ε. Nα υπολογίσετε την τάση V A. (μονάδες 6) Μονάδες 5 Β. Κύκλωμα LC σε σειρά, που αποτελείται από ωμική αντίσταση =80Ω, ιδανικό πηνίο αυτεπαγωγής L και ιδανικό πυκνωτή με χωρητικότητα C= F, τροφοδοτείται από πηγή εναλλασσόμενης τάσης με εξίσωση V=80ημ(1000t) (S..) Αν το κύκλωμα βρίσκεται σε συντονισμό: α. Να υπολογίσετε την ενεργό τιμή Ι εν της έντασης του ρεύματος που διαρρέει το κύκλωμα. β. Να υπολογίσετε 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 υπολογίσετε τη σύνθετη αντίσταση Ζ του κυκλώματος. ΤΕΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΙ ΕΣ

6 ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ δ. Να γραφεί η εξίσωση του ρεύματος σε συνάρτηση με τον χρόνο. ε. Να υπολογίσετε την πραγματική, την άεργο και τη φαινόμενη ισχύ του κυκλώματος. ίνονται: εφ 5 π = 4 3, ημ 5 π = 5 3, συν 5 π = 5 4. Μονάδες 5 Ο ΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζομένους) 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνο τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο.. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε καμιά άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μολύβι μόνο για σχέδια, διαγράμματα και πίνακες. 5. Να μη χρησιμοποιήσετε χαρτί μιλιμετρέ. 6. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 7. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 8. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: π.μ. ΚΑΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΙ ΕΣ

7 A1.1 γ Α1. δ Α.1 δ Α. β ΗΕΚΤΡΟΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΥΚΕΙΟΥ (ΚΥΚΟΣ ΤΕΧΝΟΟΓΙΑΣ & ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) Α3. α., β. Σ, γ. Σ, δ., ε. Α4. 3 ΜΑΪΟΥ 011 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ 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: A E, r = /4 E, r = /4 A Ε Ι Α = άρα Ε 4Ε Ι Α =, άρα Ι Α = (1). 5 5 D 1 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: 1 ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΡΥΦΗ

8 Α5. = Ε E ολ. E, r E, r Β Β Β 1 3 D 1 r ολ. = + = και εξ. = + = + εξ. =. + Eολ. Ε Ε = = =, δηλαδή r ολ. + εξ. 3 + E = (). ιαιρούµε κατά µέλη τις σχέσεις (1), () και έχουµε: A 4 =. Οπότε σωστό είναι το α. 5 xl ωl π fl 00π εϕϕ = 1 1 f f 1000 Hz 1kHz = = = π L = π 0,1 = =. ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΡΥΦΗ D 3

9 ΟΜΑ Α ΕΥΤΕΡΗ 1. 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 ολ = Ε 1 Ε άρα Ε ολ = 40V Γ ολ = Γ 1 + Γ άρα Γ ολ = 3 Ω 1 L : L, = άρα L, = Ω 1+ : 3 3 3, = άρα 3, = 5 Ω 3+ εξωτερική αντίσταση κυκλώµατος εξ = 3, + 1,. εξ = 7 Ω. Συνολική αντίσταση κυκλώµατος: ολ = εξ + r ολ. ολ = 10 Ω. Ε 40 = άρα = Α = 4 Α. ολ γ. ολ ολ ολ εξ + Γολ 10 E 1,r1 E,r A ολ 1 3 V = ή Ι = Α. ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΡΥΦΗ Γ 3

10 V Γ = Ι ολ 3, άρα V Γ = 0 Volt. και V = άρα = Α Γ 4 4 Παρατηρούµε ότι: V Γ = V = 0 Volt αλλά και 4 = = A 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 φωτοβολεί. ε. ολ V A E 1,r1 E,r = r ολ = Β. Ισχύει z = α. Ε ολ 1 + A ολ άρα ολ VO 80 εν εν= = = = = 1 ολ = 8 A 4 1 άρα V A = 16 V V 1 A β. Ισχύει XC = XL = wl L= = = = 0, 04 H 6 wc w c γ. w = w = ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΡΥΦΗ Γ ολ

11 δ. 3 XL w L 10 0,04 0,04 80 = = = = Ω X = = = = 0 Ω C w C ( L C) ( ) z = + X X = = 100 Ω X > X το κύκλωµα έχει επαγωγική συµπεριφορά L C X L X C 60 3 π εφϕ= = = άρα ϕ ˆz= και V0 80 i = o ηµ(ω t φ z ) o = = = 0,8 A z 100 π άρα i = 0,8 ηµ 000t 5 V oo 80 0, ε. P = συνϕ = = = 5,6 W 5 5 V oo 80 0, Q = ηµ ϕ = = = 19, VAr 5 5 V oo 80 0,8 S = = = 3 VA 5 ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΡΥΦΗ