1. În figura alăturată este reprezentat simbolul unei porţi: a. ŞI; b. SAU; c. ŞI-NU; d. SAU-NU.

Transcript

1 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii OLIMPIADA DISCIPLINE TEHNOLOGICE Faza naţională isriţa, aprilie 214 Profil: Tehnic Domeniul: Elecronică, auomaizări, elecomunicaţii Clasa: a XI-a Toae subiecele sun obligaorii. Se acordă 1 punce din oficiu. Timpul efeciv de lucru ese de 3 ore. Subiecul. I. I.1. Scrieţi pe foaia de concurs liera corespunzăoare răspunsului corec: TOTAL: 2 punce 1. În figura alăuraă ese reprezena simbolul unei porţi: a. ŞI; b. SAU; c. ŞI-NU; d. SAU-NU. 2. Analizaţi modul de polarizare al joncţiunilor ranzisorului bipolar reprezena prin srucura fizică în figura 1, şi idenificaţi regimul în care funcţionează: a. aciv normal; b. aciv invers; c. de blocare; d. de sauraţie. 3. În figura 2 ese desena abelul de adevăr al unui muliplexor cu: a. 2 inrări de dae; b. 2 ieşiri; c. 2 inrări de adresă (selecţie); d. 2 inrări de auorizare. X 1 X I I 1 I 2 I 3 Y I x x x I 1 x I 1 x x I 1 1 x x I 2 x I x x x I 3 I 3 Fig Legea de reglare c = f(ε) a unui regulaor auoma, în care ε ese reapă uniară, reprezenaă în figura 3 ese de ip: a. proporţională; b. proporţional-inegrală; c. proporţional-derivaivă; d. inegrală. 5. Numărul minim de porţi ŞI-NU cu două inrări, necesare realizării funcţiei binare f ese egal cu: a. 1; b. 2; c. 3; d Tranzisorul reprezena în circuiul din figura 4 funcţioneză în regim de sauraţie. Curenul de colecor I C se calculează cu relaţia: a. I C E C / R C ; b. I C = β I ; c. I C = β I + (β+1)i C ; d. I C I. Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 1

2 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii 7. Relaţia A A A ese adevăraă penru urmăoarele valori ale variabilelor A şi : a. A = şi = ; b. A = şi = 1; c. A = 1 şi = 1; d. A = 1 şi =. 8. O bobină ideală de induciviae L, alimenaă cu ensiunea alernaivă u 1 () = 2 Usin(ω), inervine în circui cu reacanţa inducivă X L1. Dacă ensiunea sursei devine: u 2 () = 2 2 Usin(ω), reacanţa bobinei X L2 va fi egală cu: a. X L2 = ωl; b. X L2 = 2ωL; c. X L2 = ωl/2; d. X L2 = 2/(ωL). 9. Raporul inensiăţilor curenţilor I 1 / I 2 ce săba circuiele reprezenae în figura 5 ese egal cu: a. n; b. 1/n; c. 1/2; d. 1/4. 1. La ieşirea circuiului din figura 6 funcţia f ese egală cu: a. f = ; b. f = 1; c. f = A ; d. f = A. I.2. În coloana A a abelului de mai jos sun reprezenae circuie cu diode ideale şi ensiunile de alimenare ale acesora, iar în coloana sun desenae formele de undă ale ensiunilor la ieşirea circuielor ( ). Scrieţi pe foaia de concurs asocierile dinre fiecare lieră corespunzăoare circuiului din coloana A şi cifra corespunzăoare formei de undă a acesuia din coloana. A a. U b U a R U a D b. 2. U c D U b R D U c R c. 3. U d R u U d D d. 4. e. U e U e 2 R U emax D π 2π 3π π 2π 3π π 2π 3π π 2π 3π f. 6. π 2π 3π Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 2

3 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii I.3. Transcrieţi pe foaia de examen cifra corespunzăoare fiecărei afirmaţii şi noaţi în drepul ei liera A, dacă apreciaţi că afirmaţia ese adevăraă sau liera F, dacă apreciaţi că afirmaţia ese falsă: 1. Funcţia binară F( A,, C) ese scrisă in forma canonică normal disjuncivă. 2. Scurcircuiarea unei diode dinr-un circui redresor monofaza dublă alernanţă în pune ransformă circuiul înr-un redresor monofaza monoalernanţă. 3. Numărul minim de porţi ŞI cu 2 inrări care po înlocui poara logică ŞI cu 3 inrări ese Penru orice număr binar n şi penru orice valoare a variabilei binare A exisă relaţia: ( n 1) A A În figura 7 ese reprezenaă schema bloc a raducorului. Elemen sensibil Fig.7 Adapor Subiecul II TOTAL: 3 punce II.1. Compleaţi spaţiile libere noae cu 1, 2, 3, 4 şi 5, asfel încâ afirmaţiile de mai jos să fie adevărae. a. Mărimile elecrice care definesc caracerisicile saice de ieşire ale ranzisorului bipolar de ip pnp în conexiunea bază comună sun:...(1)...şi... (2)... b. Penru a deermina frecvenţa semnalelor elecrice cu osciloscopul mărimea care se măsoară ese...(3)... c. Valoarea curenului prin fooranzisor depinde de inensiaea..(4)... d. Condensaoarele ideale conecae în circuie de curen coninuu se comporă ca înrerupăoare puse pe poziţia...(5)... II.2. Se dă circuiul din figura 8. Se cere: a. Deerminaţi expresia funcţiei binare f; b.reprezenaţi circuiul corespunzăor funcţiei obţinue uilizând numai porţi de ipul SAU-NU ; c. Deerminaţi valorile variabilelor binare A, şi C penru care funcţia f ia valoarea minimă. II.3. În figura 9 sun reprezenae grafic semnalele aplicae la inrările A şi ale unei porţi logice, respeciv semnalul rezula la ieşirea aceseia f. a. Idenificaţi ipul de poară analizând evoluţia în imp a semnalelor. b.scrieţi relaţia maemaică dinre ieşirea porţi f şi inrările aceseia A şi. c. Folosind eoremele algebrei binare deerminaţi forma cea mai simplă a funcţiei binare: f A f Fig. 9 Subiecul. III TOTAL: 4 punce III.1. Se dă circuiul logic din figura 1. Se cere: a. Deerminaţi expresia funcţiei binare f; b. Reprezenaţi abelul de adevăr corespunzăor funcţiei f; c. Simplificaţi funcţia f folosind eoremele algebrei binare şi reprezenaţi circuiul funcţiei simplificae uilizând minimum de porţi logice. Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 3

4 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii III.2. Circuiul din figura 11 ese alimena cu ensiunea E = 12 V. Tranzisorul ese caraceriza de urmăorii paramerii: facorul de amplificare β = 1, ensiunea colecor emior la sauraţie U CEsa. = V, ensiunea bază emior U E =,6 V şi curenul rezidual de colecor I CO =. Se cere: a. Argumenaţi regimul în care funcţionează ranzisorul şi calculaţi valoarea rezisenţei R C penru a asigura funcţionarea LED-ului D în puncul saic caraceriza de mărimile I D = 1 ma şi U D = 2 V dacă comuaorul K se află pe poziţia 2. b. Se alege rezisenţa R C de valoare 5 Ω. Se pune comuaorul K pe poziţia 1. Calculaţi valoarea rezisenţei R din baza ranzisorului asfel încâ LED-ul să funcţioneze în puncul saic I D = 1 ma şi U D = 2 V. c. Scrieţi ecuaţia drepei de sarcină şi reprezenaţi grafic dreapa de sarcină penru valorile impuse şi calculae la puncul b. III.3. În figura 12 ese reprezenaă schema bloc a unei surse de ensiune. Se cere: a. Folosind oae simbolurile din figura 13, desenaţi schema elecronică a unei surse sabilizae de ensiune uilizând ca model schema bloc din figura 12 şi reprezenaţi grafic formele de undă ale ensiunilor u s la ieşirea ransformaorului, redresorului cu filru, u r, şi sabilizaorului u e, în inervalul [, 2 ] respecând aceiaşi scară de reprezenare. b. Şiind că la ieşirea unui redresor monofaza dublă alernanţă fără condensaor de filrare ensiunea are forma din figura 14, scrieţi expresia ensiunii u S la bornele înfăşurării secundare a ransformaorului şi calculaţi ensiunea medie redresaă U. Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 4

5 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii OLIMPIADA DISCIPLINE TEHNOLOGICE Faza naţională isriţa, aprilie 214 arem de corecare şi noare Profil: Tehnic Domeniul: Elecronică, auomaizări, elecomunicaţii Clasa: a XI-a Subiecul. I. TOTAL: 2 punce I.1 1 punce d a c b d a c a d b Se acordă 1 punc penru fiecare răspuns corec şi punce penru răspuns greşi sau lipsa acesuia. I.2 5 punce a b c d e Se acordă 1 punc penru fiecare răspuns corec şi punce penru răspuns greşi sau lipsa acesuia. I.3 5 punce F F F A A Se acordă 1 punc penru fiecare răspuns corec şi punce penru răspuns greşi. sau lipsa acesuia. Subiecul II TOTAL: 3 punce II.1 5 punce 1. curenul de colecor 2. ensiunea bază colecor 3. perioada 4. fluxului luminos 5. deschis Se acorda 1 punc penru fiecare răspuns corec şi punce penru răspuns greşi sau lipsa acesuia. II.2 15 punce a. 5 punce f C A C Se acorda 5 punce penru deerminarea corecă a expresiei funcţiei f şi punce penru rezolvare greşiă sau lipsa rezolvării. b. 5 punce f A C A C A f C. Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 5

6 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii Se acordă 5 punce penru reprezenarea corecă a circuiului şi punce penru lipsa reprezenării sau reprezenare greşiă. c. 5 punce Se reprezină abelul de adevăr din care rezulă valorile variabilelor A,, C penru care funcţia f ia valoarea minimă, adică : A C f A =, = ; C = Se acorda 5 punce penru reprezenarea corecă a abelului de adevăr sau specificarea valorilor variabilelor A,, C penru care funcţia f ia valoarea 1 şi punce penru lipsa rezolvării sau rezolvare greşiă. II.3 1 punce a. 4 punce Analizând formele de undă rezulă urmăorul abel de adevăr : A f de unde rezulă că funcţia f se obţine cu o poară SAU-EXCLUSIV Se acorda 3 punce penru deerminarea corecă a porţii logice şi punce penru rezolvare greşiă sau lipsa aceseia. b. 2 punce f Se acorda 3 punce penru deerminarea corecă a funcţiei şi punce penru rezolvare greşiă sau lipsa aceseia. c. 4 punce f A A A A Se acorda 4 punce penru deerminarea formei celei mai simple a funcţiei f şi punce penru rezolvare greşiă sau lipsa rezolvării. Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 6

7 Subiecul. III. Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii TOTAL: 4 punce III punce a. 2 punce f C C A C A C f Se acordă 2 punce penru scrierea corecă a funcţiei şi punce penru răspuns greşi sau lipsa acesuia b. 3 punce A C f Se acordă 3 punce penru reprezenarea corecă a abelului de adevăr şi punce penru lipsa reprezenării sau reprezenare greşiă. c. 1 punce f C C 1 C A C C C f C C Se acordă 5 punce penru simplificarea funcţiei aplicând eoremele algebrei binare şi punce penru rezolvare greşiă sau lipsa aceseia Se observă că suma A C C se poae realiza cu o poară SAU-EXCLUSIV NEGAT. Circuiul corespunzăor funcţiei minimizae ese reprezena în figura de mai jos. A C Se acordă 5 punce penru reprezenarea circuiului logic cu două porţi şi punce penru răspuns greşi sau lipsa acesuia III punce a. 5 punce Dacă comuaorul K ese pe poziţia 2, poenţialul bazei ese V, rezulă că ranzisorul ese bloca. Deci ranzisorul se află în E regimul de blocare. R C Se acordă 2 punce penru argumenarea corecă a regimului în care funcţionează ranzisorul şi punce penru argumenare greşiă sau lipsa aceseia. Tranzisorul fiind bloca prin rezisenţa R C şi prin LED va rece curenul I D. E = R C I D + U D 1p R C = (E - U D )/ I D 1p R C = (12-2)/ = 1 k Ω 1p f 1 2 K R D Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 7

8 Miniserul Educaţiei Naţionale Subiece penru Faza naţională a Olimpiadelor la disciplinele din aria curriculară Tehnologii Se acordă 3 punce penru calculul corec al rezisenţei R C şi punce penru calcul greşi sau lipsa acesuia. b. 7 punce Penru ca LED-ul să funcţioneze în puncul saic I D =1 ma şi U D = 2 V, se impune ca valoarea ensiunii colecor emior să fie 2 V. E = R C (I C + I D ) + U CE 2 p I C = (E - U CE - R C I D )/R C, unde U CE = U D I C = (12-2 5)/5 =,1 A = 1 ma 1 p I = I C / β = 1/1 =,1 ma = 1 μa 1 p E = R I + U E 1 p R = (E - U E )/ I R = (12,6) /(,1 1-3 ) = 11,4 1 4 Ω = 114 kω 2 p c. 3 punce E = R C (I C + I D ) + U CE E- R C I D = R C I C + U CE 1 p I C I Cmax =(E-R C I D )/R C I Cmax U CE U CE = E- R C I D Se acordă 2 punce penru reprezenarea corecă a drepei de sarcină şi punce penru reprezenare greşiă sau lipsa acesuia. 3. u 1 punce s a. 5 punce R π 2π D 1 D 2 Tr C u r DZ π 2π D 4 D 3 u e π 2π Se acordă 2 punce penru reprezenarea corecă a circuiului, 3 punce penru reprezenarea corecă a eniunilor ( 1 punc penru fiecare reprezenare) şi punce penru reprezenare greşiă sau lipsa acesuia. b. 5 punce u S = U Smax sin(ω) u S = 28,2 sin(314 ) sau u S = 2 2 sin(314 ) Se acordă 3 punce penru scrierea corecă a expresiei ensiunii u S şi punce penru expresie scrisă greşi sau lipsa aceseia. 2 USmax 2 28,2 U 17, 96V 3,14 Se acordă 2 punce penru calcularea corecă a ensiunii U şi punce penru calcul greşi sau lipsa aceseia. NOTĂ: Se va acorda fiecărui subiec puncajul maxim dacă a fos rezolva corec şi nu s-au parcurs eapele de rezolvare în ordinea indicaă în barem sau s-a folosi ală meodă de rezolvare. Profil: ehnic, Domeniul: Elecronică, auomaizari, elecomunicaţii clasa a XI-a 8