ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ειµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης
ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Παρασκευή, Μα ου Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΓΙΑ ΟΜΑ Α ΠΡΩΤΗ A. Για τις αρακάτω ροτάσεις Α. και Α. να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ρότασης και δίλα σε κάθε αριθμό το γράμμα ου τη συμληρώνει σωστά. A. Τρεις αντιστάσεις R, R, R για τις οοίες ισχύει R >R >R συνδέονται αράλληλα. Τότε, για την ισοδύναμη αντίσταση R ισχύει: α. R > R β. R < R γ. R < R δ. R > R > R A. Κύκλωμα RLC σε σειρά τροφοδοτείται αό εναλλασσόμενη τάση VV ημ(ωt+ ) 6 και διαρρέεται αό ρεύμα II ημ(ωt+ ). Τότε: 6 α. το κύκλωμα αρουσιάζει εαγωγική συμεριφορά. β. η άεργος ισχύς (Q) του κυκλώματος είναι αρνητική. γ. η τιμή της έντασης του ρεύματος I είναι η ελάχιστη δυνατή. δ. το κύκλωμα αρουσιάζει ωμική συμεριφορά. A. Για τις ημιτελείς ροτάσεις Α. και Α. να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ρότασης και δίλα σε κάθε αριθμό το γράμμα ου αντιστοιχεί στο σωστό συμλήρωμά της. A. O δυαδικός αριθμός ισούται με τον αριθμό: α. (Α6) 6 β. (5) γ. (4) 8
ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ δ. (7) 6 (µονάδες 5) A. Η συχνότητα της τάσης του δικτύου της ΔΕΗ είναι 5Hz. Tότε, η ερίοδος της λήρως ανορθωμένης τάσης είναι: α. Τ, sec β. Τ, sec γ. Τ5 sec δ. Τ sec A. Για τις ροτάσεις ου ακολουθούν, να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα της κάθε μίας και δίλα το γράμμα Σ, αν η ρόταση είναι σωστή, ή Λ, αν η ρόταση είναι λανθασμένη. α. Σε μία εαφή p-n χωρίς όλωση το τμήμα p είναι φορτισμένο θετικά. (μονάδες ) β. Σε μια διάταξη τροφοδοτικού ο μετασχηματιστής ανυψώνει ή υοβιβάζει την ac τάση. (μονάδες ) γ. Για την εικοινωνία μεταξύ αναλογικών και ψηφιακών κυκλωμάτων ααιτείται η αρεμβολή ενός κυκλώματος διασύνδεσης (interface). (μονάδες ) δ. O συντελεστής ισχύος ενός κυκλώματος RLC σε σειρά αίρνει και αρνητικές τιμές. (μονάδες ) ε. Ένα κύκλωμα ενισχυτή δεν είναι αναγκαίο να εριλαμβάνει ενεργό στοιχείο. (μονάδες ) ΑΠΑΝΤΗΣΗ A. γ Α. δ Α. δ Α. β A Λ Σ Σ Λ Λ
ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ A4. Δίνεται το αρακάτω κύκλωμα, στο οοίο οι δίοδοι D, D, D, D 4 θεωρούνται ιδανικές. Όταν οι διακότες Δ, Δ είναι ανοιχτοί, το ρεύμα ου διαρρέει τον κλάδο των ηγών είναι Ι Α. Αν κλείσουμε τους Δ, Δ, το ρεύμα στον κλάδο των ηγών αίρνει τιμή Ι. Για τα Ι Α, Ι ισχύει: α. Ι Α 4 β. Ι 5 Ι Α Ι γ. Α Ι Ι i. Να ειλέξετε τη σωστή αάντηση. ii. Να αιτιολογήσετε την αάντησή σας. (μονάδες ) (μονάδες 7) ΑΠΑΝΤΗΣΗ i) Σωστό το α. ii)στην ερίτωση ου είναι και οι δύο διακότες ανοικτοί ρεύμα θα ερνάει μόνο αό τον κλάδο όου ανήκει η δίοδος D, γιατί η D και ηd4 είναι ανάστροφα ολωμένες και στον κλάδο της D είναι ανοικτός ο διακότης Δ. Άρα R 5R R + R+ R Ε 4E Ε Ι Α ΙΑ 5R 5R R Στην ερίτωση ου και οι δύο διακότες είναι κλειστοί τότε ρεύμα θα ερνάει αό τους κλάδους των διόδων D και D, οότε R R R + + R R Ε E Ε Ι B. Οότε ΙB R R R Ι Α 4. Ι 5 4
ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α5. Ωμική αντίσταση R Ω και ιδανικό ηνίο με συντελεστή αυτεαγωγής L,Η συνδέονται σε σειρά και στα άκρα του συστήματος εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση VV ημωt. Αν το κύκλωμα αρουσιάζει διαφορά φάσης τάσης-έντασης φ/4, η συχνότητα της ηγής είναι: α. f Hz β. f KHz γ. f Hz i. Να ειλέξετε τη σωστή αάντηση. (μονάδες ) ii. Να αιτιολογήσετε την αάντησή σας. Δίνεται ημ 4 συν 4 (μονάδες 7) ΑΠΑΝΤΗΣΗ i) Σωστή η β. ii) Εειδή το κύκλωμα εμφανίζει εαγωγική συμεριφορά και η διαφορά φάσης τάσης-έντασης είναι φ/4 ισχύει: XL Lω R εφ ω rad/ s 4 R R L f Hz f khz ω f ΟΜΑ Α ΕΥΤΕΡΗ. Στο κύκλωμα του αρακάτω σχήματος δίνονται: Ε 6V, Ε V, r Ω, r Ω, R Ω, R 6Ω και R Ω. Ο λαμτήρας Λ έχει χαρακτηριστικά κανονικής λειτουργίας V, 4W. 5
ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ α. Να υολογίσετε την αντίσταση του λαμτήρα και το ρεύμα κανονικής λειτουργίας. (μονάδες 4) β. Να υολογίσετε την ΗΕΔ Ε, την εσωτερική αντίσταση r της ισοδύναμης ηγής των δύο ηγών και την ολική αντίσταση του κυκλώματος R. γ. Να εξετάσετε αν ο λαμτήρας λειτουργεί κανονικά. Αν η αντίσταση R αντικατασταθεί αό ιδανικό ηνίο: δ. Nα εξετάσετε αν μεταβάλλεται η φωτοβολία του λαμτήρα. ε. Nα υολογίσετε την τάση V AB. ΑΠΑΝΤΗΣΗ (μονάδες 6) (μονάδες 6) (μονάδες ) (μονάδες 6) Εειδή οι δύο ηγές είναι συνδεδεμένες κατ αντίθεση τότε Ε Ε Ε με την ολικότητα της Ε και r ολ r + r. Άρα ροκύτει το αρακάτω ισοδύναμο κύκλωμα: Ε, r ολ P α. P VI I I A V V RΛ RΛ Ω I Ε rολ r + r rολ β. Ε Ε Ε 4V Ω RR R, R, R+ R R R + R R εξ,,λ εξ Ω 7Ω 6
R R + r R Ω+ εξ OΛ Ε γ. I I 4A R V IR V Λ,Λ Λ Άρα: V Λ V V ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Ο λαμτήρας λειτουργεί κανονικά. δ. Εειδή συνδέουμε το ιδανικό ηνίο στα άκρα του λαμτήρα, αυτός βραχυκυκλώνεται, άρα δε φωτοβολεί. R R + r R 5Ω, OΛ I R, Ε + r I 8A VΑ I R, VΑ 6V. Κύκλωμα RLC σε σειρά, ου αοτελείται αό ωμική αντίσταση R8Ω, ιδανικό ηνίο αυτεαγωγής L και ιδανικό υκνωτή με χωρητικότητα C5-6 F, τροφοδοτείται αό ηγή εναλλασσόμενης τάσης με εξίσωση V8ημ(t) (S.I.) Αν το κύκλωμα βρίσκεται σε συντονισμό: α. Να υολογίσετε την ενεργό τιμή Ι εν της έντασης του ρεύματος ου διαρρέει το κύκλωμα. β. Να υολογίσετε τoν συντελεστή αυτεαγωγής L του ηνίου. Αντικαθιστούμε την ηγή εναλλασσόμενης τάσης με ηγή ίδιου λάτους, διλάσιας συχνότητας και ίδιας αρχικής φάσης με την ρώτη ηγή. γ. Να υολογίσετε τη σύνθετη αντίσταση Ζ του κυκλώματος. δ. Να γραφεί η εξίσωση του ρεύματος σε συνάρτηση με τον χρόνο. ε. Να υολογίσετε την ραγματική, την άεργο και τη φαινόμενη ισχύ του κυκλώματος. 4 Δίνονται: εφ, ημ, συν. 5 4 5 5 5 5 7
ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ α. Εειδή το κύκλωμα βρίσκεται σε συντονισμό ΖR, oότε V V I I A Ζ R Iεν Α Ι I εν β. Χ L XC Lω L L L,4H 6 Cω Cω 5 6 γ. Χ Lω Χ,4 Χ 8Ω L L L X C X C X C Ω 6 6 Cω Cω 5 Ζ R + (X VL V δ. εφφ V R L C X C) Ζ Ω I (X L X C) εφφ I R 4 φ 5 rad (όου Ι V Z,8A) Εειδή το κύκλωμα αρουσιάζει εαγωγική συμεριφορά, το ρεύμα θα υστερεί της τάσης του κυκλώματος κατά γωνία φ rad, άρα η εξίσωση του ρεύματος 5 στο κύκλωμα είναι: I,8ημ(t ) (S.I.) 5 4 ε. P Vεν Ι εν VI συνφ 8,8 5,6 Watt 5 Q V Ι ενημφ VI ημφ 8,8 5 S Vεν Ι εν VI 8,8 VA εν 9, Var ΑΞΙΟΓΗΣΗ Τα σημερινά θέματα κάλυταν σημαντικό κομμάτι της εξεταστέας ύλης και ένας καλά ροετοιμασμένος μαθητής μορούσε να ανταοκριθεί χωρίς ιδιαίτερες δυσκολίες. 8