[bistrita~2014] e.a.t ~ scris xi

Ministerul Educaiei Naionale Subiecte pentru Faza naional a Olimpiadelor la disciplinele din aria curricular Tehnologii

Profil: tehnic , Domeniul: Electronic, automatizari, telecomunicaii clasa a XI-a 1

OLIMPIADA DISCIPLINE TEHNOLOGICE Faza naional

Bistria, aprilie 2014 Profil: Tehnic Domeniul: Electronic, automatizri, telecomunicaii Clasa: a XI-a

Toate subiectele sunt obligatorii. Se acord 10 puncte din oficiu. Timpul efectiv de lucru este de 3 ore. Subiectul. I. TOTAL: 20 puncte I.1. Scriei pe foaia de concurs litera corespunztoare rspunsului corect:

1. n figura alturat este reprezentat simbolul unei pori: a. I; b. SAU; c. I-NU; d. SAU-NU.

2. Analizai modul de polarizare al jonciunilor tranzistorului bipolar reprezentat prin structura fizic n figura 1, i identificai regimul n care funcioneaz:

a. activ normal; b. activ invers; c. de blocare; d. de saturaie.

3. n figura 2 este desenat tabelul de adevr al unui multiplexor cu: a. 2 intrri de date; b. 2 ieiri; c. 2 intrri de adres (selecie); d. 2 intrri de autorizare .

4. Legea de reglare c = f() a unui regulator automat, n care este treapt unitar, reprezentat n figura 3 este de tip:

a. proporional;

b. proporional-integral; c. proporional-derivativ; d. integral.

5. Numrul minim de pori I-NU cu dou intrri, necesare realizrii funciei binare CBAf

este egal cu: a. 1; b. 2; c. 3; d. 4.

6. Tranzistorul reprezentat n circuitul din figura 4 funcionez n regim de saturaie. Curentul de colector IC se calculeaz cu relaia:

a. IC EC / RC; b. IC= IB; c. IC= IB + (+1)ICB0; d. IC IB.

X1 X0 I0 I1 I2 I3 Y

0 0 I0 x x x I0

0 1 x I1 x x I1

1 0 x x I2 x I2

1 1 x x x I3 I3

Fig. 2



7. Relaia BABAA este adevrat pentru urmtoarele valori ale variabilelor A i B: a. A = 0 i B = 0; b. A = 0 i B = 1; c. A = 1 i B = 1; d. A = 1 i B = 0.

8. O bobin ideal de inductivitate L, alimentat cu tensiunea alternativ u1(t) = 2 Usin(t), intervine n circuit cu reactana inductiv XL1. Dac tensiunea sursei devine:

u2(t) = 2 2 Usin(t), reactana bobinei XL2 va fi egal cu: a. XL2 = L; b. XL2 = 2L; c. XL2 = L/2; d. XL2 = 2/(L).

9. Raportul intensitilor curenilor I1/ I2 ce stbat circuitele reprezentate n figura 5 este egal cu:

a. n; b. 1/n; c. 1/2; d. 1/4.

10. La ieirea circuitului din figura 6 funcia f este egal cu: a. f = 0; b. f = 1;

c. f = A ;

d. f = A .

I.2. n coloana A a tabelului de mai jos sunt reprezentate circuite cu diode ideale i tensiunile de alimentare ale acestora, iar n coloana B sunt desenate formele de und ale tensiunilor la ieirea circuitelor (U2). Scriei pe foaia de concurs asocierile dintre fiecare liter corespunztoare circuitului din coloana A i cifra corespunztoare formei de und a acestuia din coloana B.

A B

R Ua D U2

a.

t

Ua ue 0

1.

t

U2 ue 0

2

3

b. 2.

t

U2 ue 0

2

3

D Ub R U2 t

Ub ue 0

c. 3.

D Uc R U2 t

Uc ue 0 t

U2 ue 0

2

3

d. 4.

t

U2 ue 0

2

3

R Ud D U2 t

Ud ue 0

Uemax

R Ue2

D U2

e.

t

Ue ue 0

5.

t

U2 ue 0

f.

6.

t

U2 ue 0

2

3



I.3. Transcriei pe foaia de examen cifra corespunztoare fiecrei afirmaii i notai n dreptul ei litera A, dac apreciai c afirmaia este adevrat sau litera F, dac apreciai c afirmaia este fals:

1. Funcia binar CBACBABACBACBAF ),,( este scris in forma canonic

normal disjunctiv. 2. Scurtcircuitarea unei diode dintr-un circuit redresor monofazat dubl alternan n punte transform circuitul ntr-un redresor monofazat monoalternan. 3. Numrul minim de pori I cu 2 intrri care pot nlocui poarta logic I cu 3 intrri este 3. 4. Pentru orice numr binar n i pentru orice valoare a variabilei

binare A exist relaia: 1)1( AAn .

5. n figura 7 este reprezentat schema bloc a traductorului . Subiectul II TOTAL: 30 puncte II.1. Completai spaiile libere notate cu 1, 2, 3, 4 i 5, astfel nct afirmaiile de mai jos s fie adevrate. a. Mrimile electrice care definesc caracteristicile statice de ieire ale tranzistorului bipolar de tip pnp n conexiunea baz comun sunt: ...(1)....i .... (2)... b. Pentru a determina frecvena semnalelor electrice cu osciloscopul mrimea care se msoar este ....(3).... c. Valoarea curentului prin fototranzistor depinde de intensitatea..(4)... d. Condensatoarele ideale conectate n circuite de curent continuu se comport ca ntreruptoare puse pe poziia ...(5)... II.2. Se d circuitul din figura 8 . Se cere: a. Determinai expresia funciei binare f; b.Reprezentai circuitul corespunztor funciei obinute utiliznd numai pori de tipul SAU-NU; c. Determinai valorile variabilelor binare A, B i C pentru care funcia f ia valoarea minim. II.3. n figura 9 sunt reprezentate grafic semnalele aplicate la intrrile A i B ale unei pori logice, respectiv semnalul rezultat la ieirea acesteia f. a. Identificai tipul de poart analiznd evoluia n timp a semnalelor. b.Scriei relaia matematic dintre ieirea pori f i intrrile acesteia A i B. c. Folosind teoremele algebrei binare determinai forma cea mai

simpl a funciei binare: BABABAf

Subiectul. III TOTAL: 40 puncte III.1. Se d circuitul logic din figura 10. Se cere: a. Determinai expresia funciei binare f; b. Reprezentai tabelul de adevr corespunztor funciei f; c. Simplificai funcia f folosind teoremele algebrei binare i reprezentai circuitul funciei simplificate utiliznd minimum de pori logice.

0

0

0

A

B

f

Fig. 9

t

t

t

Element sensibil

Adaptor

Fig.7



III.2. Circuitul din figura 11 este alimentat cu tensiunea E = 12 V. Tranzistorul este caracterizat de urmtorii parametrii: factorul de amplificare = 100, tensiunea colector emitor la saturaie UCEsat. = 0 V, tensiunea baz emitor UBE = 0,6 V i curentul rezidual de colector ICBO = 0. Se cere: a. Argumentai regimul n care funcioneaz tranzistorul i calculai valoarea rezistenei RC pentru a asigura funcionarea LED-ului D n punctul static caracterizat de mrimile ID = 10 mA i UD = 2 V dac comutatorul K se afl pe poziia 2. b. Se alege rezistena RC de valoare 500 . Se pune comutatorul K pe poziia 1. Calculai valoarea rezistenei RB din baza tranzistorului astfel nct LED-ul s funcioneze n punctul static ID = 10 mA i UD = 2 V. c. Scriei ecuaia dreptei de sarcin i reprezentai grafic dreapta de sarcin pentru valorile impuse i calculate la punctul b. III.3. n figura 12 este reprezentat schema bloc a unei surse de tensiune. Se cere: a. Folosind toate simbolurile din figura 13, desenai schema electronic a unei surse stabilizate de tensiune utiliznd ca model schema bloc din figura 12 i reprezentai grafic formele de und ale tensiunilor us la ieirea transformatorului, redresorului cu filtru, ur, i stabilizatorului ue, n intervalul [0, 2] respectnd aceiai scar de reprezentare. b. tiind c la ieirea unui redresor monofazat dubl alternan fr condensator de filtrare tensiunea are forma din figura 14, scriei expresia tensiunii uS la bornele nfurrii secundare a transformatorului i calculai tensiunea medie redresat U0.



A

B

C

f

.

OLIMPIADA DISCIPLINE TEHNOLOGICE

Faza naional Bistria, aprilie 2014

Barem de corectare i notare

Profil: Tehnic Domeniul: Electronic, automatizri, telecomunicaii Clasa: a XI-a Subiectul. I. TOTAL: 20 puncte I.1 10 puncte

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

d a c b d a c a d b

Se acord 1 punct pentru fiecare rspuns corect i 0 puncte pentru rspuns greit sau lipsa acestuia. I.2 5 puncte

a b c d e

3 4 1 2 5

Se acord 1 punct pentru fiecare rspuns corect i 0 puncte pentru rspuns greit sau lipsa acestuia. I.3 5 puncte

1 2 3 4 5

F F F A A

Se acord 1 punct pentru fiecare rspuns corect i 0 puncte pentru rspuns greit. sau lipsa acestuia. Subiectul II TOTAL: 30 puncte II.1 5 puncte 1. curentul de colector 2. tensiunea baz colector 3. perioada 4. fluxului luminos 5. deschis Se acorda 1 punct pentru fiecare rspuns corect i 0 puncte pentru rspuns greit sau lipsa acestuia. II.2 15 puncte a. 5 puncte

CBACBACABf

Se acorda 5 puncte pentru determinarea corect a expresiei funciei f i 0 puncte pentru rezolvare greit sau lipsa rezolvrii. b. 5 puncte

CBACBAf



Se acord 5 puncte pentru reprezentarea corect a circuitului i 0 puncte pentru lipsa reprezentrii sau reprezentare greit. c. 5 puncte Se reprezint tabelul de adevr din care rezult valorile variabilelor A, B, C pentru care funcia f ia valoarea minim, adic 0:

A = 0, B = 0; C = 0

Se acorda 5 puncte pentru reprezentarea corect a tabelului de adevr sau specificarea valorilor variabilelor A, B, C pentru care funcia f ia valoarea 1 i 0 puncte pentru lipsa rezolvrii sau rezolvare greit. II.3 10 puncte a. 4 puncte Analiznd formele de und rezult urmtorul tabel de adevr :

A B f

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

de unde rezult c funcia f se obine cu o poart SAU-EXCLUSIV Se acorda 3 puncte pentru determinarea corect a porii logice i 0 puncte pentru rezolvare greit sau lipsa acesteia. b. 2 puncte

BABAf

Se acorda 3 puncte pentru determinarea corect a funciei i 0 puncte pentru rezolvare greit sau lipsa acesteia. c. 4 puncte

BAAABBBABABABABABABABAf Se acorda 4 puncte pentru determinarea formei celei mai simple a funciei f i 0 puncte pentru rezolvare greit sau lipsa rezolvrii.

A B C f

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 1



Subiectul. III. TOTAL: 40 puncte III.1. 15 puncte a. 2 puncte

CBBACBBAf

BCACBACBBACBAf Se acord 2 puncte pentru scrierea corect a funciei i 0 puncte pentru rspuns greit sau lipsa acestuia b. 3 puncte Se acord 3 puncte pentru reprezentarea corect a tabelului de adevr i 0 puncte pentru lipsa reprezentrii sau reprezentare greit. c. 10 puncte

BCACBACBACBABCACBABCACBAf 1

BCACABCABBCABCACBACBAf Se acord 5 puncte pentru simplificarea funciei aplicnd teoremele algebrei binare i 0 puncte pentru rezolvare greit sau lipsa acesteia

Se observ c suma CACA se poate realiza cu o poart SAU-EXCLUSIV NEGAT. Circuitul corespunztor funciei minimizate este reprezentat n figura de mai jos. Se acord 5 puncte pentru reprezentarea circuitului logic cu dou pori i 0 puncte pentru rspuns greit sau lipsa acestuia III.2. 15 puncte a. 5 puncte Dac comutatorul K este pe poziia 2, potenialul bazei este 0 V, rezult c tranzisorul este blocat. Deci tranzistorul se afl n regimul de blocare. Se acord 2 puncte pentru argumentarea corect a regimului n care funcioneaz tranzistorul i 0 puncte pentru argumentare greit sau lipsa acesteia. Tranzistorul fiind blocat prin rezistena RC i prin LED va trece curentul ID . E = RCID + UD 1p RC = (E - UD)/ ID 1p RC = (12 -2)/ 1010

-3 = 1 k 1p

A B C f

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 1

RB

RC E

D

K 1

2

C

A

B

f



Se acord 3 puncte pentru calculul corect al rezistenei RC i 0 puncte pentru calcul greit sau lipsa acestuia. b. 7 puncte Pentru ca LED-ul s funcioneze n punctul static ID =10 mA i UD = 2 V , se impune ca valoarea tensiunii colector emitor s fie 2 V. E = RC(IC + ID) + UCE 2 p IC = (E - UCE - RC ID)/RC, unde UCE = UD IC = (12 - 2 5)/500 = 0,01 A = 10 mA 1 p IB = IC/ = 10/100 = 0,1 mA = 100 A 1 p E = RB IB + UBE 1 p RB = (E - UBE)/ IB RB = (12 0,6) /(0,110

-3) = 11,4104 = 114 k 2 p c. 3 puncte E = RC(IC + ID) + UCE E- RC ID = RCIC + UCE 1 p Se acord 2 puncte pentru reprezentarea corect a dreptei de sarcin i 0 puncte pentru reprezentare greit sau lipsa acestuia. 3. 10 puncte a. 5 puncte Se acord 2 puncte pentru reprezentarea corect a circuitului, 3 puncte pentru reprezentarea corect a teniunilor ( 1 punct pentru fiecare reprezentare) i 0 puncte pentru reprezentare greit sau lipsa acestuia. b. 5 puncte uS = USmaxsin(t) uS = 28,2sin(314t) sau uS = 202sin(314t) Se acord 3 puncte pentru scrierea corect a expresiei tensiunii uS i 0 puncte pentru expresie scris greit sau lipsa acesteia.

VU 96,1714,3

2,282U2 Smax0

Se acord 2 puncte pentru calcularea corect a tensiunii U0 i 0 puncte pentru calcul greit sau lipsa acesteia. NOT: Se va acorda fiecrui subiect punctajul maxim dac a fost rezolvat corect i nu s-au parcurs etapele de rezolvare n ordinea indicat n barem sau s-a folosit alt metod de

rezolvare.

t

ur

0 2

t

us

0 2

t

ue

0 2

Tr

uP

uS

D1

D4

D2

D3

DZ

R

C

IC ICmax =(E-RCID)/RC

UCE

UCE = E- RC ID

0

ICmax

[bistrita~2014] e.a.t ~ scris xi

Documents