Elektrotechnik / Elektronik Elektromonteur

Serie 2010
Gewerbliche Lehrabschlussprüfungen
Elektromonteur / Elektromonteurin
Berufskunde schriftlich
Elektrotechnik / Elektronik
Zeit:
75 Minuten
Hilfsmittel:
Formelbuch, Netzunabhängiger Taschenrechner, Geodreieck, Zirkel und
Massstab
Bewertung:
Notenskala:
- Die maximale Punktezahl ist bei jeder Aufgabe angegeben.
- Für die volle Punktezahl werden die Formeln oder Einheitengleichungen, die
eingesetzten Zahlen mit Einheiten und die zweifach unterstrichenen Ergebnisse
mit den Einheiten verlangt.
- Der Lösungsweg muss ersichtlich und nachvollziehbar sein.
- Bei Aufgaben mit Auswahlantworten wird pro falsche Antwort gleich viel
abgezogen, wie für eine richtige berechnet wird.
- Wird in einer Aufgabe eine bestimmte Anzahl Antworten verlangt, ist die
vorgegebene Anzahl verbindlich. Die Antworten werden in der aufgeführten
Reihenfolge bewertet, überzählige Antworten werden nicht bewertet.
- Verwenden Sie bei Platzmangel für die Lösungen die Rückseite.
Maximale Punktezahl:
30,5
27,5
24,0
21,0
18,0
14,5
11,5
8,0
5,0
2,0
0,0
-
32,0
30,0
27,0
23,5
20,5
17,5
14,0
11,0
7,5
4,5
1,5
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
Punkte = Note
32,0
6,0
5,5
5,0
4·,5
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
Erarbeitet durch: Arbeitsgruppe LAP des VSEI im Beruf Elektromonteur / Elektromonteurin
Herausgeber:
SDBB, Abteilung Qualifikationsverfahren, Bern
Lösungen
Elektrotechnik / Elektronik
1.
2
Ein Spannungsteiler soll die Eingangsspannung UE = 15 V in eine
Ausgangsspannung UA = 9 V aufteilen.
Wie gross muss der Widerstand R1 sein, wenn R2 = 33 .Q und RL = 100 .Q
betragen?
Lösung:
R
2L
= R 2 ·R L = 33,Q·100,Q =2481,Q
R2 + RL
33 .Q + 1OO.Q
.
,
I = U A = 9 V = 0 363 A
R 2L
24,81 .Q
,
= ~ = UE -
R
I
1
2.
= 15 V -
UA
9 V
0,363 A
I
0,5 Pt
0,5 Pt
= 1654 .Q
='==
1,0 Pt
Eine Cu-Sammelschiene hat bei einem Strom von 480 A einen Spannungsfall
von 0,6 V.
Welche Länge hat die Sammelschiene, wenn der Querschnitt 5 mm x 50 mm
beträgt?
PCu =
2
.Q. mm 2
0,0175 - - -
m
Lösung:
A
= I·b =
R=U
I
=
5 mm·50 mm
0,6 V
480 A
1= A·R = 250
P
= 250 mm 2
0,5 Pt
= 000125 .Q
0,5 Pt
'
2
mm ·0,00125,Q = 1786 m
0,0175 .Q . mm
m
2
'
1,0 Pt
===
Seite 2/9
Lösungen
Elektrotechnik / Elektronik
3.
Der Wicklungswiderstand einer Relaisspule beträgt bei 20
längerem Betrieb beträgt die Wicklungstemperatur 46 'C.
Berechnen Sie den Warmwiderstand der Relaiswicklung.
1
<Xeu
oe 620 Q. Nach
2
= 0,004 K
Lösung:
il'Ö
= 'Ö w
-
'Ök
= 46 oe - 20 oe = 26 K
0,5 Pt
1
= 645
K
' Q
R w = R k + ilR = 620 Q + 64,5 Q = 684,5 Q
ilR
4.
= R k . <X . il'Ö = 620
Q . 0004 - ·26 K
,
0,5 Pt
1,0 Pt
2
Ein Verbraucher mit einem Wirkungsgrad von 88 % hat 720 W Verluste.
Berechnen Sie seine Nennleistung.
Lösung:
ilP%
P
1
= 100
%
-11 = 100
%
-
88
%
= 12
= ilP· 100 % = 720 W . 100 % = 6'000
ilP%
12
0,5 Pt
%
W
0,5 Pt
%
P2 = P1 '11 = 6'000 W ·0,88 = 5'280 W
1,0 Pt
Seite 3/9
Lösungen
Elektrotechnik / Elektronik
5.
Die Leerlaufspannung einer Monozelle beträgt 1,5 V, der Innenwiderstand 0,5 0
und der Lastwiderstand 0.25 O.
Berechnen Sie die erforderliche Anzahl derartiger parallel geschalteter
Elemente, wenn ein Laststrom von 4 A fliessen soll.
2
Lösung:
U L == R L . I == 0,25 Q . 4 A == 1 V
LlUMonozelle == U o - U L == 1,5 V -1 V == 0,5 V
Ri
tot
== LlUMonozelle == 0,5 V == 0125 Q
I
4A
'
n
== RiZelle ==
Zellen
6.
0,5 Pt
Ri
tot
0,5 Pt
0,5 Q == 4 Monozellen
0,125 Q
1,0 Pt
Mit einem KO werden die vier untenstehenden Strom- und Spannungsverläufe
dargestellt.
Ordnen Sie durch Ankreuzen die entsprechende Lastart zu.
2
Lösung:
U,I
U,I
Linien- oder Zeitdiagramm
D
D
kapazitive Last
D
ohmsche Last
~ ohmsche Last
r\7I ohmsche und induktive
~ Last gemischt
ohmsche und kapazitive
Last gemischt
D
D
Linien- oder Zeitdiagramm
induktive Last
D
D
D
kapazitive Last
ohmsche und induktive
Last gemischt
ohmsche und kapazitive
Last gemischt
induktive Last
U,I
Linien- oder Zeitdiagramm
Linien- oder Zeitdiagramm
~ kapazitive Last
D
D
D
D
D
D
D
ohmsche Last
kapazitive Last
ohmsche Last
ohmsche und induktive
Last gemischt
ohmsche und kapazitive
Last gemischt
D
ohmsche und induktive
Last gemischt
ohmsche und kapazitive
Last gemischt
.
induktive Last
~
induktive Last
Oe 0,5
Pt
Seite 4/9
Lösungen
Elektrotechnik / Elektronik
7.
Ein in Dreieck geschalteter Heisswasserspeicher hat einen Anschlusswert von
4,8 kW bei 3 x 400 V.
Berechnen Sie den Widerstand eines Stranges.
2
Lösung:
P
=
Str
R
Str
8.
~ = 4,8 kW
3
3
= 16 kW
1,0 Pt
'
= ~ = (400 V)2 = 100 Q
PStr
1,0 Pt
1'600 W
a) Kreuzen Sie an, welcher der beiden Motoren für den Stern-Dreieck-Anlauf
an unserem Netz 3 x 400 V/50 Hz geeignet ist.
2
Lösung:
DAM
DAM
3 x 400/230 V
50 Hz
3 x 690/400 V
50 Hz
30,0/52,0 A
15 kW
17,3/30,0 A
15 kW
2'820/ min.
·cos <P.=0,85
2'820/ min ..
cos <P = 0,85
D
1,0 Pt
b) Berechnen Sie den Schlupf des Motors in 0/0.
SC hl upf -
nDrehfeld - nMotor
·100
%
n Drehfeld
_
-
3'000 - 2'820 .100 %
_
-
6
0/
/0
0,5 Pt
3'000
c) Wie viele Pole weißt dieser Motor auf?
50!. 60s
Polpaare = f . 60
n
=
s
3'000
= 1 Polpaar => 2 Pole
Seite 5/9
Elektrotechnik / Elektronik
9.
Lösungen
Drei gleiche Spulen liegen in Sternschaltung am Drehstromnetz
3 x 400 V/230 V/50 Hz. Bei einem Leistungsfaktor cos <p = 0,7 fliessen 3 A in
der Zuleitung.
Wie gross ist die Induktivität einer Spule?
3
Lösung:
zStrang
= UStrang = 230
R = ZStrang . cas <p
= 7666 .Q
1,0 Pt
= 76,66 .Q . 0,7 = 53,66 .Q
0,5 Pt
3A
= JZ2 - R 2 = ~(76,66Q.)2 -
XL
L
V
'
I
=
XL
=
2nf
54,75.Q
2.n.50 ~
(53,66Q.)2
= 54,75 Q.
0,5 Pt
= 17427 mH
1,0 Pt
=='==
s
10. Eine Kreiselpumpe hat 95 m3 Wasser in ein 75 m höher gelegenes Reservoir
gepumpt. Dazu wurden gemäss Zählerablesung 31,5 kWh aus dem Netz
bezogen.
Mit welchem Wirkungsgrad arbeitet die ganze Anlage?
2
Lösung:
Wab
= m· g. h = 95'000 kg· 9,81 2m
W
= 69'896'250 Nm = 69'896 250 kWs = 69'896,250 kWs = 19 416 kWh
b
a
s
,
.75 m = 69'896'250 Nm
3'600 ~
0,5 Pt
1,0 Pt
,
h
11= Wab = 19,416kWh =0,616
W auf
31,5 kWh
0,5 Pt
Seite 6/9
Elektrotechnik / Elektronik
11.
Ein Tauchsieder erwärmt, bei einem Wirkungsgrad von 91
in 10 Minuten von 13
auf den Siedepunkt.
Wie gross ist die Leistung des Tauchsieders?
oe
C
H
Lösungen
%,
0,75 Liter Wasser
3
= 4'190 _J_
0
kg. K
2
Lösung:
~'Ö
= 'Ö 2
-
= 100 oe -13
oe = 87 K
1,0 Pt
J
Qab
= m . C . ~'Ö = 0,75 kg ·4'190 - - ·87 K = 273'397,5 J
P
_ Qab
~
kg·K
auf -
12.
'Ö 1
273'397,5 Ws
600 s· 0,91
= 500,73
W
1,0 Pt
1,0 Pt
Ein Bauherr hat vor 10 Jahren eine Niedervoltbeleuchtung mit
12 Halogenlampen a 35 W installieren lassen. Aus Energiespargründen mächte
er nun diese durch 3 W-LED-Module ersetzen.
Die Halogenlampen haben eine Lichtausbeute von 201mlW,
die LED-Module 70 Im/W.
Wie viele LED-Module sind notwendig, wenn die Beleuchtungsstärke gleich
bleiben soll?
2
Lösung:
PNV
= n . P1NV = 12· 35W'= 420
<I> =
TJNV . PNV =
20
W
~. 420 W = 8'400 Im
W
_ ~ _ 8'400 Im _ 120 W
PLED llLED
70 ~
W
n
=
PLED
P1LED
= 120
W
3W
= 40 LED -
Module
0,5 Pt
0,5 Pt
0,5 Pt
0,5 Pt
Seite 7/9
Lösungen
Elektrotechnik / Elektronik
2
13. a) Ergänzen Sie die Schaltung mit einer Diode, welche den Transistor vor
Selbstinduktionsspannungen des Relais schützt.
b) Vervollständigen Sie das Transistorsymbol, inklusive Bezeichnung der
Anschlüsse.
Lösung:
Diode richtig 0,5 Pt
K
Trans. richtig 0,5 Pt
8
c) Kreuzen Sie an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind .
.c
(,)
Cf)
CiS
l.L.
D
D
Diese Schaltung dient zur Alarmierung bei zu tiefen
Temperaturen. (Frostalarm)
0,5 Pt
Wenn Rpot verkleinert wird, muss die Temperatur auf
einen tieferen Wert sinken, bis der Alarm anspricht
0,5 Pt
14. Zwei Kondensatoren von 20 ~F und 30 ~F sind in Serie geschaltet. Sie liegen an
einem Netz 24 V/50 Hz.
Wie gross ist der in der Zuleitung fliessende Blindstrom?
2
Lösung:
C
= 1
1
-+C1
Xc
1
1
C2
1
20 J.lF
0,5 Pt
30J.lF
1
1
=---
2·1t·f·C
= 12 J.lF
--+--
1
= 265,4 Q
1,0 Pt
2 . 1t . 50 - . 12 f..lF
s
I = Uc =
c
Xc
24 V
265,4 Q
= 009
,
A
0,5 Pt
Seite 8/9
Elektrotechnik / Elektronik
Lösungen
15. Es ist eine Schützenspule im Schnitt dargestellt. Zeichnen Sie in allen
magnetisierten Eisenteilen magnetische Feldlinien mit Richtungsangabe ein, und
geben Sie bei jedem Schenkel die magnetische Polarität an.
2
Lösung:
~
I--
S
................
~:.~
>c~~
~~~
j~~~
>c;.~
~~..:..
~
N
p...-
>
S
~
)
)
~
)
L
Feldlinienverlauf
Feldlinienrichtung
Magnetische Pole SNS
0,5 Pt.
0,5 Pt.
1,0 Pt.
Total
32
Seite 9/9

Download Report