Jede vollständig richtig gelöste Aufgabe ist mit der max. Punktzahl zu bewerten Es sind nur ganze Punktzahlen zugelassen

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1 Kantonale Prüfungskommission lehrabschlussprüfung 998 Fach BK4 Elek~~otechnik Serie A Prüfungsdatum...~.~~~~~.~~ Kandidat I Nr. Allgemeine Bestimmungen: Die Aufgaben dürfen nur an der Lehrabschlussprüfung verwendet werden! Verfügbare Zeit Aufgaben Zulässige Hilfsmittel Bewertung Vollständig richtig heisst: 75 Minuten 2 Rechen-, 6 Multiple-Choice-Aufgaben Netzunabhängiger und geräuschloser Elektrorechner Formelbuch ohne Rechenbeispiele Jede vollständig richtig gelöste Aufgabe ist mit der max. Punktzahl zu bewerten Es sind nur ganze Punktzahlen zugelassen Richtiger Rechnungsansatz (Formel; wenn notwendig beschriftete Skizze) Richtiger Rechnungsgang (Formel: Zahlenwerte mit richtigen Einheiten einsetzen; berechnen) Resultat mit richtigem Zahlenwert und Einheit Resultat auf 3 Ziffern gerundet Bei Multiple-Choice-Aufgaben entspricht die Anzahl Felder zum Einschreiben der Anzahl der richtigen Lösungen oder Aussagen Notenschlüssel: Punkte Note 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0,5,0 Erreichte Punktzahl: D Note: D Visum:.../. Experte (bewertet) Experte (kontrolliert)

2 GEWERBLICHE LEHRABSCHLUSSPRÜFUNG DES KANTONS ZÜRICH BK4 Elektrotechnik SerieA 99B.Seite 2 AUFGABE (max. 4 Punkte ) Die Spule eines Relais, das mit 24 V (DC) betrieben wird, hat sich nach längerem Betrieb von 20 C auf 47 C erwärmt. Dabei hat sich der Widerstand der Wicklung aus Kupfer um 95 0 verändert. a) Berechnen Sie den Widerstand der kalten Wicklung. b) Wie gross wird der Strom in der Spule im warmen Zustand? Lösung für" = 0,0039 'I, Lösung for" = 0,004 'I, a) R... ~= 950 =9020 -,, ! 27K,, R" ~= 950 =BBOO -",, ! 27K,, b) I =~= 24V =0,024 A.!! R. ( ) = 24, ma I =~= 24V =Q,0246A.!!. R. (BBOO +950) = 24,6 ma Für einen Folgefehler gilt: Wenn Aufgabe a) falsch. aber Aufgabe b) richtig mit falschem Resultat gerechnet wurde, ergibt dies 2 Punkte. AUFGABE 2 (max, 4 Punkte) Die Widerstände R, = 60 n und R 2 =30 n sind parallel geschaltet. Dazu werden in Serie die Widerstände R 3 = 45 n und R.. = 25 n geschalten. a) Skizzieren Sie die Schaltung! b) Berechnen Sie den Ersatzwiderstand der Schaltung! a) R, I R, b) RE~tl = +R 3 +R. -+- R, R 2 R, = ~ Eine falsche Schaltung, aber entsprechend der falschen Schaltung richtig be'acnnet. ergibt 2 Punkte.

3 BK4 Elektrotechnik Serie A Seite 3 AUFGABE 3 (max. 4 Punkte ) Ein tra9barer Heizofen wird über ein 40 Meter langes Kabel angeschlossen (Tdv (Cu), 3xl,5mm'). Am Anfang des Kabels wird eine Spannun9 von 232 V gemessen. Die Spannung am Heizofen beträgt 224V. Bestimme die Stromaufnahme des Heizofens? Lösung für p = 0,075~ Lösung für p = 0,078~ R = p t = 0,075~ 2 40 m L A,5 mm' = 0,933 n p t R L = - A O,078~.2.40m = -C..._---'''-~--,5 mm' = 0,949 n I = 6U = 232 V V = 8,57 A - Re 0,933 n I = ilu = 232 V V = 8,43 A - Re 0,949 n AUFGABE 4 (max. 4 Punkte) Die Zählerkonstante eines Haushaltzählers ;st600',,,,,. Wie viele Umdrehungen macht die Zählerscheibe dieses Zählers beim Anschluss eines 2,5 kw Boilers in 4 Minuten?!! =p c, = 2,5 kw 600,':" =500 '/~ Anzahl Umdrehungen in 4 Minuten: n' = _n_ I = 500~.4... = 00-60!!!! 60!!!! = oder R _ 3600 n ~w - c. t => n = Pkw c = 2,5 kw 600w., 240 s = 00 = ; =

4 BK4 Elektrotechnik Serie A Se~e4 AUFGABE 5 (max. 4 Punkte ) 6 Bleiakkumulatorenzellen mit einer Leenaufspannung von je 2. V und einem Innenwiderstand von je 20 mn sind in Serie geschaltet. Berechnen Sie die Stromstärke, wenn eine Halogenglühlampe mit den Angaben: 2V40W, angeschlossen wird. (Der Widerstand der Halogenglühlampe wird als konstant angenommen) R ~ U' = (2 V)' = 36 0 H.-u"", P 40 W ' I=U,,= 6 U, = 6-2, V -3.39A - R.. (6 -R i + R H u "".) (6 0, ,60) AUFGABE 6 (max. 4 Punkte) Mit einem Tauchsieder: 230 V 000 W, werden,5 Liter Wasser von 8 C auf 85 C erwärmt. Der Wärmewirkungsgrad beträgt dabei 80%. Wie lange dauert es, bis der Tauchsieder das Wasser auf 85 C erwärmt hat? (CW..., = 4, 9 kj/kgk) Q p t p t W =-=-=- ~ ~ ~ t =..9.. ~ m-c-i\9 =,5 kg.4,9~-67 K = - ~.p ~.p 0,8 kw 526 s =8,77 min =8 min 46 s oder: Q~m-c-i\9~,5 kg 4,9-.';',,-67 K= 42 kj W~=Q=P-t ~ -+ t =..9.. = 42 kj = - ~-P 0,8 kw 526 s = 8,77min = 8 min 46 s ~

5 BK4 Elektrotechnik Serie A Seite 5 AUFGABE 7 (max. 4 Punkte) Eine Sparlampe für 3 W I 230 V hat den gleichen lichtstrom (730 Im) wie eine 60 W I 230 V Glühlampe. a) Wie grass ist die lichtausbeute der Sparlampe? b) Wie grass ist die lichtausbeute der 60 W Glühlampe? c) Wie viele Sparlampen benötigt man für einen Raum mit 29 m' Grundfläche und einer verlangten Beleuchtungsstärke von 300 Ix und einem Beleuchtungswirkungsgrad von TI. = O,45? (Alterung und Verschmutzung sind nicht zu berücksichtigen) a) <>, 730 Im 56.2 ""lw nspa~mpe=p 3 W b).!lgiuhlamoe - <>, 730 Im 2.2 "'lw P 60 W c) <>, E A 300 Ix 29 m' =-'-= TI. 0,45 9'333 Im Anzahl Sparlampen = <>, <>, Im 730 Im 26,5 = 27 Sparlampen Bemerkung: Aufgabe a) und b) je einen P"nkt und Aufgabe c) 2 Punkte. AUFGABE 8 (max. 4 Punkte) Ein Kondensator 26 flf I 230V wird in einem 50 Hz-Netz verwendet. Welche Kapazität müsste der Kondensator im 60 Hz-Netz haben, damit der Blind widerstand den gieichem Wert aufweist? x = t W.C :..--~6- ~ 22,4 n 2,, 50 Hz 26 0' F.csoHl =_:... - ", X, : =0,000'027 F =2,7 uf 2,, 60 Hz 22,4 n Kann auch mit einem Dreisatz gelöst werden.

6 BK4 Elektrotechnik Serie A Seite 6 AUFGABE 9 (max. 4 Punkte) Auf dem Leistun9sschild eines Drehstrommotors stehen folgende Daten: 3.8 kw /:> / 400 V /50 Hz /8, A / cos<p = 0,8/440 '/"',. a) Berechnen Sie die aufgenommene Wirkleistung! b) Wie gross ist die Polpaarzahl! a) e =.J3 U I,cos<p=.J3.400 V 8, A 0,8 =4,49 kw f 50 Hz b) g ~;; ~ 500;;l;; ~ 2 Polpaare 60; oder: _ f 60 _ 50Hz 60~ -500-'- "s - P ~n f 50 50Hz 50-'- ~ P =-- = mln = 2 Polpaare -"s 500~n Richtiges Resultat b) wird auch ohne Formel akzeptiert (Überlegung). AUFGABE 0 (max. 4 Punkte) Ein Sonnerietransformator mit einer Nennspannung von 230 V und 30 VA hat eine Primärwicklung von 005 Windungen. Die Sekundärspannung beträgt 8 V. Wie viele Windungen hat die Sekundärwicklung? U 8V N,= U: N, ~ 230 V 005~35 Wdg.

7 BK4 Elektrotechnik SerieA Seite 7 AUFGABE (mix. 4 Punkte) Ein 400 V 230 V Vierleiternetz wird durch drei verschieden grosse Wirkwiderstände (Skizze) belastet. Wie gross ist die gesamte Wirkleistung? L, R,=30 n R,=40 n L, N R,=20 n L, p = U' = (230 V)' -323 W, R, 40 n P =!:!:. = (230 V)' = 2645 W 2 R 2 20 n P =!:!:. = (230 V)' = 763 W 'R3 30 n E", = P, + P, + P, = 573 W = 5.73 kw AUFGABE 2 (max. 4 Punkte) Berechnen Sie die Leistung des Widerstandes R 3 l,4a U,=I, R,=.4 A 2 0=6,8 V 20V R,"2Q O,SA R, R, U,=U,=U-U,=20 V-6,8 V=03,2 V,=,-,=,4 A+0,5 A=0,9 A f, =U, I,=03,2 V 0.9 A=92,9W

8 BK4 Elektrotechnik Serie A Se~e 8 AUFGABE 3 (2 Punkte) Unter welchen Bedingungen wird in einer Leiterschleife eine Spannung induziert? ~ Wenn ein konstantes Magnetfeld in der nicht bewegten Leiterschleife vorhanden ist. ~ Wenn ein konstanter Strom durch die nicht bewegte Leiterschleife fliesst. ~ Wenn sich der magnetische Fluss (Anzahl Feldlinien) in der nicht bewegten Leiterschleife ändert. Schreiben Sie den Buchstaben der richtigen Aussage in dieses Feld. AUFGABE 4 (4 Punkte, 2 Punkte pro richtige Antwort) Welche Aussagen über Transformatoren sind richtig? ~ Ein Autotransformator besteht im Prinzip aus mindestens zwei galvanisch getrennten Spulen. ~ Das Übersetzungsverhältnis der Transformatorenströme zu den Windungszahlen ist B N -'-. 2 NI ~ Die Nennleistung eines Transformators wird immer in kwangegeben. [Q] Die Kurzschlussspannung gibt Auskunft über den AnschJussstrom. r;l Wenn zwei Transformatoren parallel geschaltet werden, müssen sie immer gleiche le.j Sekundärspannungen aufweisen. o Transformatoren erzeugen beim Einschalten keine Einschaltstromstösse Schreiben Sie die zwei Buchstaben der richtigen Aussagen in diese Felae

9 BK4 Elektrotechnik Serie A Se~e 9 AUFGABE 5 (4 Punkte, 2 Punkte pro richtige Antwort) Welche Aussagen über den Drehstrom-Asynchronmotor sind richtig? fal Der Drehstrom-Asynchronmotor verhält sich im Stillstand wie ein kurzgeschlossener ~ Drehstrom-Transformator. [!] Der Rotor eines Drehstrom-Asynchronmotors läuft mit dem Drehfeld synchron. r:::l Beim Drehstrom-Asynchronmotor ist auf dem Leistungsschild immer die aufgenommene ~ Leistung au/gefuhrt. r:.::l Um beim Einschalten eines Drehstrom-Asynchronmolores den Anlaufstrom zu senken, l...q.j wird er zuerst Dreieck und nach dem Hochlaufen Stern geschaltet. ~ Stromverdrängungsläufer haben einen kleineren Anlaufstram. lf'l Wird die Spannung bei einem Drehstrom-Asynchronmotor halbiert, so halbiert sich auch l..!j das Drehmoment des Motors. Schreiben Sie die zwei Buchstaben der richtigen Aussagen in diese Felder. ~ ~ AUFGABE 6 (2 Punkte) o Welche Aussagen über Halbleiter sind richtig? Eine Leuchtdiode wird immer in Sperrichtung betrieben. Beim nebenan gezeichneten [!] "C Transistor sind die Anschlüsse B"E richtig bezeichnet. ~ Ein Thyristor verstärkt die angelegte Spannung (Spannungsverstärker). [ill Eine Zenerdiode stabilisiert den Strom. Schreiben Sie den Buchstaben der richtigen Aussage in dieses Feld

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