Formelbuch, Netzunabhängiger Taschenrechner, Geodreieck, Zirkel und Massstab

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1 Serie 200 Berufskunde schriftlich Elektrotechnik / Elektronik Gewerbliche Lehrabschlussprüfungen Elektromonteur / Elektromonteurin Zeit: Hilfsmittel: 75 Minuten Formelbuch, Netzunabhängiger Taschenrechner, Geodreieck, Zirkel und Massstab Bewertung: - ie 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. - er 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. ie Antworten werden in der aufgeführten Reihenfolge bewertet, überzählige Antworten werden nicht bewertet. - Verwenden Sie bei Platzmangel für die die Rückseite. Notenskala: Maximale Punktezahl: 32,0 30,5-32,0 27,5-30,0 24,0-27,0 2,0-23,5 8,0-20,5 4,5-7,5,5-4,0 8,0 -,0 5,0-7,5 2,0-4,5 0,0 -,5 Punkte = Note 6,0 Punkte = Note 5,5 Punkte = Note 5,0 Punkte = Note 4,5 Punkte = Note 4,0 Punkte = Note 3,5 Punkte = Note 3,0 Punkte = Note 2,5 Punkte = Note 2,0 Punkte = Note,5 Punkte = Note,0 Erarbeitet durch: Herausgeber: Arbeitsgruppe LAP des VSEI im Beruf Elektromonteur / Elektromonteurin SBB, Abteilung Qualifikationsverfahren, Bern

2 . Ein Spannungsteiler soll die Eingangsspannung U E = 5 V in eine Ausgangsspannung U A = 9 V aufteilen. Wie gross muss der Widerstand R sein, wenn R 2 = 33.Q und R L = 00.Q betragen? 2 R = R2 RL = 33,Q 00,Q =248,Q 2L R 2 + R L 33.Q + OO.Q., I = UA = 9 V = A R 2L 24,8.Q, R =~ = UE - UA = 5 V - 9 V = 654.Q I I 0,363 A ='== 2. Eine Cu-Sammelschiene hat bei einem Strom von 480 A einen Spannungsfall 2 von 0,6 V. Welche Länge hat die Sammelschiene, wenn der Querschnitt 5 mm x 50 mm beträgt?.q. mm 2 PCu = 0,075-- m A = I b = 5 mm 50 mm = 250 mm 2 R = U = 0,6 V = Q I 480 A ' = A R = 250 mm 2 0,0025,Q = 786 m P 2 0,075.Q. mm ' === m Seite 2/9

3 3. er Wicklungswiderstand einer Relaisspule beträgt bei 20 oe 620 Q. Nach 2 längerem Betrieb beträgt die Wicklungstemperatur 46 'C. Berechnen Sie den Warmwiderstand der Relaiswicklung. <Xeu = 0,004 K il'ö = 'Ö w - 'Ök = 46 oe - 20 oe = 26 K 26 K = 645 Q ilr = R k. <X. il'ö = 620 Q , K ' Rw = Rk + ilr = 620 Q + 64,5 Q = 684,5 Q 4. Ein Verbraucher mit einem Wirkungsgrad von 88 % hat 720 W Verluste. Berechnen Sie seine Nennleistung. 2 ilp% = 00 % - = 00 % - 88 % = 2 % P = ilp 00 % = 720 W. 00 % = 6'000 W ilp% 2 % P 2 = P ' = 6'000 W 0,88 = 5'280 W Seite 3/9

4 5. ie Leerlaufspannung einer Monozelle beträgt,5 V, der Innenwiderstand 0,5 0 2 und der Lastwiderstand 0.25 O. Berechnen Sie die erforderliche Anzahl derartiger parallel geschalteter Elemente, wenn ein Laststrom von 4 A fliessen soll. U L == R L. I == 0,25 Q. 4 A == V LlUMonozelle == Uo - U L ==,5 V - V == 0,5 V Ri == LlUMonozelle == 0,5 V == 025 Q tot I 4 A ' n == RiZelle == 0,5 Q == 4 Monozellen Zellen Ri tot 0,25 Q 6. Mit einem KO werden die vier untenstehenden Strom- und Spannungsverläufe 2 dargestellt. Ordnen Sie durch Ankreuzen die entsprechende Lastart zu. U,I U,I Linien- oder Zeitdiagramm Linien- oder Zeitdiagramm kapazitive Last ohmsche Last r\7i ohmsche und induktive ~ Last gemischt ohmsche und kapazitive Last gemischt induktive Last kapazitive Last ~ ohmsche Last ohmsche und induktive Last gemischt ohmsche und kapazitive Last gemischt induktive Last U,I Linien- oderzeitdiagramm Linien- oderzeitdiagramm ~ kapazitive Last ohmsche Last ohmsche und induktive Last gemischt ohmsche und kapazitive Last gemischt induktive Last kapazitive Last ohmsche Last Last gemischt ohmsche und induktive ohmsche und kapazitive Last gemischt. ~ induktive Last Oe Seite 4/9

5 7. Ein in reieck geschalteter Heisswasserspeicher hat einen Anschlusswert von 2 4,8 kw bei 3 x 400 V. Berechnen Sie den Widerstand eines Stranges. P = ~ = 4,8 kw = 6 kw Str 3 3 ' R =~ = (400 V)2 = 00 Q Str P '600 W Str 8. a) Kreuzen Sie an, welcher der beiden Motoren für den Stern-reieck-Anlauf 2 an unserem Netz 3 x 400 V/50 Hz geeignet ist. AM 3 x 400/230 V 50 Hz 30,0/52,0 A 5 kw AM 3 x 690/400 V 50 Hz 7,3/30,0 A 5 kw 2'820/ min. cos <P.=0,85 2'820/ min.. cos <P = 0,85 b) Berechnen Sie den Schlupf des Motors in 0/0. S hl f - nrehfeld - nmotor 00 % _ 3'000-2'820.00% _ 6 0/ C up /0 n rehfeld 3'000 c) Wie viele Pole weißt dieser Motor auf? 50!. 60s Polpaare = f.60 = s =Polpaar => 2 Pole n 3'000 Seite 5/9

6 9. rei gleiche Spulen liegen in Sternschaltung am rehstromnetz 3 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? z = UStrang = 230 V = 7666.Q Strang I 3 A ' R = ZStrang. cas <p = 76,66.Q. 0,7 = 53,66.Q XL =JZ2 - R 2 = ~(76,66Q.)2 - (53,66Q.)2 = 54,75 Q. = 7427 mh L = XL = 54,75.Q 2nf 2.n.50 ~ =='== s 0. Eine Kreiselpumpe hat 95 m 3 Wasser in ein 75 m höher gelegenes Reservoir 2 gepumpt. azu wurden gemäss Zählerablesung 3,5 kwh aus dem Netz bezogen. Mit welchem Wirkungsgrad arbeitet die ganze Anlage? m W ab =m g. h =95'000 kg 9, m = 69'896'250 Nm s W b =69'896'250 Nm =69' kws = 69'896,250 kws =9 46 kwh a, 3'600 ~, h = Wab = 9,46kWh =0,66 W auf 3,5 kwh Seite 6/9

7 . Ein Tauchsieder erwärmt, bei einem Wirkungsgrad von 9 %, 0,75 Liter Wasser 3 in 0 Minuten von 3 oe auf den Siedepunkt. Wie gross ist die Leistung des Tauchsieders? = 4'90 _J_ 2 kg. K C H 0 ~'Ö = 'Ö 2 - 'Ö = 00 oe -3 oe = 87 K J Qab = m. C. ~'Ö = 0,75 kg 4' K = 273'397,5 J kg K P _ Qab 273'397,5 Ws = 500,73 W auf - ~ 600 s 0,9 2. Ein Bauherr hat vor 0 Jahren eine Niedervoltbeleuchtung mit 2 2 Halogenlampen a35 W installieren lassen. Aus Energiespargründen mächte er nun diese durch 3 W-LE-Module ersetzen. ie Halogenlampen haben eine Lichtausbeute von 20mlW, die LE-Module 70 Im/W. Wie viele LE-Module sind notwendig, wenn die Beleuchtungsstärke gleich bleiben soll? P NV = n. P NV = 2 35W'= 420 W <I> = TJNV. P NV = 20 ~. 420 W = 8'400 Im W _ ~ _ 8'400 Im _ 20 W PLE llle 70 ~ W n = P LE P LE = 20 W = 40 LE - Module 3 W Seite 7/9

8 3. a) Ergänzen Sie die Schaltung mit einer iode, welche den Transistor vor Selbstinduktionsspannungen des Relais schützt. b) Vervollständigen Sie das Transistorsymbol, inklusive Bezeichnung der Anschlüsse. 2 K 8 iode richtig Trans. richtig c) Kreuzen Sie an, ob folgende Aussagen richtig oder falsch sind..c (,) Cf) CiS l.l. iese Schaltung dient zur Alarmierung bei zu tiefen Temperaturen. (Frostalarm) Wenn R pot verkleinert wird, muss die Temperatur auf einen tieferen Wert sinken, bis der Alarm anspricht 4. Zwei Kondensatoren von 20 ~F und 30 ~F sind in Serie geschaltet. Sie liegen an 2 einem Netz 24 V/50 Hz. Wie gross ist der in der Zuleitung fliessende Blindstrom? C = -+ C C 2 X c =--- 2 t f C = 2 J.lF J.lF 30J.lF I = Uc = 24 V = 009 A c Xc 265,4 Q, = 265,4 Q 2. t f..lf s Seite 8/9

9 5. Es ist eine Schützenspule im Schnitt dargestellt. Zeichnen Sie in allen 2 magnetisierten Eisenteilen magnetische Feldlinien mit Richtungsangabe ein, und geben Sie bei jedem Schenkel die magnetische Polarität an. I-- ~ ~ S... N ~:.~ >c~~ ~~~ j~~~ >c;.~ ~~..:.. p...- > S ~ ) ) ~ ) L Feldlinienverlauf Feldlinienrichtung Magnetische Pole SNS... Total 32 Seite 9/9