Formelbuch, Taschenrechner ohne Datenbank, Massstab und Transporteur

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1 Serie 2008 Berufskunde schriftlich Elektrotechnik Elektronik Gewerbliche Lehrabschlussprüfungen Eiektromonteur/ Elektromonteurin Zeit Hilfsmittel Bewertung 75 Minuten Formelbuch, Taschenrechner ohne Datenbank, Massstab und Transporteur - Die maximale Punktezahl ist bei jeder Aufgabe angegeben. - Für die volle Punktezahl werden die Formeln oder Einheitengleichung, die eingesetzten Zahlen mit den Einheiten, sowie die zweifach unterstrichenen Ergebnisse mit den Einheiten verlangt. - Der Lösungsweg muss ersichtlich und leicht nachvollziehbar sein. - Verwenden Sie bei Platzmangel die Rückseite für die. - Bei Aufgaben mit Auswahlantworten wird pro überzählige Antwort gleich viel abgezogen wie für eine richtige Antwort 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. Notenskala Maximale Punktezahl: 40,0 38,0-40,0 Punkte = Note 6,0 34,0-37,5 Punkte = Note 5,5 30,0-33,5 Punkte = Note 5,0 26,0-29,5 Punkte = Note 4,5 22,0-25,5 Punkte = Note 4,0 18,0-21,5 Punkte = Note 3,5 14,0-17,5 Punkte = Note 3,0 10,0-13,5 Punkte = Note 2,5 6,0-9,5 Punkte = Note 2,0 2,0-5,5 Punkte = Note 1,5 0,0-1,5 Punkte = Note 1,0 Erarbeitet durch: Herausgeber: Arbeitsgruppe LAP des VSE im Beruf Elektromonteur / Elektromonteurin SDBB, Abteilung Qualifikationsverfahren, Bern

2 1. Ein Verbraucher ist an 400 V angeschlossen und bezieht in 8 Minuten eine 2 elektrische Energie von 200 Wh. Berechnen Sie: a) die Nennleistung, b) den Widerstand. a) P = W = 200 Wh 3'600 s = 1'500 W t 8 60 s h b) R = ~ = (400 V)2 == P 1'500 W ' 2. Berechnen Sie die Spannung U 2 a) bei offenem Schalter, b) bei geschlossenem Schalter. 3 > co -.:::t 11 :::::> s R 2 =1'2000 RB =600 0 a)u = U. R2 = 48 V. 1'200 0 = 36 V 2 R 1 +R '2000 b)r = R2. RB = 1' = B R 2 +R s 1' U 2 = U. R 2B = 48 V = 24 V R 1 +R 2B = 3. Eine rote Leuchtdiode wird mit einem Vorwiderstand von 1 kn / 0, 125 W an einer 2 Gleichspannung von 12 V betrieben. Es fliesst ein Strom von 10 ma. Wie gross ist die Diodenspannung? U v =1 R v =10mA 1kO=10V U LED =U-U v =12V-10V=2V LAP_08_EM_Elektech_Elektronik_DS.doc Seite 2/8

3 4. 12 Glühlampen von je 100 W sind pro Jahr während 40 Wochen je 5 Tage a 2 durchschnittlich 4 Stunden in Betrieb. Die Glühlampen werden durch 12 Energiesparlampen von je 23 Wersetzt. Welche Energiekosten können dadurch pro Jahr eingespart werden, wenn eine kwh 20 Rappen kostet? W = (P1- P2). n t = (0,1 kw - 0,023 kw) h = 739,2 kwh Fr Kosten = k W = 0, ,2 kwh = 147,84 Fr. kwh ~ ~ 5. Eine 24 V-Spule nimmt bei einer Betriebstemperatur von 60 C einen Strom von 3 0,5 A auf. Berechnen Sie die Länge des Wicklungsdrahtes (Cu) mit einem Querschnitt von 0,1 mm 2. U 24 V R 60 =- =--= ,5 A R - R ucu. ~u 480 = ' 1+ 0, K K 41,380 0,1 mm 2 m = 236 m 0, mm 2 6. An einer Gleichspannungsquelle mit der Quellenspannung Uo =1,5V und dem nnenwiderstand R j = 4 n sind zwei Widerstände mit je 8,0 n so anzuschliessen, 3 dass in ihnen die grösste Leistung umgesetzt wird. a) Wie müssen die Widerstände geschaltet werden? b) Wie grass ist dann die maximale Leistungsabgabe der Schaltung? a) Die Widerstände müssen parallel geschaltet werden Ri = Ra. b) = Uo 1,5 V = 187,5 ma R j +R a 4 Q+4 0 P = 1 2. Ra =(187,5 ma)2 4 Q = 140,6 mw LAP_08_EM_Elektech_Elektronik_DS.doc Seite 3/8

4 7. n einer Pfanne werden 1,5 Liter Wasser in 9 Minuten und 36 Sekunden von 3 15 oe auf 98 oe erwärmt. Die Zählerscheibe des Energiezählers mit der Zählerkonstante 750 1/kWh macht in 1 Minute 20 Umdrehungen. Berechnen Sie den Wirkungsgrad des Kochvorgangs. = = 98 oe -15 oe = 83 K _ (\ _ 1.5 kg. 4'190 J. 83 K _ 5217 kj - m. c. ~\7 - -, kg K 3'600 ~. 20 3'600 n 1 h = 1,6 kw c. t s kwh = P el. t = 1'600 W 576 s = 921,6 kws QN 521,7 kj =0,566 =56,6 % W el 921,6 kws O.5Pt O.5Pt 8. a) Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld. Geben Sie die Polarität der Magnetpole an. 2 N s 11 Pt b) Zwischen zwei Dauermagneten befindet sich ein Stück Kupfer beziehungsweise Eisen. Zeichnen Sie den Verlauf der Feldlinien ein. N s N s Seite 4/8

5 9. Die Beleuchtung eines Wohnraumes wird mit Halogenleuchten mit einer 2 Lichtausbeute von 20 mlw ausgeführt. Der Raum hat eine Fläche von 30 m 2, und es wird eine mittlere Beleuchtungsstärke von 600 x verlangt. Es ist der Planungsfaktor von 1,25 und der Beleuchtungswirkungsgrad von 50 % zu berücksichtigen. Berechnen Sie die elektrische Anschlussleistung der Beleuchtungsanlage. <> = Em. A. P = 600 x 30 m 2 1,25 = 45'000 m 11s 0,5 P = <> = 45'000 m = 2'250 W e ~ W 10. Ein Warenlift fördert eine Last von 500 kg in 20 Sekunden 30 m hoch. Der 3 Wirkungsgrad des Aufzugs beträgt 65 %, derjenige des Antriebsmotors 82 %. Welche Leistung bezieht der Motor vom Netz? W2 = m.9. h = 500 kg. 9,81 P2 = W2 = 147'150 Ws = 7'3575 W t 20 s ' ~. 30 m = 147'150 Ws s P 1 = P 2 7'357,5 W = 13'804 W = 13,804 kw 11A 11M 0,65 0,82 1 Pt 1 Pt 1 Pt Seite 5/8

6 11. Auf dem Datenschild eines Drehstrommotors kann der Strom nicht mehr abgelesen werden. Der Hersteller gibt den Wirkungsgrad mit 84 % an. 3 Hersteller Berechnen Sie für den Nennbetrieb im Einheitsnetz: a) den Polleiterstrom b) die Blindleistung 3 - Motor Nr. DAM x 690 / 400 V _1_1 _,_A 7,5 kw cos <p 0,83 1'440/ min 50 Hz sol.-k. F P 55 DN VDE 0530 EN a) P1 P 2 7'500 W = 8'92857 W 11 0,84 ' P1 8'928,57 W = A U..J3.cos cp 400 V..J ='= b) cos cp = 0,83 :::::> cp = 33,9 0 :::::> sin cp = 0,5578 QL = U 1.J3.sin cp = 400 V 15,52 A..J3 0,5578 = 6'000 var 12. Ergänzen Sie die beiden logischen Schaltelemente mit den entsprechenden 2 Funktionszeichen so, dass die Schaltung der gegebenen Wahrheitstabelle entspricht. Wahrheitstabelle Darstellung mit logischen Schaltelementen E 1 E 2 E 3 Ä 1 A E E 1 & ~ Ä 1 Ä 2 E3 Seite 6/8

7 13. Ein 230 V-Verbraucher wird am Einheitsnetz (50 Hz) mit einer Blindleistung von var kompensiert. Dazu werden 3 parallel geschaltete Kondensatoren verwendet. Wie gross ist die Kapazität eines Kondensators? Anzahl Punkte maximal.' erreicht Xc = U C 2 = (230 vl = 264,5 n Qc 200 var 1 1 3e =--= ü) Xc 2. 1t. 50 Hz.264,5 n C = 3C = 12 JlF = 4 l F 3 3 = 12 flf 14. Eine Spule mit der nduktivität 100 mh und ein Widerstand von 47 n sind parallel 3 geschaltet und liegen an einer sinusförmigen Wechselspannung von U = 60 V und f = 50 Hz. Berechnen Sie: a) den Teilstrom R b) den Teilstrom L c) den Gesamtstrom U R a) = U = 60 V = 128 A R R 47n'. b) XL =2 n f L=2 n 50Hz 0,1H=31,4n = ~ = 60 V = 191 A L XL 31,4 n ' c) = ~(R)2 + (L)2 = ~(1,28 A)2 +(1,91 Af = 2,30 A Lösung grafisch: Bei grafischer Massstab: 1 A entspricht 2 cm Seite 7/8

8 15. n der folgenden Schaltung beträgt die Netzspannung 3 x 400 V / 230 V. 4 Wie gross muss der Widerstand R 3 sein, damit ein Neutralleiterstrom von 3,5 A fliesst? L 1 L f r L f r--- c c... - cl N N C'. (j) (j) a! N c::: c::: ('l') ::= UStrang = 230 V = 2 5 A L1 R 1 92 Q, = UStrang = 230 V ::= 25 A L2 R 2 92 Q, L2,=2,5 A L1 =2,5 A N L N -2,5A 1 L1,=2,5 A N =3,5 A N L1 L2,=2,5 A b=6,0 A L3 = 6 A R ::= U Strang = 230 V = 38 3Q 3 L3 6 A ' 1 Massstab: 1A entspricht 1 cm Total 40