Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Mock 2012 QP

Provinsie van die OOS-KAAP ONDERWYS NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2012 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE PUNTE:: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 11 bladsye en ʼn formuleblad.

2 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (SEPTEMBER 2012) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Beantwoord AL die vrae. 2. Sketse en diagramme moet groot genoeg, netjies en met volledige byskrifte wees. 3. Alle berekeninge moet getoon word en korrek afgerond word tot TWEE desimale plekke. 4. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in die vraestel gebruik word. 5. ʼn Formuleblad word aan die einde van die vraestel voorsien. 6. Nieprogrammeerbare sakrekenaars mag gebruik word.

SEPTEMBER 2012) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 3 VRAAG 1: TEGNOLOGIE, GEMEENSKAP EN DIE OMGEWING Tegnologie is ontwikkel deur mense vir mense. Entrepreneurs is die mense wat moontlikhede kan identifiseer en wat gewillig is om finansiële risiko’s te neem om tegnologiese ondernemings te vestig. 1.1 Noem VIER basiese vaardighede wat entrepreneurs moet het wanneer hulle ʼn tegnologiese onderneming begin. (4) 1.2 Tegnologiese vooruitgang het 'n invloed op verskillende kulture. Beskryf TWEE voorbeelde waar tegnologie jou kultuur beïnvloed het. (4) 1.3 Met verwysing na HIV/Vigs, noem EEN voorsorgmaatreël wat jy sal neem wanneer jy 'n persoon wat beseer is, behandel. (2) [10] VRAAG 2: TEGNOLOGIESE PROSES 2.1 Fisiese gestremde kinders moet leer hoe om hul elektries-beheerde-rolstoele te bemeester om sodoende ongelukke te voorkom. Skryf ʼn ontwerp-opdrag vir die bogenoemde probleem. (5) 2.2 Ondersoek is deel van die tegnologiese proses. Dit lei na duidelikheid van die ontwerp probleem. Beskryf VYF metodes wat gebruik word vir die inwin van inligting wanneer 'n probleem ondersoek word. (5) [10] VRAAG 3: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 3.1 Noem EEN voorsorgmaatreël wat geneem moet word wanneer met 'n elektriese slypwiel gewerk word. (1) 3.2 Verduidelik hoekom geen persoon wat onder die invloed van dwelms is, 'n werksplek waar masjinerie gebruik word, mag betree of daar vertoef nie. (2) 3.3 Die aardlekbeskermingseenheid/-relê is in Suid-Afrika ontwikkel. Beskryf hoe hierdie eenheid/relê 'n persoon teen elektriese skok kan beskerm wanneer daar met elektriese apparate gewerk word. (3) 3.4 Noem TWEE onveilige handelinge wat NIE in die werksplek mag plaasvind NIE. (2) 3.5 Noem EEN voorsorgmaatreël wat geneem moet word wanneer daar met 'n soldeerbout gewerk word. Beskryf hoekom hierdie voorsorgmaatreël geneem moet word. (2) [10]

4 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (SEPTEMBER 2012) VRAAG 4: DRIE-FASE WS OPWEKKING 4.1 Noem TWEE voordele van ʼn drie-fasestelsel teenoor ʼn enkelfasestelsel. (2) 4.2 Wat meet ʼn wattmeter wanneer dit vergelyk word met ʼn kilowatt-uur meter wat in ʼn kring verbind is? (2) 4.3 ʼn Driefase gebalanseerde las is in delta oor ʼn 380 V-toevoer verbind. Die las trek ʼn stroom van 5 A teen ʼn arbeidsfaktor van 0,9. Bereken die volgende: 4.3.1 Die stroom in elke fase van die las. (3) 4.3.2 Die totale drywing verbruik deur die las. (3) [10] VRAAG 5: R, L EN C KRINGBANE 5.1 Identifiseer die opposisie van die stroom in die volgende wisselstroom kringe: 5.1.1 Suiwer induktief (1) 5.1.2 Weerstand, induktansie en kapasitansie saam in ʼn kring (1) 5.1.3 Suiwer kapasitief (1) 5.2 ʼn Ingestemde kring bestaan uit ʼn resistor met ʼn weerstand van 20 , ʼn kapasitor met ʼn kapasitansie van 147 µF en 'n induktor met ʼn induktansie van 15 mH. Hierdie kring is in serie oor ʼn 220 V/50 Hz-toevoer verbind. Bereken die volgende: 5.2.1 Induktiewe reaktansie. (3) 5.2.2 Kapasitiewe reaktansie. (3) 5.2.3 Die impedansie van die kring. (3) 5.2.4 Resonante frekwensie. (3) 5.3 ʼn Resistor met ʼn weerstand van 39 Ω, ʼn kapasitor met ʼn kapasitiewe reaktansie van 50 Ω en ʼn induktor met ʼn induktiewe reaktansie van 75 Ω is in parallel oor ʼn 240 V/50 Hz toevoer verbind. Bereken die volgende: 5.3.1 Die stroom deur die weerstand. (3)

SEPTEMBER 2012) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 5 5.3.2 Die stroom deur die induktor. (3) 5.3.3 Die stroom deur die kapasitor. (3) 5.3.4 Die toevoer stroom. (3) 5.4 Teken 'n kringdiagram om die bogenoemde inligting te illustreer. (3) [30] VRAAG 6: SKAKEL- EN BEHEER KRINGBANE 6.1 Teken ʼn volledige benoemde kring-simbool van ʼn SBG. (3) 6.2 Verduidelik hoe ʼn SBG aangeskakel en afgeskakel word. (4) 6.3 FIGUUR 6.1 hieronder toon 'n kring van ʼn TRIAK lamp-verdoof-kring. FIGUUR 6.1: LAMP VERDOOF-KRING 6.3.1 Verduidelik wat tydens die positiewe half-siklus gebeur. (5) 6.3.2 Wat is die doel van die DIAK? (2) 6.3.3 Hoekom moet Rv verstelbaar wees? Verduidelik jou antwoord. (3) 6.3.4 Wat is die doel van C in die kring? (2) 6.4 Noem EEN nadeel van ʼn tiristor (SBG) wanneer vergelyk word met ʼn TRIAK. (2) 6.5 Teken die kenkromkurwe van ʼn TRIAK. (4) [25]

6 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (SEPTEMBER 2012) VRAAG 7: OPERASIONELE VERSTERKERS 7.1 Die operasionele versterkers wat in FIGUUR 7.1 en FIGUUR 7.2 getoon word, is in die kringbaan van ʼn televisiestel verbind. FIGUUR 7.1: OPERASIONELE VERSTERKER KRING FIGUUR 7.2: OPERASIONELE VERSTERKER 7.1.1 Identifiseer die operasionele versterkers in FIGUUR 7.1 en 7.2. (4) 7.1.2 Teken die uitset golfvorms van elke kring. (4)

SEPTEMBER 2012) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 7 7.2 Die faseverskuiwingossillator wat in FIGUUR 7.3 hieronder getoon word, word in ʼn kring gebruik. Indien elke resistor ʼn waarde van 1 k het en elke kapasitor ʼn waarde van 100 pF het, bereken die volgende: FIGUUR 7.3: FASEVERSKUIWINGSOSSILLATOR 7.2.1 Die totale faseverskuiwing van die ossillator (3) 7.2.2 Die ossillasiefrekwensie van die ossillator (3) 7.3 Verduidelik die term positiewe terugvoering. (4) 7.4 Noem EEN metode van voorspanning in ʼn gemeenskaplike-emittor versterker. (1) 7.5 Beskryf TWEE vereistes vir ossilasie om plaas te vind in alle ossillators. (4) 7.6 Met verwysing na terugvoer in versterkers, beantwoord die volgende: Noem TWEE voordele van negatiewe terugvoer in versterker kringe. (2) [25] VRAAG 8: DRIE-FASE TRANSFORMATORS 8.1 Die olie wat in tenks van groot transformators gebruik word, dien ʼn dubbele doel. Noem EEN doel van die olie in die transformator. (1) 8.2 ʼn Nuwe skool word gebou. Die skool sal vanaf ʼn 11 kV-toevoer voorsien word. Die skool benodig 'n enkelfase- en 'n driefasetoevoer. Teken ʼn skematiese diagram wat toon hoe die primêre en die sekondêre kant van die transformator wat die skool sal voorsien, verbind sal wees. (4)

8 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (SEPTEMBER 2012) 8.3 Drie enkelfasetransformators word in delta-ster verbind om een driefasetransformator te vorm. Die toevoerspanning is 11 kV en die draaiverhouding is 45:1. Ignoreer die transformatorverliese en bereken teen vollas: 8.3.1 Die sekondêre fasespanning (3) 8.3.2 Die sekondêre lynspanning (3) 8.4 ʼn Driefase-, 250 kVA-transformator se sekondêre winding is in ster verbind met ʼn fasespanning van 220 V. Bereken die uitsetlewering van die transformator teen ʼn nalopende arbeidsfaktor van 0,8. (3) 8.5 Noem EEN tipe verlies wat in transformators voorkom. (1) [15] VRAAG 9: LOGIESE KONSEPTE EN PLB’S 9.1 Noem DRIE programmeringsmetodes wat in programmeerbare logiese beheerders (PLB’s) gebruik word. (3) 9.2 Noem DRIE praktiese gebruike van PLB’s. (3) 9.3 Teken die simbole van die volgende, deur gebruik te maak van een van die programmeringstale vir programmeerbare logiese beheerders ('PLC'): 9.3.1 Normaal oop skakelaar (1) 9.3.2 Relê of ander toestel wat as uitset gebruik word (1) 9.3.3 Normale geslote skakelaar (1) 9.4 Teken die leerdiagram van die kringbaan wat in FIGUUR 9.1 hieronder getoon word. (3) (5) FIGUUR 9.1: SERIE- EN PARALLELKRING

SEPTEMBER 2012) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 9 9.5 Met verwysing na die logiese kring in FIGUUR 9.2 hieronder: (4) FIGUUR 9.2: LOGIESE KRING 9.5.1 Bepaal die Boole-vergelyking van die logiese kring. (2) 9.5.2 Vereenvoudig die Boole-vergelyking deur toepassing van De Morgan se wet. (4) 9.6 9.6.1 Identifiseer die simbool hierbo. (1)

10 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (SEPTEMBER 2012) 9.7 __ STEL HERSTEL Q Q 0 0 0 1 1 0 1 1 9.7.1 Voltooi die waarheidstabel hierbo. (4) 9.7.2 Teken die simbool wat die bostaande waarheidstabel voorstel. (2) 9.8 Bepaal die vergelyking wat deur die Karnaugh kaart getoon word in FIGUUR 9.4 hieronder. (6) FIGUUR 9.4: KARNAUGH KAART 9.9 Noem TWEE tipes multivibrators. (2) [35]

SEPTEMBER 2012) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 11 VRAAG 10: DRIE-FASE MOTORS EN BEHEER 10.1 Verduidelik hoekom die raam van ʼn drie-fase motor geaard moet wees. (2) 10.2 Verduidelik hoe die draairigting van ʼn drie-fase induksie motor omgekeer word. (2) 10.3 Die kring in FIGUUR 10.1 hieronder is die kontrole kring van ʼn ster-delta aansitter. (1) FIGUUR 10.1: STER-DELTA KONTROLE KRING 10.3.1 Verduidelik die aansit-prosedure van hierdie aansitter. (5) 10.3.2 Verskaf redes hoekom ʼn ster-delta aansitter gebruik word om ʼn drie- fase induksie motor aan te skakel. (5) 10.3.3 Beskryf EEN funksie van die oorbelastingspoel. (2) 10.4 Beskryf die term N/O met verwysing na elektromagnetiese relês. (2) 10.5 Beskryf die funksionele werksbeginsel van ʼn drie-fase induksie motor. (6) 10.6 ʼn 5 kW motor word in delta aan ʼn 380 V/50 Hz toevoer verbind. Indien die motor ʼn arbeidsfaktor van 0,8 het, bereken teen vollas: 10.6.1 Die stroom getrek van die toevoer (3) 10.6.2 Die stroomvloei in elke fase (3) [30] TOTAAL: 200

12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (SEPTEMBER 2012) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE FORMULEBLAD Z=√ Vr = It * R It = Vt / Z Z= √ Z=√ Vl = It * Xl Vc = It * Xc It = √ Ir = Vr / R Il = Vc / Xl Ic = Vc / Xc Cos Ø = Ir / It Xl = 2Π FL Xc = 1 / 2Π FC P = V * I * CosØ Cos Ø = R / Z Tan Ø = Xl – Xc / R Cos Ø = P / VA P = I² R Iact = I * cos Ø Ireact = I * sin Ø Star /ster Delta IL = I ph IL = √ * Iph Vl = √ Vph Vl = Vph F = Pn / 60 S = Ns – Nr / Ns * 100% Nr = f / p (1-s) P = √ Vl * Il * cos Ø S = √ * Vl * Il Vp / Vs = Np / Ns = Is / Ip or / of V1/V2 = N1 / N2 = I2 / I1 Rendement = Afvoer / Invoer Efficiency = Output / Input END/EINDE