Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Prelim 2024 Memo

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2024 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: KRAGSTELSELS NASIENRIGLYN PUNTE: 200 Hierdie nasienriglyn bestaan uit 13 bladsye. Hosted by www.ecexams.co.za.

2 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) (EC/SEPTEMBER 2024) INSTRUKSIES VIR MERKERS 1. Alle berekeninge met veelvuldige antwoorde impliseer dat enige relevante, aanvaarbare antwoord oorweeg moet word. 2. Berekeninge 2.1 Alle berekeninge moet die formules toon. 2.2 Substitusie van waardes moet korrek gedoen word. 2.3 Alle antwoorde MOET die regte eenheid bevat om oorweeg moet word. 2.4 Alternatiewe metodes moet oorweeg word, mits die korrekte antwoord verkry word. 2.5 Waar ʼn verkeerde antwoord na die volgende stap oorgedra kan word, sal die eerste antwoord as verkeerd beskou word. Sou die verkeerde antwoord egter korrek oorgedra word, moet die merker die waardes herbereken deur die verkeerde antwoord vanaf die eerste berekening te gebruik. Indien dit korrek gebruik word, moet die kandidaat die volle punte ontvang vir daaropvolgende berekeninge. 2.6 Merkers moet in ag neem dat leerders se antwoorde effens van die nasienriglyn kan afwyk, afhangende van hoe en waar in die berekening afronding gebruik is. 3. Hierdie nasienriglyne is slegs ʼn gids met modelantwoorde. 4. Alternatiewe interpretasies moet op meriete oorweeg en gemerk word. Hierdie beginsel moet egter konsekwent toegepas word gedurende die nasiensessie by ALLE nasiensentrums. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE 1.1 C✓ (1) 1.2 B✓ (1) 1.3 C✓ (1) 1.4 B✓ (1) 1.5 C✓ (1) 1.6 C✓ (1) 1.7 A✓ (1) 1.8 D✓ (1) 1.9 A✓ (1) 1.10 C✓ (1) 1.11 A✓ (1) 1.12 B✓ (1) 1.13 B✓ (1) 1.14 D✓ (1) 1.15 B✓ (1) [15] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

4 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) (EC/SEPTEMBER 2024) VRAAG 2: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 2.1 Die misbruik van toerusting is ʼn gevaarlike praktyk wat die toerusting kan beskadig ✓ en onveilig kan maak, wat die veiligheid en gesondheid van ander in gevaar stel. ✓ (2) 2.2 • Direkte druk ✓ • Druk punte ✓ (2) 2.3 Behandeling vir skok sluit in: • Laat die persoon bly lê. ✓ • As hy bewusteloos is, plaas hom op sy (herstelposisie) ✓ • Moenie die persoon beweeg nie, in geval van nek- of ruggraatbeserings. • Bedek die persoon om liggaamshitte te handhaaf • Hou die kleur van die pasiënt fyn dop en lig die kop of bene op om die bloedvloei na die ligter gebiede te bestuur. (2) 2.4 ʼn Mediese noodgeval is ʼn gebeurtenis wat as ernstig genoeg beskou word om ʼn onmiddellike risiko ✓vir ʼn persoon se lewe of langtermyn gesondheid in te hou ✓. (2) 2.5 • Swak huishouding ✓ • Onvoldoende beligting • Onvoldoende ventilasie • Te veel leerders in die werkswinkel / oorbevolking (1) 2.6 • Dra altyd ʼn voorskoot ✓ • Beskermende bril om te beskerm teen spat in die oë • Dra latexhandskoene (1) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) 5 VRAAG 3: RLC-KRINGE 3.1 IC lei VC met 90°. ✓ (1) 3.2 3.2.1 Fasordiagram is ʼn grafiese voorstelling van ʼn sinusvormige wisselstroom of spanning ✓ in ʼn RLC stroombaan. ✓ (2) 3.2.2 Die resonante frekwensie is die frekwensie waarteen die induktiewe reaktansie ✓ gelyk is aan die kapasitiewe reaktansie. ✓ LET WEL: Alle eienskappe van resonansie wat korrek verduidelik word, sal aanvaar word. (2) 3.4 3.3.1 XL = 2πfL ✓ = 2π × 60 × 100 × 10−3 ✓ = 37,7 Ω ✓ (3) 3.3.2 𝑋𝐶 = 2𝜋𝑓𝐶 ✓ 1 1 = ✓ 2 × 𝜋 × 60 × 4 × 10−6 = 663,15 Ω ✓ (3) 3.4.3 𝑍 = √𝑅 2 + (𝑋𝐶 − 𝑋𝐿 )2 ✓ = √6002 + (663,15 − 37,7)2 ✓ = 866,71 Ω ✓ (3) 3.4.4 𝑉 𝐼𝑇 = ✓ 𝑍 120 = ✓ 866,71 = 0,14 𝐴 ✓ (3) 3.5 𝑓𝑟 = 1 ✓ 2𝜋√𝐿𝐶 1 = ✓ 2 × 𝜋 ×√100×10−3 × 0,022 ×10−6 = 3 393,19 𝐻𝑧 = 3,39 𝑘𝐻𝑧 ✓ (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

6 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) (EC/SEPTEMBER 2024) 3.6 3.6.1 ✓ IT = √IR2 + (IL − IC )2 ✓ = √42 + (6 − 4)2 = 4,47A ✓ (3) 3.6.2 𝐼 𝜃 = cos −1 𝐼𝑅 ✓ 𝑇 4 = cos −1 4,47 ✓ = 26,51°✓ (3) 3.6.3 LET WEL: IC, IL en die hoek word beskou as die primêre punte. Indien die rotasie weggelaat word, sal ʼn punt toegeken word aan VT as die verwysing. (3) 3.6.4 Die stroombaan is oorwegend induktief, ✓ omdat die induktiewe stroom groter is ✓ as die kapasitiewe stroom. ✓ (3) 3.7 • Die fasehoek sou nul wees ✓ • XL sal gelyk aan Xc wees ✓ • VL sal gelyk aan VC wees en uit fase met mekaar en sodoende mekaar kanselleer ✓ • Drywingsfaktor sal 1 wees. • R = Z, • Die stroombaan sal by resonansie wees. (Enige 3 x 1) (3) [35] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) 7 VRAAG 4: DRIEFASE-WISSELSTROOM-OPWEKKING 4.1 • Installasiekoste is baie hoog ✓ • Nie oral beskikbaar nie ✓ • Nie geskik vir die meeste residensiële toepassings nie ✓ • Toestelle wat met drie fase toevoer werk, is duur. (3) 4.2 Skynbare drywing is die produk van die stroom en die spanning wat nie fasehoek in ʼn WS-stroombaan in ag neem nie. ✓ Skynbare krag is die totale krag wat uit die toevoer getrek word. (1) 4.3 Opwekking ✓ Oordrag ✓ Verspreiding aan verbruikers ✓ (3) 4.4 4.4.1 𝑉𝐿 = √3𝑉𝑃𝐻 ✓ = √3 × 230 ✓ = 398,37 𝑉 ✓ (3) 4.4.2 S = √3 × VL × IL ✓ = √3 × 398,37 × 35✓ = 24 149,9 VA of 24,15 kVA ✓ (3) 4.4.3 Q = √3VL IL sin θ✓ = √3 × 398,37 × 35 × sin 180 ✓ = 7 462,73 Var ✓ (3) 4.4.4 P = √3VL IL cos θ✓ = √3 × 398,37 × 35 × cos 180 ✓ = 22 967,92 W or 22,97 kW ✓ (3) 4.5 PT = W1 + W2 ✓ = 10 000 + 3 000 ✓ = 13 000 W = 13 kW ✓ (3) 4.6 Om die krag wat deur ʼn toestel gebruik word, te meet. ✓ (1) 4.7 4.7.1 Die meter toon ʼn nalopende drywingsfaktor ✓ (1) 4.7.2 Die las is oorwegend induktief ✓ (1) 4.7.3 • Deur kapasitors in parallel met die las te koppel ✓ • Deur sinchrone motors te gebruik • Deur fase-voorskotte te gebruik (Enige 1 x 1) (1) 4.8 Die transmissiespanning is omgekeerd eweredig aan die stroom, ✓ dus deur die transmissiespanning te verhoog, word die lynstroom verminder en die koperverliese verminder. ✓ (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

8 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) (EC/SEPTEMBER 2024) 4.9 • Die fasehoek ✓ • Kragfaktor ✓ (2 x 1) (2) 4.10 Transmissielyne word met ʼn sterkoppeling voorsien, ✓ sodat kleiner geleiers gebruik kan word ✓. (2) 4.11 Die opgewekte elektrisiteit is minder by die verspreidingspunt as gevolg van koperverliese, wat ✓ binne die transmissielyne en transformators tydens kragoordrag voorkom. ✓ (2) 4.12 • Om krag wat oor ʼn sekere tyd verbruik word, te meet. ✓ • Om energie wat verbruik word, te meet. (Enige 1 x 1) (1) [35] VRAAG 5: DRIEFASE-TRANSFORMATORS 5.1 5.1.1 Wanneer dieselfde krag gelewer word, word enkel fase transformators duurder as drie fase transformators. ✓ (1) 5.1.2 Drie fase transformators is doeltreffender as enkel fase transformators. ✓ (1) 5.2 • Geforseerde Lug (AF) ✓ • Natuurlike Lug (AN) ✓ (2 x 1) (2) 5.3 Verliese ✓ (1) 5.4 • Monteer of verander die stroombaan SLEGS wanneer die toevoer AF is. ✓ • Moenie die stroombaan AANSKAKEL voordat ʼn toesighouer of onderwyser dit geïnspekteer het en tevrede is nie. ✓ • Moet NOOIT aan enige kaal elektriese draad of terminaal raak nie. • Beoefen uiterste sorg tydens eksperimente. • Na ʼn praktiese les, wag totdat die transformator afkoel voordat jy dit weer in die stoorkamer terugsit. • Wees baie versigtig vir sekondêre terminale van ʼn lewendige oopkringtransformator. Selfs nadat dit afgeskakel is, kan die transformator baie hoë (dodelike) spannings op die sekondêre spoel stoor. • Aard die metaaldele van ʼn transformator. (Enige 2 x 1) (2) 5.5 • Die windings of spoele is toegemaak ✓ • Die as van die doptipe kan horisontaal of vertikaal wees ✓ • Die kern verberg ʼn groot deel van die wikkelings • Die kern het vyf dele • Die spoele word om die sentrale gedeelte van die kern gewikkel (Enige 2 x 1) (2) 5.6 • Windings wat faal ✓ • Aftappings wat faal ✓ • Buste wat faal • Terminaal konneksies wat faal • Kern wat faal (Enige 2 x 1) (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) 9 5.7 5.7.1 Delta-ster ✓ (1) 5.7.2 • Nywerheids- of kommersiële terreine waar beide enkel- en drie fase krag benodig word ✓ • Binnelandse verspreidingsnetwerke waar slegs enkel fasekrag benodig word ✓ (2 x 1) (2) 5.7.3 Verlagingstranformator ✓ omdat die draaiverhouding 5 : 1 is ✓ (2) 5.8 5.8.1 P = Scosθ = 200 000 × 0,85 ✓ = 170 000 W ✓ P ƞ = POUT × 100 ✓ IN 170000 = × 100 ✓ 171800 = 98,95% ✓ (5) 5.8.2 turns ratio = VPHP ✓ V PHS 11000 = 219,39 ✓ = 50 ∶ 1 ✓ (3) 5.8.3 S = √3VLS ILS ✓ S ILS = √3VLS 200 000 = ✓ √3 × 380 = 303,87 A ✓ OF P = √3VLS ILS cosθ ✓ P ILS = √3VLS cosθ 170 000 = ✓ √3 × 380 × 0,85 = 303,87 A ✓ (3) 5.9 ʼn Transformator het geen bewegende dele vir induksie om plaas te vind nie. ✓ Anders as GS, produseer WS ʼn wisselende vloed wat uitbrei en ineenstort ✓ om die beweging van die magnetiese veld te produseer wat vir induksie nodig is. ✓ (3) [30] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

10 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) (EC/SEPTEMBER 2024) VRAAG 6: DRIEFASE-MOTORS EN AANSITTERS 6.1 • Kyk of daar enige speling op die skag is. ✓ • Kyk of die as vrylik met die hand kan draai. ✓ • Kyk of die laers glad werk as dit met die hand gedraai word. ✓ • Kyk of daar oormatige smeermiddel en stof op die borsels is. (Enige 3 x 1) (3) 6.2 • Kontinuïteitstoets tussen punte van elke spoel. ✓ • Kontinuïteitstoets tussen die raam van die motor en die aarde. ✓ (2 x 1) (2) 6.3 • Hyskrane ✓ • Vervoerbande ✓ • Hysers (Enige 2 x 1) (2) 6.4 Sinkroniese snelheid is die snelheid waarteen die magnetiese veld in die stator draai ✓ Rotorsnelheid is die snelheid waarteen die rotor draai in die poging om die sinchrone snelheid te bereik. ✓ (2 x 1) (2) 6.5 6.5.1 A – Entplaat ✓ B – Laer ✓ (2) 6.5.2 • Minder onderhoud as gevolg van geen borsels of glipringe nie. ✓ • Hulle is minder geneig tot ontploffings omdat enige vonke uitgeskakel word as gevolg van die afwesigheid van borsels en glipringe. (1) 6.5.3 • Dit help met die vermindering van magnetiese brom. ✓ • Dit help om die geneigdheid van ʼn rotorstaaf om onder ʼn statortand vas te bly. (sluitneiging van die rotor) • Dit verhoog die effektiewe verhouding van transformasie tussen stator en rotor. • Dit veroorsaak ʼn verhoogde rotorweerstand as gevolg van relatief langer rotorgeleierstawe. • Verhoogde glip vir ʼn gegewe wringkrag. (Enige 1 x 1) (1) 6.6 6.6.1 ns = p ✓ 60f 60 × 50 = ✓ 6 = 500 rpm ✓ (3) 6.6.2 nr = ns (1 − S) ✓ = 500(1 − 0,05) ✓ = 475 rpm ✓ (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) 11 6.7 6.7.1 1,3 A ✓ (1) 6.7.2 Die motor kan in Suid-Afrika gebruik word omdat dit met ʼn toevoerspanning van 380 V ✓ en ʼn frekwensie van 50 Hz werk. ✓ (2) 6.7.3 Die 7,5 Kw dui op die nominale uitsetkrag wat ✓ die motor kan lewer om die las aan te dryf. (1) 6.7.4 60f ns = p 60 × f p= ✓ ns 60 × 50 = 1 500 ✓ = 2 pool pare per fase ✓ ∴ Totale aantal pole = 2 × 2 × 3 ✓ = 12 pole ✓ (5) 6.7.5 PIN = 𝑃𝑢𝑖𝑡 + 𝑃𝑣𝑒𝑟𝑙𝑖𝑒𝑠𝑒 = 7 500 + 1 200 = 8 700 𝑊✓ 𝑃 doeltreffendheid= 𝑃𝑢𝑖𝑡 × 100 ✓ 𝑖𝑛 7 500 = 8 700 × 100 ✓ = 86,21% ✓ OF P𝑢𝑖𝑡𝑠𝑒𝑡 ƞ=P × 100 ✓ 𝑢𝑖𝑡𝑠𝑒𝑡 +verliese 7 500 = 7 500 + 1 200 × 100 ✓✓ = 86,21% ✓ (4) 6.8 Deur enige twee van die drie toevoerlyne ✓ om te ruil. ✓ LET WEL: Om die kleur van lyne te noem, word aanvaar. (2) [35] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

12 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) (EC/SEPTEMBER 2024) VRAAG 7: PROGRAMMEERBARE LOGIESE BEHEERDERS 7.1 • Toevoerlyne na die PLB moet met ʼn sekering of ʼn stroombreker geïnstalleer word. (beskerming). ✓ • Korrekte bedrading en verbindings moet nagegaan word voordat die toevoer aan die PLB gekoppel word. ✓ • Maak seker dat bedrading van voldoende grootte is om die vereiste stroom te dra. ✓ • Maak seker dat laespanning seindraende bedrading nie saam met die hoof toevoer/swaar stroombedrading gehuisves word nie. • Vermy die oor vasmaak van skroefies. (Enige 3 x 1) (3) 7.2 • Invoermodule ✓ • Uitvoermodule ✓ • Kragbron ✓ • Sentrale verwerkingseenheid (mikroverwerker) (3 x 1) (3) 7.3 7.3.1 Hardeware verwys na al die fisiese dele en komponente wat kombineer, ✓ om die toestel te vorm. ✓ (2) 7.3.2 Sagteware verwys na masjien- of grafiese taal wat ✓ op ʼn rekenaar geïnstalleer is of in die PLB geskryf is, wat hom opdrag gee om ✓ met sy invoer- en uitvoerhardeware te kommunikeer. ✓ (3) 7.3.3 ʼn Opto-koppelaar is ʼn halfgeleiertoestel wat lig gebruik om ʼn sein ✓ tussen twee stroombane ✓ wat elektries geïsoleer is, oor te dra. ✓ (3) 7.4 Begin LET WEL: 1 punt om die kragbaan of kragtoevoer aan te dui 1 punt vir elke korrek gemerkte simbool mits dit logies sin maak vir die werking van die stroombaan. (6) 7.5 • Transistor ✓ • Relȇ ✓ (2 x 1) (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (KRAGSTELSELS) 13 7.6 7.6.1 GS-tot-WS-omskakelaar. (1) 7.6.2 Geïsoleerde hek bipolêre transistor (IGBT) ✓ Metaaloksied semi-geleier veld effek transistor (MOSFET) (1) 7.6.3 Verbeter energieverbruik. ✓ Verminder motoriese slytasie. ✓ Bereik veranderlike motorspoedbeheer. (Enige 2 x 1) (2) 7.6.4 • Vektoraandrywers gebruik ʼn wiskundige model van die drywer sagteware. ✓ • Deur die stroomvektore in verhouding tot die toegepaste spanning te meet ✓ • Dit in staat om ʼn konstante veld op alle frekwensies onder die lynfrekwensie te handhaaf. ✓ (3 x 1) (3) 7.7 • ʼn Analogie sein is ʼn voortdurend veranderende sein. ✓ • ʼn Digitale sein is ʼn sein met ʼn aantal diskrete stappe. ✓ (2 x 1) (2) 7.8 Lees insette Verander uitsette Bewerk inligting OF Lees insette Bewerk inligting Verander uitsette Een punt per gemerkte blok. (3) 7.9 7.9.1 ʼn Sensor is ʼn toestel wat ʼn omgewingstoestand opspoor en omskakel in ʼn elektriese sein, ✓wat deur ʼn ander toestel vir ʼn spesifieke doel gebruik kan word. ✓ (2) 7.9.2 • Temperatuursensor ✓ • Ligsensor ✓ • Oorlading-sensor • Vlak-sensor (2) 7.9.3 • Om die nabyheid van ʼn voorwerp in verhouding tot sy afstand op te spoor. ✓ • Gebruik om roterende spoed te meet. ✓ (2 x 1) (2) [40] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.