Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Mock 2020 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2020 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 18 bladsye, insluitend ʼn 2 bladsy-formuleblad en 3 antwoordblaaie.

Downloaded from hlayiso.com 2 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit VYF vrae. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Beantwoord die volgende vrae op die aangehegte ANTWOORDBLAAIE: VRAAG 4.4.1 VRAAG 4.5.4 VRAAG 4.6.2 4. Skryf jou VOLLE NAAM en KLASSEKSIE op elke ANTWOORDBLAD en lewer dit saam met jou ANTWOORDEBOEK in, al het jy dit nie gebruik nie. 5. Sketse en diagramme moet groot, netjies en VOLLEDIG BENOEM wees. 6. Toon ALLE berekeninge en rond antwoorde korrek tot TWEE desimale plekke af. 7. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 8. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 9. Berekeninge moet die volgende insluit: 9.1 Formules en manipulasies waar nodig 9.2 Korrekte vervanging van waardes 9.3 Korrekte antwoorde en relevante eenhede waar van toepassing 10. ʼn Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel aangeheg. 11. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 3 VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 1.1 Definieer die term ongeluk, met verwysing na die Wet op Beroeps- gesondheid en Veiligheid, 1993 (Wet 85 van 1993). (2) 1.2 Verduidelik TWEE algemene pligte van werknemers in die werkplek. (2) 1.3 Noem TWEE onveilige toestande in ʼn skoolwerkswinkel wat ʼn ongeluk kan veroorsaak. (2) 1.4 Verduidelik kortliks ʼn derdegraadse brandwond. (2) 1.5 Noem TWEE funksies van ʼn gesondheids- en veiligheidsverteenwoordiger. (2) [10] VRAAG 2: RLC 2.1 Verduidelik die faseverhouding tussen stroom en spanning in die volgende WS-kring: 2.1.1 Suiwer kapasitiewe stroombaan (2) 2.1.2 Suiwer induktiewe kring (2) 2.1.3 Weerstandsbaan (2) 2.2 Verwys na die kringdiagram FIGUUR 2.2 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 2.2: RLC-KRING Bereken: 2.2.1 Induktiewe reaktansie (3) 2.2.2 Kapasitiewe reaktansie (3) 2.2.3 Impedansie van die kring (3) 2.2.4 Totale stroomvloei deur die stroombaan (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) 2.3 Verduidelik hoe die waarde van die kapasitiewe reaktansie beïnvloed sal word as die toevoerfrekwensie verhoog word. (3) 2.4 ʼn Parallelle stroombaan in FIGUUR 2.4 bestaan uit ʼn kapasitor wat ʼn stroom van 4 A trek, ʼn induktor wat ʼn stroom van 6 A trek en ʼn weerstand wat ʼn stroom van 5 A trek. Al die komponente word aan ʼn 240 V / 50 Hz toevoer gekoppel. FIGUUR 2.4: RLC-PARALLELKRING Bereken: 2.4.1 Totale stroom deur die kring (3) 2.4.2 Die fasehoek (3) 2.4.3 Induktiewe reaktansie (3) 2.4.4 Kapasitiewe reaktansie (3) 2.5 ʼn Parallelle RLC-stroombaan bestaan uit ʼn 10 Ω-weerstand, ʼn 0,05 μF en ʼn 0,2 H-induktor wat oor ʼn 120 V-toevoer gekoppel is. Bereken die: 2.5.1 Resonante frekwensie (3) 2.5.2 Q-faktor (4) 2.5.3 Bandwydte (3) 2.6 ʼn Reeks-ingestelde stroombaan het ʼn resonante frekwensie van 95 MHz en ʼn bandwydte van 200 kHz. Die kondensator is 2,5 pF en die draad wat gebruik word om die spoel op te wikkel het geen weerstand nie. Bereken: 2.6.1 Die Q-faktor van die kring (3) 2.6.2 Die grootte van die induktor (2) 2.6.3 Die stroombaanweerstand (2) [50] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 5 VRAAG 3: HALFGELEIERTOESTELLE 3.1 Verduidelik die doel van ʼn veldeffekstransistor. (2) 3.2 Noem die vernaamste voordeel van veldeffektoestelle bo bipolêre voegstoestelle. (4) 3.3 Teken en benoem die simbool van die P-kanaal verrykingsmodus MOSVET. (3) 3.4 Noem TWEE toepassings van die eenvoegvlaktransistor (EVT). (2) 3.5 Noem DRIE ideale eienskappe van ʼn ideale Op-versterker. (3) 3.6 Beskryf die verskille tussen die omkeer en nie-omkeer insette van ʼn Op- versterker. (2) 3.7 Teken en benoem die simbool van ʼn Darlington-paar transistor. (4) 3.8 Verduidelik die voordele om negatiewe terugvoer met ʼn Op-versterker te gebruik. (3) 3.9 Verwys na FIGUUR 3.9 en bereken die wins van die versterker as die terugvoerweerstand ʼn waarde van 120 kΩ het en die insetweerstand ʼn waarde van 12 kΩ het. + Vcc INSET INPUT + UITSET OUTPUT _ Rf - Vcc Rin 0V 0V FIGUUR 3.9: NIE-OMKEERVERSTERKER (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) 3.10 Verwys na FIGUUR 3.10 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 3.10: OMKEER OP-VERSTERKER 3.10.1 Bereken die wins van die Op-versterker. (3) 3.10.2 Bereken die uitsetspanning. (3) 3.11 Verduidelik die doel van die vergelyker. (2) 3.12 Noem DRIE modusse van werking van ʼn 555-tydreëlaar GS. (3) 3.13 Verduidelik die doel van die DRIE interne verbinde series weerstande in 'n 555-GS. (3) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 7 VRAAG 4: SKAKELKRINGE 4.1 Verduidelik die doel van ʼn astabiele multivibrator. (2) 4.2 Teken ʼn volledig benoemde kringdiagram van ʼn 741- astabiele multivibrator-stroombaan. (5) 4.3 Verwys na FIGUUR 4.3 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 4.3: BISTABIELE MULTIVIBRATOR 4.3.1 Noem die funksie van R1 en R2. (2) 4.3.2 Beskryf wat gebeur wanneer die stelskakelaar, S1 gedruk word. (3) 4.3.3 Verduidelik waarom drempelpen 6 direk na aarde verbind word. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) 4.4 FIGUUR 4.4 hieronder toon insetsnellerpulse A en B na ʼn 555-mono- stabiele multivibrator. Beantwoord die vrae wat volg. Snellerpuls Kapasitor laai Uitset FIGUUR 4.4: MONOSTABIELE MULTIVIBRATOR SNELLERPULSE 4.4.1 Teken die uitsetsein op ANTWOORDBLAD 4.4.1. (4) 4.4.2 Beskryf die toestand wat by snellerpuls B voorkom. (2) 4.4.3 Verduidelik waarom die toestand wat by snellerpuls B voorkom, NIE die kapasitor wat laai, beïnvloed NIE. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 9 4.5 Verwys na FIGUUR 4.5.1 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. Boonste Snellervlak Inset Onderste Snellervlak Uitset FIGUUR 4.5.1: SCHMITT-SNELLER-INSET EN -UITSET 4.5.1 Noem of die uitsetsein ʼn omkeer- of ʼn nie-omkeer-Schmitt-sneller verteenwoordig. Motiveer jou antwoord. (3) 4.5.2 Teken die kringdiagram van die Schmitt-sneller wat uit twee weerstande en ʼn 741-op-versterker bestaan wat die uitsetsein in FIGUUR 4.5.1 sal lewer. (7) 4.5.3 Noem TWEE omsetters wat as insettoestelle na die Schmitt-sneller gebruik kan word. (2) 4.5.4 Teken die uitsetsein op ANTWOORDBLAD 4.5.4 indien die insetsein in FIGUUR 4.5.4 hieronder op die kring toegepas word. Boonste Snellervlak Onderste Snellervlak FIGUUR 4.5.4: INSETSEIN (4) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 10 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) 4.6 Verwys na FIGUUR 4.6 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. VVERW VUIT FIGUUR 4.6: OP-VERSTERKER KRINGDIAGRAM 4.6.1 Identifiseer die Op-versterker-kringdiagram in FIGUUR 4.6. (2) 4.6.2 Teken die uitsetsein op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 4.6.2. (4) 4.6.3 Verduidelik hoe die verwysingspanning negatief gemaak word. (2) 4.7 Verwys na FIGUUR 4.7 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. VUIT FIGUUR 4.7: OMKEER-SOMMEERVERSTERKER Gegee: V1 = 300 mV V2 = 500 mV V3 = 400 mV RF = 100 kΩ R1 = R2 = R3 = 20 kΩ Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 11 4.7.1 Verduidelik hoe die wins van hierdie versterker bepaal kan word. (3) 4.7.2 Bereken die uitsetspanning van die versterker. (3) 4.7.3 Gee ʼn rede waarom die versterker NIE versadig is NIE. (2) 4.7.4 Bereken die wins van die versterker deur spanningswaardes te gebruik. (3) 4.7.5 Beskryf wat met die uitsetspanning sal gebeur as die waarde van R2 na 10 kΩ verander word. (1) [60] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) VRAAG 5: VERSTERKERS 5.1 Verwys na FIGUUR 5.1 hieronder en beantwoord die volgende vrae. FIGUUR 5.1 Bereken: 5.1.1 Die spanning oor die weerstand (VCE) (2) 5.1.2 Die maksimum stroom (3) 5.2 Verduidelik TWEE voordele van klas AB-versterkers. (2) 5.3 ʼn 741 Op-versterker het ʼn oopluswins van 100. Dit is gekoppel aan ʼn negatiewe terugvoerkring wat 9% van die uittree-sein terugvoer. Beantwoord die volgende vrae. 5.3.1 Teken die kringdiagram van ʼn negatiewe terugvoer. (5) 5.3.2 Noem DRIE voordele van negatiewe terugvoer. (3) 5.3.3 Bereken die algehele wins van negatiewe terugvoer. (3) 5.4 Noem TWEE voordele van ʼn transformator gekoppelde versterker. (2) 5.5 Noem TWEE gebruike van radiofrekwensie (RF)-versterkers. (2) 5.6 Noem TWEE voordele van ʼn balansversterker. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 13 5.7 Verwys na ʼn RC faseskuifossillators en beantwoord die volgende vrae. 5.7.1 Skryf die formule neer om die resonansiefrekwensie van ʼn faseskuifosillator te bereken. (2) 5.7.2 Teken die stroombaandiagram van ʼn RC-faseskuifossillator. (6) 5.7.3 Noem TWEE voordele van die RC-netwerk. (2) 5.7.4 Verduidelik die tipe terugvoering wat deur die RC-faseskuif- ossillator gebruik word. (3) 5.7.5 Noem DRIE belangrike gebiede op ʼn frekwensiekenkromme. (3) [40] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 14 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) FORMULEBLAD RLC-KRINGE HALFGELEIER-TOESTELLE 𝑉𝑢𝑖𝑡 𝑅 𝐴𝑉 = = 𝐹 1 𝑉𝑖𝑛 𝑅𝐼𝑁 𝑋𝐿 = 2𝜋𝐹𝐿 𝑒𝑛 𝑋𝐶 = 𝑅𝐹 2𝜋𝐹𝐶 𝑉𝑈𝐼𝑇 =𝑉𝐼𝑁 = (− ) 𝑅𝐼𝑁 SERIES 𝑅 𝐴𝑉 =1+ 𝐹 𝑅𝐼𝑁 𝐼𝑇 =𝐼𝑅 =𝐼𝐶 = 𝐼𝐿 𝑉𝑈𝐼𝑇 = 𝑉𝐼𝑁 (1 + 𝑅𝐹 ) 𝑅𝐼𝑁 𝑍 = √𝑅2 + (𝑋𝐿 − 𝑋𝐶 )2 𝛽𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟 =𝛽1 × 𝛽2 𝑉𝑇 = √𝑉𝑅 2 + (𝑉𝐿− 𝑉𝐶 )2 VERSTERKERS 𝑉𝐶𝐸 =𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐿 = 𝐼𝑋𝐿 en 𝑉𝑐 = 𝐼𝑋𝐶 en 𝑉𝑇 = 𝐼𝑍 𝑉 𝑅 𝐼𝐶𝑚𝑎𝑥 = 𝐶𝐶 𝑅𝐶 𝐶𝑂𝑆𝜃 = 𝑍 𝑉𝑅 𝐴 𝐶𝑂𝑆𝜃 = 𝐴′ = 𝑉𝑇 1+𝛽𝐴 𝑋𝐿 𝑋𝐶 𝑉 𝑉𝐶 1 𝐿 𝑄= = = 𝐿= = √ 𝑃𝑢𝑖𝑡 𝑍 𝑍 𝑉𝑆 𝑉𝑆 𝑅 𝐶 𝐾𝑟𝑎𝑔 𝑊𝑖𝑛𝑠 𝐴𝑃 = 𝑙𝑜𝑔10 ( ) 𝑃𝑖𝑛 PARALLEL 𝐸 1. 𝑉𝑇 = 𝑉𝑅 =𝑉𝐿 = 𝑉𝐶 𝐴𝑉 = 20 𝑙𝑜𝑔10 𝑜𝑢𝑡 dB 𝐸𝑖𝑛 𝑽 𝑉 𝑉 2. 𝐼𝑹 = = 𝑒𝑛 𝐼𝐿 = = 𝐼𝐶 = 𝑹 𝑋𝐿 𝑋𝐶 𝐼 𝐴𝐼 = 20 𝑙𝑜𝑔10 𝑢𝑖𝑡 𝐼𝑖𝑛 3. 𝐼𝑇 = √𝐼𝑅 2 + (𝐼𝐿 − 𝐼𝐶 )2 1 𝐹0 = 𝐼𝑅 2𝜋√𝐿𝑇 𝐶 4. 𝐶𝑂𝑆𝜃 = 𝐼𝑇 1 5. 𝑄= 𝑋𝐿 = 𝑋𝐶 = 𝑉𝐿 = 1 =√ 𝐿 Fr = 2𝜋√𝐿𝐶 𝑍 𝑍 𝑉𝑆 𝑅 𝐶 1 𝐹𝑂 = 2𝜋√6 𝑅𝐶 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 15 SKAKELKRINGE 𝑉𝑈𝐼𝑇 𝑅𝑓 1. Wins A𝑉 = = −( ) omkeerversterker 𝑉𝐼𝑁 𝑅𝑖𝑛 𝑉𝑈𝐼𝑇 𝑅𝑓 2. Wins A𝑉 = =1+( ) nie-omkeerversterker 𝑉𝐼𝑁 𝑅𝑖𝑛 𝑅𝑓 3. 𝑉𝑈𝐼𝑇 = 𝑉𝐼𝑁 × (− ) omkeerversterker 𝑅𝑖𝑛 4. 𝑉𝑈𝐼𝑇 = −(𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 ) sommeerversterker 1 5. 𝑓𝑟 = 2𝜋√𝐿𝐶 1 6. 𝑓= 2𝜋√6𝑅𝐶 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 16 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) ANTWOORDBLAD 4.4.1 SEPTEMBER 2020 NAAM: GRAAD 12: Snellerpuls Kapasitor laai Uitset Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 17 ANTWOORDBLAD 4.5.4 SEPTEMBER 2020 NAAM: GRAAD 12: Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 18 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2020) ANTWOORDBLAD 4.6.2 SEPTEMBER 2020 NAAM: GRAAD 12: VVERW Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief