Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Prelim 2024 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2024 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 17 bladsye, insluitend ʼn antwoordblad van 1 bladsy en ʼn formuleblad van 2 bladsye. Hosted by www.ecexams.co.za.

2 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit SES vrae. 2. Sketse en diagramme moet groot, netjies en volledig benoem wees. 3. Toon ALLE berekeninge en rond die antwoord korrek tot TWEE desimale plekke af. 4. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 5. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 6. Toon die eenhede vir ALLE antwoorde van berekeninge. 7. ʼn Formuleblad is aan die einde van die vraestel ingesluit. 8. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommers (1.1 tot 1.15) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.16 D. 1.1 Die doel van die Wet op Beroepsgesondheid en Veiligheid is om … A voorsiening te maak vir die gesondheid en veiligheid van persone by die werk. B voorsiening te maak vir die gesondheid en veiligheid van persone tuis. C slytasie op masjinerie te voorkom. D werkers te verhoed om masjinerie te gebruik. (1) 1.2 Die verwysing van ʼn fasordiagram vir ʼn serie RLC-stroombaan is … A skynbare drywing. B resonante frekwensie. C stroom. D spanning. (1) 1.3 In ʼn suiwer kapasitiewe stroombaan is die kapasitiewe reaktansie ... tot die frekwensie. A direk eweredig B gelyk C indirek eweredig D Al die bogenoemde. (1) 1.4 Watter EEN van die volgende is NIE waar vir aangaande ʼn serie RLC- stroombaan by resonansie NIE? A Die kapasitiewe reaktansie is gelyk aan die induktiewe reaktansie. B Die stroom is 0 A. C Die weerstand van die stroombaan is gelyk aan die impedansie van die stroombaan. D Die fasehoek is 0°. (1) 1.5 Die belangrikste kenmerk van ʼn VET is … A die vermoë van sy insethekspanning om uitsetafvoerstroom te beheer. B die vermoë van sy insethekstroom om die uitsetafvoerspanning te beheer. C die vermoë van sy insethekspanning om sy uitsetafvoerspanning te beheer. D die vermoë van sy insethekstroom om sy uitsetafvoerstroom te beheer. (1) 1.6 Pen 3 van ʼn 741 op-versterker is … A omkeer inset. B negatiewe toevoerspanning. C nie-omkeer inset. D verskil nul. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

4 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) 1.7 Watter EEN van die volgende is NIE ʼn kenmerk van ʼn ideale op-versterker NIE? A Die ideale op-versterker het oneindige wins. B Die insetimpedansie van ʼn ideale op-versterker is byna weglaatbaar laag. C Die uitsetimpedansie is uiters laag, tussen 50 ω en 100 ω. D Die ideale op-versterker sal ʼn baie wye bandwydte hê om byna enige frekwensie sein te versterk. (1) 1.8 ʼn Op-versterker-differensiator met ʼn driehoekige invoergolfvorm, sal altyd ʼn ... uitset hê. A vierkantige golf B nie-omgekeerde sinusgolf C omgekeerde sinusgolf D saagtand-golf (1) 1.9 Met verwysing na FIGUUR 1.9 hieronder die funksie van R1 is … FIGUUR 1.9 A om die LED teen oorstroom te beskerm. B om die 555-tydreëlaar-GS teen oorstroom te beskerm. C ʼn optrekweerstand om te verhoed dat die spanning dryf. D ʼn aftrekweerstand om te verhoed dat die spanning dryf. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 5 1.10 Met verwysing na FIGUUR 1.10 hieronder, die funksie van C1 is … FIGUUR 1.10 A om slegs negatiewe seine toe te laat om deur te gaan en positiewe seine te blokkeer. B om slegs positiewe seine toe te laat om deur te gaan en negatiewe seine te blokkeer. C om WS-seine deur te laat en om GS-seine te blokkeer. D om GS-seine deur te laat en om WS-seine te blokkeer. (1) 1.11 Die werkspannings van die 555-tydreëlaar-GS is … A 0 V tot +20 V. B +5 V tot +15 V. C -15 V tot +15 V. D +5 V tot +9 V. (1) 1.12 In ʼn klas A-voorgespanne versterker word die Q-punt gekies om … te lê. A reg aan die onderkant van die laslyn reg by die afsnypunt B net binne die aktiewe area van die versterker C heel onder in die afsnygebied van die versterker D in die middel van die aktiewe gebied van die versterker (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

6 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) 1.13 Identifiseer die tipe versterkerkring wat deur FIGUUR 1.13 voorgestel word. FIGUUR 1.13 A Weerstand kapasitor gekoppelde versterker B Balansversterker C Transformator gekoppelde versterker D Radiofrekwensie (RF) versterker (1) 1.14 Watter EEN van die volgende is NIE ʼn toepassing van ʼn RC-gekoppelde versterker NIE? A Servo motorversterker B RF-kommunikasie C Voor-versterkers in openbare luidsprekerstelsels D Optiese veselkommunikasie (1) 1.15 Die uitsetgolfvorm wat deur ʼn Colpitts-ossilator gegenereer word, sal ʼn … golf wees. A saagtand B sinusvormige C driehoekige D vierkantige (1) [15] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 7 VRAAG 2: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 2.1 Beskryf hoe spanwerk in ʼn werkswinkelomgewing werksetiek verbeter. (2) 2.2 Daar word dikwels gesê dat rowwe speletjies in ʼn werkswinkel ʼn onveilige daad is. Verduidelik waarom hierdie stelling waar is. (2) 2.3 Gee EEN voorbeeld van ʼn onveilige toestand wat in ʼn werkswinkel gevind word. (1) 2.4 Noem EEN mensereg met verwysing na werk. (1) 2.5 Noem TWEE kategorieë van gevaarlike praktyke wat jy in ʼn elektriese werkswinkel kan teëkom. (2) 2.6 Verduidelik wat die konsep van kwantitatiewe risiko-analise behels. (2) [10] VRAAG 3: RLC-STROOMBANE 3.1 Definieer die volgende terme met verwysing na RLC-stroombane: 3.1.1 Fasehoek Ø (2) 3.1.2 Resonansie (2) 3.2 Lys TWEE faktore wat die kapasitiewe reaktansie (Xc) van ʼn RLC-stroombaan sal beïnvloed. (2) 3.3 Verduidelik waarom ʼn verandering van frekwensie in ʼn RLC-stroombaan geen invloed op die weerstandswaarde van die stroombaan sal hê nie. (2) 3.4 Noem DRIE voorwaardes waaraan tydens resonansie voldoen word met verwysing na ʼn parallelle RLC-stroombaan. (3) 3.5 ʼn Spoel het ʼn induktansie van 80 mH en is in serie met ʼn 33 μF kapasitor en ʼn 30 Ω weerstand verbind. Die stroombaan is aan ʼn wisselstroomtoevoer van 120 V met ʼn veranderlike frekwensie gekoppel. Bereken: 3.5.1 Resonante frekwensie (3) 3.5.2 Stroom by resonansie (3) 3.5.3 Spanningsval oor die induktor by resonansie as die induktiewe reaktansie 49,24 Ω is (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

8 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) 3.6 ʼn RLC-fasordiagram word in FIGUUR 3.6 getoon. Beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 3.6: FASEDIAGRAM Bereken: 3.6.1 Induktiewe reaktansie (3) 3.6.2 Kapasitiewe reaktansie (3) 3.6.3 Totale stroom (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 9 3.7 ʼn RLC-stroombaan word in FIGUUR 3.7 hieronder getoon. Die stroombaan bestaan uit ʼn 20 Ω weerstand, ʼn induktor met ʼn induktiewe reaktansie van 30 Ω en ʼn kapasitor met ʼn kapasitiewe reaktansie van 40 Ω wat oor ʼn 120 V / 60 Hz toevoerspanning gekoppel is. Beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 3.7: RLC-STROOMBAAN Bereken: 3.7.1 Die totale stroom in die stroombaan (3) 3.7.2 Die fasehoek (3) [35] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

10 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) VRAAG 4: HALFGELEIERTOESTELLE 4.1 Meld waarvoor die afkorting VET staan. (1) 4.2 Anders as die BJT, is die VET ʼn uni-polêre toestel. Verduidelik wat met hierdie stelling bedoel word. (2) 4.3 Die deursnee-aansig van ʼn N-KANAAL JVET word in FIGUUR 4.3 getoon. 4.3.1 4.3.2 4.3.3 Sny op AA Bo-aansig 4.3.4 FIGUUR 4.3: N-KANAAL JVET Benoem dele 4.3.1 tot 4.3.4. (4) 4.4 Noem die afkorting vir metaaloksied-silikon veld effek transistor. (1) 4.5 Met verwysing na ʼn 741 op-versterker, verduidelik wat ʼn dubbelpolariteit- spanningstoevoer (gesplete kragbron) is. (4) 4.6 ʼn 741 op-versterker is gekoppel as ʼn omkeerversterker om ʼn uitsetspanning van 8,5 Vws te bied. Die waarde van die insetweerstand is 180 Ω. Bepaal die waarde van die terugvoerweerstand wanneer die insetspanning 10 mV is. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 11 4.7 ʼn Operasionele versterkerkring word in FIGUUR 4.7 getoon. Bestudeer die stroombaan en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 4.7: OP-VERSTERKER-STROOMBAAN 4.7.1 Identifiseer die op-versterker-stroombaan wat in FIGUUR 4.7 getoon word. (1) 4.7.2 Bereken die waarde van weerstand R2 in die stroombaan. (3) 4.8 Verduidelik die term gemeenskaplikemodus-sperverhouding met verwysing na ʼn op-versterker. (4) 4.9 Verduidelik die gebruik van die 741 op-versterker as bufferversterker. (3) 4.10 Verduidelik die werkbeginsel van die snellerpen (Pen 2) met verwysing na die 555-tydreëlaar. (3) 4.11 Die 555-tydreëlaar bestaan basies uit twee primêre boustene, twee vergelykers en een S/R-flipflop. Verduidelik die werking van die vergelyker. (4) 4.12 Verduidelik die funksie van die drie 5 kΩ-weerstande wat intern in serie tussen terminale 1 en 8 van die 555-tydreëlaar gekoppel is. (4) 4.13 Bespreek die werkbeginsel van die eenvoegvlaktransistor (EVT) as ʼn elektroniese komponent. (8) [45] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

12 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) VRAAG 5: SKAKELKRINGE 5.1 Met verwysing na die DRIE klasse multivibrators, beantwoord die vrae wat volg. 5.1.1 Verduidelik die bistabiele multivibrator in terme van insette en stabiele toestande. (2) 5.1.2 Verduidelik die monostabiele multivibrator in terme van insette en stabiele toestande. (2) 5.1.3 Verduidelik die astabiele multivibrator in terme van insette en stabiele toestande. (2) 5.2 Noem EEN toepassing van die monostabiele multivibrator. (1) 5.3 Verduidelik die term skakelaarwip met verwysing na die werking van ʼn skakelaar. (2) 5.4 Noem die uitsetgolfvorm van ʼn astabliele multivibrator. (1) 5.5 Verduidelik die term histerese. (2) 5.6 Verduidelik VIER toepassings vir die Schmitt-sneller. (8) 5.7 ʼn Versterker word in FIGUUR 5.7 getoon. Beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 5.7: ELEKTRONIESE STROOMBAAN 5.7.1 Identifiseer die tipe elektroniese stroombaan wat in FIGUUR 5.7 getoon word. (1) 5.7.2 Noem hoe ʼn bykomende insetsein by die versterker gevoeg kan word om die versterker te vergroot. (1) 5.7.3 Bereken die uitsetspanning vir die versterker hierbo. (3) 5.7.4 Verduidelik waarom die antwoord op VRAAG 5.7.3 ʼn negatiewe antwoord sal gee. (2) 5.8 Teken die volledig benoemde stroombaandiagram van ʼn passiewe RC- differensiator. (4) 5.9 Teken ʼn volledig benoemde tipiese histerese kenkromme. (8) 5.10 Verduidelik hoe jy die tydperiode kan verander met verwysing na ʼn monostabiele multivibrator. (3) 5.11 Bespreek die werkbeginsel van ʼn donker sensor. (8) [50] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 13 VRAAG 6: VERSTERKERS 6.1 Vergelyk klas A- en Klas B-versterkers met verwysing na die volgende: 6.1.1 Die Q-punt van die versterkers (2) 6.1.2 Doeltreffendheid van die versterkers (2) 6.2 Lys DRIE voordele van die gebruik van negatiewe terugvoer in versterker- stroombane. (3) 6.3 Verduidelik die funksie van ʼn klein seinversterker. (4) 6.4 Verduidelik die term ʼn transistor is voorgespan met verwysing na versterkers. (3) 6.5 Noem die DRIE gebiede waarin ʼn versterker werk. (3) 6.6 Verduidelik hoe versterkers in die verskillende klasse geklassifiseer word. (1) 6.7 Bestudeer die versterkerkring wat in FIGUUR 6.7 getoon word. Beantwoord dan die vrae wat volg. FIGUUR 6.7: VERSTERKER 6.7.1 Bereken die maksimum kollektorstroom in die stroombaan. (3) 6.7.2 Bepaal die maksimum kollektor-emitterspanning wat oor die transistor kan ontwikkel wanneer IC = 0 A. (2) 6.7.3 Bereken die waarde van die basisstroom wat op die transistor toegepas word. (3) 6.7.4 Teken die gelykstroomlaslyn en dui die Q-punt van die stroombaan op die gelykstroomlaslyn op die gemene emitter-uitsetkurwe aan wat op die ANTWOORDBLAD VRAAG 6.7.4 verskaf word. (3) 6.8 Die insetsein na ʼn weerstand kapasitor gekoppelde versterker word gemeet as 250 mV wanneer die uitset van die versterker 3,5 V is. Bereken die wins in desibel van die versterker. (4) 6.9 Bespreek waarom desibel ingestel is om wins te meet. (4) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

14 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) 6.10 Verwys na FIGUUR 6.10 hieronder en beskryf die werking van ʼn RC- gekoppelde versterker. FIGUUR 6.10: RC-GEKOPPELDE VERSTERKER (8) [45] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 15 LEERDER SE NAAM: ____________________________________________________ ANTWOORDBLAD VRAAG 6: VERSTERKERS 6.7.4 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

16 Downloaded from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2024) FORMULEBLAD RLC-KRINGE HALFGELEIER TOESTELLE 1 𝑋𝐿 = 2𝜋𝐹𝐿 𝑎𝑛𝑑 𝑋𝐶 = 𝑉𝑢𝑖𝑡 𝑅 2𝜋𝐹𝐶 𝐴𝑉 = 𝑉𝑖𝑛 = 𝑅 𝐹 𝐼𝑁 𝑅 SERIE 𝑉𝑈𝐼𝑇 =𝑉𝐼𝑁 = (− 𝑅 𝐹 ) 𝐼𝑁 𝑅 𝐴𝑉 =1+𝑅 𝐹 𝐼𝑇 = 𝐼𝑅 =𝐼𝐶 = 𝐼𝐿 𝐼𝑁 𝑅 𝑉𝑈𝐼𝑇 = 𝑉𝐼𝑁 (1 + 𝑅 𝐹 ) 𝐼𝑁 𝑍 = √𝑅 2 + (𝑋𝐿 − 𝑋𝐶 )2 𝛽𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟 =𝛽1 × 𝛽2 𝑉𝑇 = √𝑉𝑅 2 + (𝑉𝐿− 𝑉𝐶 )2 VERSTERKERS 𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 𝑉𝐿 = 𝐼𝑋𝐿 en 𝑉𝑐 = 𝐼𝑋𝐶 en 𝑉𝑇 = 𝐼𝑍 𝑉 𝐼𝐶𝑚𝑎𝑘𝑠 = 𝐶𝐶 𝑅𝐶 ′ 𝐴 𝐶𝑂𝑆𝜃 = 𝑍 𝑅 𝐴 =1+𝛽𝐴 𝑉𝑅 𝑃𝑢𝑖𝑡 𝐶𝑂𝑆𝜃 = 𝐾𝑟𝑎𝑔𝑤𝑖𝑛𝑠 𝐴𝑃 = 𝑙𝑜𝑔10 ( ) 𝑉𝑇 𝑃𝑖𝑛 𝑋 𝑋 𝑉 𝑉 1 𝐿 𝐸 𝑄 = 𝑍𝐿= 𝑍𝐶 =𝑉𝐿 = 𝑉𝐶 = 𝑅 √𝐶 𝐴𝑉 = 20 𝑙𝑜𝑔10 𝐸𝑢𝑖𝑡 dB 𝑆 𝑆 𝑖𝑛 𝐼 PARALLELE 𝐴𝐼 = 20 𝑙𝑜𝑔10 𝐼𝑢𝑖𝑡 𝑖𝑛 1. 𝑉𝑇 = 𝑉𝑅 =𝑉𝐿 = 𝑉𝐶 1 𝐹0 =2𝜋√𝐿 𝐶 𝑇 𝑽 𝑉 𝑉 2. 𝐼𝑹 = 𝑹 = 𝑒𝑛 𝐼𝐿 = 𝑋 = 𝐼𝐶 = 𝑋 𝐿 𝐶 1 Fr =2𝜋√𝐿𝐶 3. 𝐼𝑇 = √𝐼𝑅 2 + (𝐼𝐿 − 𝐼𝐶 )2 1 𝐹𝑂 = 2𝜋√6 𝑅𝐶 𝐼𝑅 4. 𝐶𝑂𝑆𝜃 = 𝐼𝑇 𝑋𝐿 𝑋 𝑉 1 𝐿 5. 𝑄 = = 𝑍𝐶 = 𝑉𝐿 = 𝑅 = √𝐶 𝑍 𝑆 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.

Downloaded (EC/SEPTEMBER 2024) from hlayiso.com ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 17 SKAKELKRINGE 𝑉 𝑅𝑓 1. Wins A𝑉 = 𝑉𝑈𝐼𝑇 = − (𝑅 ) omkeer op-versterker 𝐼𝑁 𝑖𝑛 𝑉 𝑅 2. Wins A𝑉 = 𝑉𝑈𝐼𝑇 = 1 + (𝑅 𝑓 ) nie-omkeer op-versterker 𝐼𝑁 𝑖𝑛 𝑅 3. 𝑉𝑈𝐼𝑇 = 𝑉𝐼𝑁 × (− 𝑅 𝑓 ) omkeer op-versterker 𝑖𝑛 4. VUIT = −(V1 + V2 + V3 ) sommerende op-versterker 1 5. 𝑓𝑟 = 2𝜋√𝐿𝐶 1 6. 𝑓 = 2𝜋√6𝑅𝐶 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief Hosted by www.ecexams.co.za.