Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Mock 2023 Memo

NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2023 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA NASIENRIGLYN PUNTE: 200 Hierdie nasienriglyn bestaan uit 13 bladsye.

2 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) INSTRUKSIES AAN NASIENERS 1. Alle vrae met veelvuldige antwoorde veronderstel dat enige relevante, aanvaarbare antwoord oorweeg moet word. 2. Berekeninge: 2.1 Alle berekeninge moet formules toon. 2.2 Vervanging van waardes moet korrek gedoen wees. 2.3 Alle antwoorde MOET die korrekte eenheid bevat om oorweeg te word. 2.4 Alternatiewe metodes moet oorweeg word, met die voorwaarde dat die korrekte antwoord verkry is. 2.5 Wanneer ʼn verkeerde antwoord in ʼn daaropvolgende berekening gebruik word, sal die aanvanklike antwoord as verkeerd beskou word. Indien die verkeerde antwoord egter daarna korrek toegepas word, moet die nasiener die antwoord weer uitwerk met die verkeerde waardes. Indien die kandidaat die aanvanklike verkeerde antwoord daaropvolgende korrek toegepas het, moet die kandidaat volpunte vir die daaropvolgende korrekte berekeninge kry. 2.6 Nasieners moet in aanmerking neem dat kandidate se antwoorde effens van die nasienriglyne kan verskil, afhangend van waar en hoe daar in die berekening afgerond is. 3. Hierdie nasienriglyne is slegs ʼn gids met modelantwoorde. 4. Alternatiewe vertolkings moet oorweeg word en op meriete nagesien word. Hierdie beginsel moet konsekwent tydens die nasiensessie by ALLE nasiensentrums toegepas word. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE 1.1 B✓ (1) 1.2 A✓ (1) 1.3 C✓ (1) 1.4 C✓ (1) 1.5 D✓ (1) 1.6 A✓ (1) 1.7 D✓ (1) 1.8 B✓ (1) 1.9 C✓ (1) 1.10 C✓ (1) 1.11 A✓ (1) 1.12 C✓ (1) 1.13 B✓ (1) 1.14 A✓ (1) 1.15 A✓ (1) [15] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

4 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 2: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 2.1 • Integriteit ✓ • Verantwoordelikheidsgevoel ✓ • Klem op kwaliteit • Dissipline • Sin vir spanwerk (Enige 2 x 1) (2) 2.2 ʼn Gebeurtenis wat baie ernstige fisiese besering aan ʼn persoon veroorsaak, ✓ wat hul gesondheid en veiligheid bedreig. ✓ (2) 2.3 • Vermy direkte kontak met enige chemikalie ✓ • Dra altyd persoonlike beskermende klere • Lees en wees altyd bewus van die waarskuwingsimbole op houers (Enige 1 x 1) (1) 2.4 ʼn Onveilige handeling is die opsetlike uitvoering van ʼn taak of aktiwiteit op ʼn wyse wat die gesondheid en veiligheid van almal kan bedreig. ✓ ʼn Berekende risiko is die waarskynlikheid dat besering of skade kan plaasvind tydens die gebruik van gevaarlike toerusting. ✓ (2) 2.5 • Om te verhoed dat jy elektrokusie/elektriese skok opdoen. ✓ • Om beserings te voorkom (Enige 1 x 1) (1) 2.6 Dit kan die toerusting beskadig en die toerusting onveilig maak, ✓ en die veiligheid van die gebruiker in gevaar stel. ✓ (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 5 VRAAG 3: RLC-KRINGE 3.1 Dit is die opposisie wat die reaktiewe komponente van ʼn induktor teen stroomvloei bied ✓ wanneer dit aan ʼn WS-toevoer gekoppel is. ✓ (2) 3.2 VL I Y-Axis Y-Axis 0 90º 180º 270º 360º Y-Axis • Volle siklusse korrek geteken ✓ • Fase verskil korrek ✓ • Golfvorms korrek gemerk ✓ (3) 3.3 3.3.1 XC = 1 ✓ 2𝜋𝑓𝐶 1 = ✓ 2 × 𝜋 × 60 × 200 × 10-6 = 13,26 Ω ✓ (3) 3.3.2 I = V ✓ Z 110 = 101,65 ✓ = 1,08 A ✓ (3) 3.3.3 Z =√R2 + (XL − XC )2 ✓ R =√Z2 + (XL − XC )2 =√101,652 − (31,55 − 13,26)2 ✓ = 100 Ω ✓ (3) 3.3.4 𝑋𝐿 = 2𝜋𝑓𝐿 ✓ 𝐿 𝑋 𝐿 = 2𝜋𝑓 31,55 = 2 × 𝜋 × 60 ✓ = 0,084 𝐻 = 84 𝑚𝐻 ✓ (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

6 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 3.4 fr = 1 ✓ 2π√LC 1 = ✓ 2 × π ×√50 × 10–3 × 60 × 10–6 = 91,89 Hz ✓ (3) 3.5 3.5.1 V IC = X ✓ C 100 = 11,83 ✓ = 8,45 A ✓ (3) 3.5.2 IT = √IR 2 + (IC − IL )2 ✓ = √9,092 + (8,45 − 4,54)2 ✓ = 9,9 A ✓ (3) 3.5.3 cosθ = R ✓ I IT 9,09 = ✓ 9,9 = 0,918 ✓ (3) 3.5.4 Voorloop, ✓omdat Ic groter as IL is. ✓ (2) 3.6 Selektiwiteit is ʼn maatstaf van hoe goed ʼn resonante stroombaan op ʼn reeks frekwensies reageer✓ en ander frekwensies skei ✓ (2) 3.7 • Die waarde van die serieweerstand ✓ • Die LC verhouding ✓ (2) [35] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 7 VRAAG 4: HALFGELEIERTOESTELLE 4.1 ✓ DREINEER (D) ✓ HEK (H) ✓ BRON (B) (3) 4.2 4.2.1 1 – Bron ✓ 2 – Wins ✓ 3 – Drein ✓ 4 – Verrykte kanaal ✓ (4) 4.2.2 N-tipe materiaal ✓ (1) 4.3 Afsny: met nul op die emittor is die pn-aansluiting omgekeerd voorgespan en ʼn klein omgekeerde lekstroom vloei. ✓ Deur die emittorspanning te verhoog, val die omgekeerde lekstroom totdat ʼn punt bereik word waar die emittorspanning gelyk is aan die spanning in die staaf punt. ✓ Geen stroom vloei in enige rigting nie. ✓ As die emittorspanning styg totdat die pn- aansluiting op die punt is om meevoorgespan te word, begin voorwaartse stroom by die afsnygebied vloei. ✓ (4) 4.4 (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

8 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 4.5 4.5.1 A = Nie-omkeerende op-versterker ✓ B = Omkeer op-versterker ✓ C = Uitset ✓ (3) 4.5.2 Die Op-versterker is ideaal vir die versterking van WS-spannings vanweë sy dubbele spanningstoevoer, ✓ wat die uitsetterminaal toelaat om bo en onder nul volt te styg en daal. ✓ (2) 4.6 4.6.1 Omkeer-versterker ✓ (1) 4.6.2 V RF UIT = VIN (− R ) ✓ IN VUIT × R IN RF = VIN 8 × 1,8 × 103 RF = ( )✓ 0,4 = 36 000 Ω ✓ (3) 4.7 4.7.1 Die sein sal 10 × groter as die insetsein wees / ✓die uitset sal 1 V, ✓ wees en die uitsetsein sal 180° uit fase met die insetsein wees. ✓ (3) 4.7.2 Die sein sal 11 × groter as die insetsein wees/ ✓die uitset sal 1,1 V ✓wees en die uitsetsein sal in fase met die insetsein wees. ✓ (3) 4.8 • Die versterkerkringe se wins sal verminder word. ✓ • Die versterker word baie meer gestabiliseer. ✓ • Vervorming van die uitsetsein word verminder. ✓ • Die reeks frekwensies wat versterk kan word, word vergroot. ✓ (4) 4.9 4.9.1 2 – Sneller ✓ 3 – Uitset ✓ 5 – Beheerspanning ✓ 8 – Kragtoevoer ✓ (4) 4.9.2 Dit verskaf die ontladingspad ✓vir die tydsberekeningkapasitor ✓ en tydsberekeningsweerstand. ✓ (3) 4.9.3 Die 555 IC kan slegs werk teen kragtoevoerspannings tussen +5 V ✓ tot +18 V. ✓ (2) [45] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 9 VRAAG 5: SKAKELKRINGE 5.1 5.1.1 Monostabiele multivibrator ✓ (1) 5.1.2 Bistabiele multivibrator ✓ (1) 5.2 RF ✓ + 12 V. ✓ A - B + - 12 V. ✓ R1 C1 . ✓ VOUT UIT . ✓ VC R2 t (5) 5.3 5.3.1 Bistabiele ✓multivibrator ✓ (2) 5.3.2 Resistor 𝑅1 en 𝑅2 is optrek ✓weerstande ✓ (2) 5.3.3 Wanneer stel gedruk word, trek dit pen 2 ‘laag’ ✓ (0 V) en veroorsaak dat die uitset ‘hoog’ gaan. ✓ Dit skakel die LUD aan. ✓ (3) 5.3.4 Drempelpen 6 word doelbewus op 0 V gehou ✓wat veroorsaak dat die GS nie terugstel nie, ✓ hou die uitset hoog ✓ wanneer 𝑆1 gedruk word. (3) 5.4 5.4.1 Die uitsetsein verteenwoordig ʼn omkeer-Schmitt-sneller ✓ omdat die uitsetsein omgekeer word ✓met verwysing na die insetsein. ✓ (3) 5.4.2 (7) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

10 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 5.5 5.5.1 Die wins van die versterker word bepaal deur die verhouding ✓ van die terugvoerweerstand ✓ tot die insetweerstand van elkeen. ✓ (3) 5.5.2 VUIT = - (𝑉1 𝑅1 + 𝑉2 𝑅2 + 𝑉3 𝑅3) 𝑅𝑓 𝑅𝑓 𝑅𝑓 ✓ 100 𝑘Ω 100 𝑘Ω 100 𝑘Ω = − (200 𝑚𝑉 20 𝐾Ω + 300 𝑚𝑉 10 𝐾Ω + 400 𝑚𝑉 25 𝑘Ω ) ✓ = −(200 𝑚𝑉 × 5) + (300 𝑚𝑉 × 10) + (400 𝑚𝑉 × 4)✓ = −5,6 𝑉 ✓ (4) 5.5.3 VUIT = VIN ×Wins 𝑉 Wins AV = 𝑉𝑈𝐼𝑇 ✓ 𝐼𝑁 5,6 = 0,2 + 0,3 + 0,4 ✓ = 6,2 𝑉 ✓ (3) 5.5.4 Met ʼn veranderlike weerstand in die terugvoerlus is die wins✓ van die versterker kan gevarieer / beheer word. ✓ (2) 5.5.5 As 𝑅2 na 5 kΩ verander word, sal die wins vir 𝑉2 toeneem, ✓ wat veroorsaak dat die totale uitsetspanning toeneem. ✓ (2) 5.6 (6) 5.7 • Die insette trek nulstroom. ✓ • Die twee insette sal altyd dieselfde spanning hê. ✓ • Die kapasitor sal teen ʼn konstante tempo laai wanneer ʼn konstante stroom verskaf word. ✓ (3) [50] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 11 VRAAG 6: VERSTERKERS 6.1 6.1.1 Vce = Vcc ✓ (1) 6.1.2 𝐼𝐶𝑚𝑎𝑘𝑠 = 𝑅𝑐 𝑉𝑐𝑐 ✓ 12 𝑉 = 600 Ω ✓ = 2 𝑚𝐴 ✓ (3) 6.2 6.2.1 • RC-gekoppelde-versterker ✓ • Algemene emitter-versterker ✓ (Enige 1 x 1) (1) 6.2.2 Die basis-emmitor (EB) aansluiting moet vorentoe voorgespan wees, bo die afsny streek ✓ en onder die versadigde streek. ✓ Die kollektor basis-aansluiting moet omgekeerde voorgespanning wees vir die transistor om in die aktiewe streek te werk, sodat versterking kan plaasvind. (4) 6.2.3 VRC = VCC – VCE ✓ = 8 – 2,38 ✓ =5,62 V ✓ (3) 6.3 6.3.1 Balansversterker ✓ (1) 6.3.2 NPN-transistor ✓ (1) 6.4 6.4.1 𝐴𝐼 = 20𝑙𝑜𝑔10 𝐼𝑈𝐼𝑇 ✓ 𝐼 𝐼𝑁 15,3 𝑚𝐴 = 2𝑂𝑙𝑜𝑔10 3,6 𝑚𝐴 ✓ = 20 × 4,25 = 85 𝑑𝐵 ✓ (3) 6.4.2 𝐴𝑃 = 10𝑙𝑜𝑔10 𝑃 𝐼𝑁 𝑃 ✓ 𝑈𝐼𝑇 750 × 10−3 𝐴 =10 𝑙𝑜𝑔10 ✓ 28 = 10 × 0,026 = 0,268 𝑑𝐵 ✓ (3) 6.4.3 𝑉 ✓ AV = 20𝑙𝑜𝑔10 𝑉𝑈𝐼𝑇 𝐼𝑁 219 ✓ = 20𝑙𝑜𝑔10 230 ✓ = 19 𝑑𝐵 (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 6.5 + Vcc ✓ R1 ✓ Q1 NPN ✓ R2 C R3 AC . ✓ Q2 PNP. ✓ R4 (5) 6.6 (4) 6.7 6.7.1 ʼn Ossillator is ʼn toestel wat ʼn WS-uitsetsein genereer, ✓sonder enige eksterne toegepaste insetsein. ✓ (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA 13 6.7.2 • Die RC-faseverskuiwing ossillator gebruik drie stelle RC kombinasies ✓ om ʼn faseverskuiwing van 180º van die uitsetgolfvorm vanaf die versterker ✓ te skep en dit te verswak. • Saam met die 180º faseverskuiwing tussen die basisspanning en kollektorspanning van die versterker, ✓✓ die uitsetsein met ʼn faseverskuiwing van 360º word vooraf bereik en versterk voordat dit aan die RC-netwerk verskaf word. ✓ • Die siklus herhaal homself. (4) 6.8 6.8.1 Hartley-ossillator ✓ (1) 6.8.2 • Wanneer dit die eerste keer AAN geskakel word, styg die kollektorspanning en laat die kapasitor in die tenkkring toe om te laai. ✓ • Die spanningsval oor die induktors is in ʼn omgekeerde vorm, wat die transistor se basis in die teenoorgestelde rigting dryf en dit daardeur afskakel. ✓ • Die kapasitor sal deur die induktors ontlaai en die tenkkring in ossillasie druk. ✓ • Tydens ossillasie is die spannings aan elke kant van die tenkkring 180° uit fase met mekaar, relatief tot hul 0 V gemeenskaplike middelpuntpunt. ✓ • Dit verseker dat die kollektorspanning 180° uit fase is met die basisspanning. ✓ • Die vryloop-effek van die tenkkring se werking begin dan om die transistor afwisselend AAN en AF te dryf wat op sy beurt die tenkkring voortdurend herlaai en dit teen ʼn konstante amplitude ossilleer. ✓ (6) [45] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief