Electrical Technology Grade 12 NSC Supplementary 2015 QP

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE FEBRUARIE/MAART 2015 PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 13 bladsye en 'n 2 bladsy-formuleblad. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit SEWE vrae. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Sketse en diagramme moet groot, netjies en volledig benoem wees. 4. Toon ALLE berekeninge en rond korrek af tot TWEE desimale plekke. 5. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 6. Jy mag 'n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 7. Toon die eenhede vir alle antwoorde van berekeninge. 8. 'n Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel voorsien. 9. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 3 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS VRAAG 1: BEROEPSVEILIGHEID 1.1 Noem TWEE onveilige handelinge wat tot elektriese skok in 'n werkswinkel kan lei. (2) 1.2 Noem DRIE veiligheidsprosedures wat gevolg kan word wanneer iemand deur elektrisiteit geskok word. (3) 1.3 Menseregte en werksetiek is beginsels wat vir alle Suid-Afrikaners belangrik is. Bespreek hoe jy hierdie beginsels sal bevorder met verwysing na geslag. (2) 1.4 Noem DRIE oorwegings wanneer 'n risiko-ontleding gedoen word om ongelukke in die elektriesetegnologie-werkswinkel te voorkom. (3) [10] VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 Noem TWEE voordele van driefase-kragopwekking bo enkelfase- kragopwekking. (2) 2.2 Maak 'n skets van die spanningsgolfvorme wat deur 'n driefase-opwekker opgewek word. (3) 2.3 Die uitsetkrag van 'n driefase-WS-opwekker, wat 380 V opwek, word met die tweewattmetermetode gemeet. Die lesings op die wattmeters is 700 W en -290 W onderskeidelik. Bereken die uitsetkrag van die opwekker. Gegee: W1 = 700 W W2 = -290 W VL = 380 V (3) 2.4 'n Deltaverbinde opwekker lewer krag aan 'n gebalanseerde sterverbinde induktiewe las. Die fasestroom van die opwekker is 18 A en die lynspanning is 380 V. Die stroom loop die spanning na met 14°. Gegee: VL = 380 V IF = 18 A Ɵ = 14° Bereken die: 2.4.1 Lynstroom van die opwekker (3) 2.4.2 Fasespanning oor die las (3) 2.4.3 Impedansie van elke fase (3) 2.4.4 Ware drywing gelewer deur die opwekker (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 Noem TWEE tipes transformatorkonstruksies. (2) 3.2 Verduidelik die doel van die olie waarin die transformatorkern en windings gedompel word. (2) 3.3 Noem TWEE faktore wat oorverhitting in 'n transformator kan veroorsaak. (2) 3.4 Noem TWEE tipes transformatorverliese. (2) 3.5 Noem TWEE tipes beskermingstoestelle wat in transformators gebruik word. (2) 3.6 FIGUUR 3.1 stel 'n driefasetransformator voor. Primêr Sekondêr VLP=11 kV P = 25 kW LAS df = 0,9 VLS = 380 V FIGUUR 3.1: DRIEFASETRANSFORMATOR 3.6.1 Bereken die primêre fasespanning. (2) 3.6.2 Bereken die sekondêre fasespanning. (3) 3.6.3 Bereken die windingsverhouding. (3) 3.6.4 Verduidelik waarom die waarde van die sekondêre lynstroom meer as die waarde van die primêre lynstroom is. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS VRAAG 4: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 4.1 Noem TWEE dele van 'n driefase-induksiemotor. (2) 4.2 Noem TWEE voordele van 'n driefase-induksiemotor bo 'n enkelfase- induksiemotor. (2) 4.3 Die naamplaat van 'n driefase-induksiemotor bevat spesifieke inligting van daardie motor. Noem DRIE belangrike motorkenmerke wat op die naamplaat sal verskyn. (3) 4.4 'n Driefase-induksiemotor is oor 'n 380 V/60-Hz-toevoer verbind. Die motor het 'n totaal van 12 pole per fase en 'n per-eenheid-glip van 0,04. Gegee: VL = 380 V f = 60 Hz p = 6 Glip = 0,04 Bereken die: 4.4.1 Sinchrone spoed (3) 4.4.2 Rotorspoed (3) 4.5 Verduidelik waarom dit belangrik is om 'n meganiese inspeksie op 'n elektriese motor uit te voer voordat dit aangeskakel word. (2) 4.6 Noem TWEE elektriese inspeksies wat op 'n elektriese motor uitgevoer moet word voordat dit aangeskakel word. (2) 4.7 Verduidelik die funksie van 'n oorbelastingeenheid in 'n motor se aansitter. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS 4.8 FIGUUR 4.1 stel die beheerkring van 'n ster-delta-aansitter voor. L O/B STOP HK1 (N/O) AAN T (N/T) T (N/O) Retensie (Hou in) HK1 HK3 (N/T) HK2 (N/T) HK1 HK2 HK3 Y Δ T N FIGUUR 4.1: BEHEERKRING VAN 'N STER-DELTA-AANSITTER 4.8.1 Noem die funksie van 'n ster-delta-aansitter. (1) 4.8.2 Noem die modus waarin die motor teen vollas gekonnekteer sal wees. (1) 4.8.3 Verduidelik die funksie van die kontakte Retensie (Hou in) HK 1 . (3) 4.8.4 Noem, met 'n rede, wat met kontak T (N/T) sal gebeur wanneer die tydkontaktor geaktiveer word. (2) 4.8.5 Beskryf die grendelproses wat verhoed dat die ster- en delta- kontaktors terselfdertyd bekrag word. (6) 4.9 'n Driefase-deltaverbinde motor trek 'n stroom van 12 A wanneer dit aan 'n 380 V/50 Hz-toevoer verbind word. Die motor het 'n arbeidsfaktor van 0,8 en 'n rendement van 90%. Gegee: VL = 380 V IL = 12 A f = 50 Hz Cos ɸ = 0,8 ŋ = 90% 4.9.1 Bereken die aktiewe drywing van die motor teen vollas. (3) 4.9.2 Verduidelik wat met die aktiewe drywing van die motor sal gebeur indien die rendement van die motor verbeter. (1) 4.9.3 Noem die verwantskap tussen die lynstroom en die fasestroom van die motor. (1) 4.9.4 Verduidelik wat met die stroom wat die motor trek, sal gebeur indien die arbeidsfaktor van die motor verbeter. (2) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS VRAAG 5: RLC 5.1 Beskryf EEN praktiese metode om resonante frekwensie in 'n parallelle RLC-kring te bewerkstellig. (3) 5.2 Noem EEN metode wat gebruik kan word om 'n swak arbeidsfaktor te verbeter. (1) 5.3 'n Parallelle RLC-kring is in resonansiefrekwensie. Beskryf wat met die stroomvloei sal gebeur indien die frekwensie tot onder resonansiefrekwensie verlaag word. (3) 5.4 Bestudeer die kring in FIGUUR 5.1 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. R = 30 Ω L = 0,2 mH C = 160 µF VS = 240 V FIGUUR 5.1: RLC-SERIEKRING Bereken die: 5.4.1 Resonante frekwensie (3) 5.4.2 Totale stroomvloei deur die kring by resonansie (3) 5.4.3 Q-faktor van die kring (4) 5.4.4 Die kapasitansie van die kapasitor wat nodig is vir die kring om resonant te wees indien die frekwensie van die toevoer in FIGUUR 5.1 konstant teen 1 KHz is en die induktansie ook konstant is (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS VRAAG 6: LOGIKA 6.1 FIGUUR 6.1 stel 'n blokdiagram van 'n PLB-stelsel voor. GEHEUE UITSET- INSET- SVE KOPPEL- KOPPEL- (Sentrale Verwerkingseenheid) VLAK VLAK PROGRAMMEERTOESTEL FIGUUR 6.1: PLB-STELSEL 6.1.1 Verduidelik die funksie van die insetkoppelvlak. (3) 6.1.2 Noem TWEE komponente wat aan die insetkoppelvlak gekoppel kan word. (2) 6.1.3 Noem TWEE elektroniese toestelle, behalwe 'n relê, wat aan die uitsetkoppelvlak verbind kan word. (2) 6.1.4 Beskryf die DRIE stappe wat die programmeringsaftassiklus van 'n PLB uitmaak. (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS 6.2 FIGUUR 6.2 stel 'n volgordebeheerkring voor. Oorbelasting 1 (X0) Oorbelasting 2 (X1) Stop-knop 2 (X3) Stop-knop 1 (X2) Aansit-knop 2(X5) Aansit-knop 1 (X4) C2(Y1) C1(Y0) C1(Y0) Kontaktor 1(Y0) Kontaktor 2 (Y1) FIGUUR 6.2: VOLGORDEBEHEERKRING 6.2.1 Teken en benoem die leerlogikakring van die beheerkring met gebruik van die byskrifte in FIGUUR 6.2. (6) 6.2.2 Gebruik 'n Karnaugh-kaart om die uitdrukking hieronder te vereenvoudig: X =A BC + A BC+ A BC+A BC (6) 6.2.3 Gebruik Boole-algebra om die uitdrukking hieronder te vereenvoudig: X =A BC+ A BC + A BC+ A BC (7) 6.2.4 Gee EEN voorbeeld, met 'n verduideliking, waar 'n stel-herstel-PLB- programmeerfunksie in die bedryf gebruik kan word. (3) 6.2.5 Verduidelik die voordeel van die gebruik van 'n addisionele noodstopskakelaar in 'n PLB-stelsel. (3) 6.3 Verduidelik hoe 'n aan-vertraag- ('on-delay') tydskakelaar werk. (2) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 Definieer 'n basiese 741 operasioneleversterker-toestel. (3) 7.2 Beskryf die term oneindige bandwydte met verwysing na 'n ideale operasionele versterker ('op amp'). (2) 7.3 Noem TWEE ideale eienskappe van 'n operasionele versterker, buiten oneindige bandwydte. (2) 7.4 Beskryf die volgende terme met verwysing na operasionele versterkers: 7.4.1 Negatiewe terugvoer (3) 7.4.2 Positiewe terugvoer (3) 7.5 Noem TWEE voordele van negatiewe terugvoer. (2) 7.6 Verwys na FIGUUR 7.1. +1 0 V1 -1 Vuit +1 0 V2 -1 FIGUUR 7.1: OPERASIONELE VERSTERKER Teken weer die gegewe insette en teken dan die uitset van die ideale operasionele versterker. (3) 7.7 FIGUUR 7.2 is 'n nie-omkeerspanningsvergelyker. Rin Vin Vuit V Vergelykingspanning 0V FIGUUR 7.2: NIE-OMKEERSPANNINGSVERGELYKER 7.7.1 Teken die uitsetspanningsgolfvorm indien die vergelykingspanning op 0 V gestel is. (3) 7.7.2 Noem EEN toepassing van die operasionele versterker. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS 7.8 FIGUUR 7.3 is 'n operasioneleversterker-kring. Vin= 3 V Rf = 12 kΩ Vuit Rin = 3 kΩ FIGUUR 7.3: OPERASIONELEVERSTERKER-KRING 7.8.1 Identifiseer die tipe operasioneleversterker-kring in FIGUUR 7.3. (1) 7.8.2 Teken weer die gegewe insetsein en teken dan die uitsetsein op (2) dieselfde assestelsel. 7.8.3 Bereken die spanningswins van die versterker. (3) 7.8.4 Bereken die uitsetpiekspanning. (3) 7.8.5 Verduidelik hoe die spanningswins van die operasionele versterker sal verander indien die waarde van die weerstand R f verminder word. (2) 7.8.6 Verduidelik die funksie van R in . (2) 7.9 Gee EEN rede waarom operasionele versterkers tussen stadiums van komplekse kringe gebruik word. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS 7.10 FIGUUR 7.4 is 'n operasionele versterker wat in die konfigurasie van 'n integreerkring gekoppel is. C +V Rin 0V -V Vin Vuit FIGUUR 7.4: INTEGREER-OPERASIONELE-VERSTERKER 7.10.1 Teken die uitsetgolfvorm van die kring. (3) 7.10.2 Beskryf die spesifieke funksie wat R in en C verrig. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 13 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS 7.11 FIGUUR 7.5 is 'n operasionele versterker wat in 'n ossillator-konfigurasie gekoppel is. Rin Rf + Vuit L1 = 35 mH L2 = 35 mH C = 0,47 µF 0V FIGUUR 7.5: OSSILLATOR-OPERASIONELE-VERSTERKER 7.11.1 Identifiseer die ossillator-konfigurasie in FIGUUR 7.5. (1) 7.11.2 Bereken die frekwensie van die ossillator indien elke spoel 'n induktansie van 35 mH het en die kapasitor 'n kapasitansie van 0,47 µF het. (6) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS FORMULEBLAD DRIEFASE-WS-OPWEKKING RLC-KRINGE Ster X L = 2 πfL VL = 3 VF 1 Xc = IL = IF 2 πfc 1 fr = Delta 2π (LC) IL = 3 IF VL = VF Serie IT = IR = IC = IL P= 3VL × I L Cosθ Z = R 2 + (X L ~ − XC ) 2 S = 3 VL I L Q = 3 V L I L Sin θ VL = I X L P VC = I X C Cosθ = S VT = I Z VF VT = VR 2 + (VL ~ − VC ) 2 ZF = IF VT IT = Z Tweewattmetermetode R PT = P1 + P2 Cosθ = Z V DRIEFASETRANSFORMATORS Cosθ = R VT XL Ster Q= R VL = 3 VF IL = IF Parallel VT = VR = VC = VL Delta VR IR = IL = 3 IF R VL = VF VC IC = XC P = 3 VL I L Cos θ VL S = 3 VL I L IL = XL Q = 3 VL I L Sin θ I T = I R + (I L ~ − IC ) 2 2 P Cosθ = IR S Cosθ = VF(p ) Np I F (s ) IT = = XL VF(s ) Ns I F(p ) Q= R Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS OPERASIONELE VERSTERKERS Ster Vuit R  Wins A V = − = − f  omkeerversterker VL = 3 VF Vin  R in  IL = IF Vuit R Wins A V = = 1+ f nie - omkeerversterker Vin R in Delta 1 fr = Hartley - ossillator IL = 3 IF 2π LC VL = VF 1 f RC = RC - faseskuif - ossillator 2π 6RC Drywing VUit = (V1 + V2 + ....VN ) P = 3 VL I L Cos θ S = 3 VL I L Q = 3 VL I L Sin θ Pin − verliese Rendement (η) = Pin Spoed 60 × f ns = p ns − nr Glip per eenheid = ns n r = n s (1 − S per eenheid ) ns − nr % glip = × 100% ns Kopiereg voorbehou