Electrical Technology Grade 12 NSC Supplementary 2015 Memo

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE FEBRUARIE/MAART 2015 MEMORANDUM PUNTE: 200 Hierdie memorandum bestaan uit 14 bladsye. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum INSTRUKSIES AAN NASIENERS 1. Alle vrae met meertallige antwoorde impliseer dat enige relevante aanvaarbare antwoord oorweeg moet word. 2. Berekeninge: 2.1 Alle berekeninge moet formule(s) toon 2.2 Vervanging van waardes moet korrek gedoen wees 2.3 Alle antwoorde MOET die korrekte eenheid insluit om as korrek oorweeg te word. 2.4 Alternatiewe metodes moet oorweeg word, dien verstande die ooreenstemmende antwoord bereik word. 2.5 Waar verkeerde antwoorde oorgedra kan word na die volgende stap, is die aanvanklike antwoord verkeerd. Die daaropvolgende antwoorde moet egter oorweeg word, indien die verkeerde antwoord reg oorgedra is. Die nasiener moet dan die verkeerde som uitwerk met die verkeerde waardes en indien die leerder dit korrek gebruik het, moet volpunte vir die betrokke berekeninge gegee word. 3. Die memorandum is slegs 'n gids met modelantwoorde. Alternatiewe interpretasies moet oorweeg en op meriete bepunt word. Hierdie beginsel moet egter konsekwent regdeur die nasiensessie by ALLE nasiensentrums volgehou word. Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 3 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum VRAAG 1: BEROEPSVEILIGHEID 1.1 Om te werk aan 'n lewendige installasie met ontblote geleiers.  Om te werk met draagbare elektriese gereedskap wat nie korrek geïnsuleer is nie.  (2) 1.2 Moet nie aan die persoon met jou kaalhande vat nie.  Skakel die toevoer onmiddellik af.  Gebruik die noodstop skakelaar indien die werkswinkel een het.  Gebruik 'n geïsoleerde item om die persoon te bevry. Pas die korrekte mediese prosedure toe. (Enige volgorde) (3) 1.3 Suid-Afrikaners moet dieselfde werksgeleenthede asook ekonomiese geleenthede gegun word sonder enige diskriminasie t.o.v. geslag. Geen persoon moet aan seksuele teistering blootgestel word nie, ongeag hul geslag. (2) 1.4 Het alle masjiene die nodige skerms? Is die loopvlakke duidelik aangedui?  Het die werkswinkel voldoende beligting?  Is kentekens duidelik en korrek aangebring. (Antwoorde moet verwant wees aan die voorkoming van ongelukke om oorweeg te word.) (3) [10] VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 Vir opwekkers van dieselfde raamgrootte, verskaf drie-fase generators meer drywing as enkelfase-opwekkers.  Dieselfde grootte aandrywing is nodig vir beide enkel- sowel as driefase- opwekkers. Driefase generators kan in kaskade (parallel) gekoppel word om 'n gekombineerde uitset te verwerf. Vir dieselfde energie opwekking is driefase goedkoper om op te wek as enkelfase krag. Die drie fases van 'n driefase-kragopwekker kan verbind word om 'n neutrale punt te verskaf. (2) 2.2 Vmaks ER EY EB 0 V-maks 120° 120° (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 2.3 PT = P1 + P2   = 700 + (−290) = 410W  (3) 2.4 2.4.1 I L = 3I F   = 3 ×18  = 31,18 A (3) 2.4.2 VL  VF = 3 380 V  = 3 = 219,39 V  (3) 2.4.3 VF  ZF = IF 219,39  = 31,18 A = 7,04 Ω  (3) 2.4.4 P = 3 VL I LCosθ  = 3 x 380 x 31,18 × Cos 14°   = 19,91 kW (3) [20] VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 Kerntipe ✓asook Manteltipe (2) 3.2 Olie verbeter die isolasie van die transformator en gelei hitte weg van die windinge en kernoppervlak van die transformator (2) 3.3 Onvoldoende ventilasie✓ Los verbindinge✓ Oorbelasting Isolasie deurbraak Kortsluitings (2) 3.4 Koperverliese✓ Ysterverliese (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 3.5 Bucholtz-relê✓ Oorspanningsbeskermingsrelê Onderspanningsbeskermingsrelê Oorstroombeskerming Drukbeheertoestel (2) 3.6 3.6.1 VL = VF ✓ ∴ VF = 11kV ✓ (2) 3.6.2 VL = 3 VF ✓ VL ∴ VF = 3 ✓ 380 = 3 = 219,40V ✓ (3) 3.6.3 Np VF(P) ✓ = Ns VF(S) 11 000 ✓ = 219,40 Np 50 = Ns 1 N p : NS = 50 : 1 ✓ (3) 3.6.4 Die spanningsverhouding toon dat die transformator 'n verlagings transformator met 'n verhouding van 50:1 is.  Die primêre stroom sal laer in die primêre winding wees as die sekondêre stroom vir 'n verlagingstransformator.  Alternatiewe antwoord: Die drywing in 'n transformator bly weerskante dieselfde, of dit nou primêr of sekondêr is. Dit beteken dat indien die spanning van primêr na sekondêr sou verlaag, weens die windings verhouding, die stroom in die sekondêre winding sou moet verhoog om dieselfde drywing vir 'n spesifieke las te bied. VF(p ) N p I F(s ) = = VF(s ) N s I F(p ) (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum VRAAG 4: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 4.1 Stator  Rotor  Endplate Waaier Raamwerk (2) 4.2 Driefase motors vereis minder onderhoud omdat dit minder bewegende dele het as enkelfase motors.  Vir dieselfde raamgrootte masjien lewer 'n driefase masjien meer drywing as 'n enkelfase masjien.  (2) 4.3 Drywingsfaktor Spanningsaanslag Frekwensie Spoed Tipe verbinding Faseverskuiwing (3) 4.4 Vs = 400 V F = 60 Hz Aantal pole = 12 pole per fase = 6 poolpare Glip (Per eenheid) = 0.04 4.4.1 f  ns = 60 × p 60  = 60 × 6 = 600 rpm  (3) 4.4.2 nr = ns (1 − S PerEenheid )  nr = 600 (1 − 0,04 )  nr = 576 rpm  (3) 4.5 Dit is belangrik om 'n meganiese inspeksie voor aanskakeling uit te voer om meganiese foute te identifiseer  wat skade kan veroorsaak sou die motor aangeskakel word met die foute in plek.  (2) 4.6 Kontinuïteit van elke winding Isolasieweerstand tussen windinge  Isolasieweerstand tussen windinge en Aard Ontblote geleiers (2) 4.7 Die oorbelastingseenheid bied beskerming  aan die motor onder fout toestande (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 4.8 4.8.1 Die funksie van 'n ster-delta aansitter is om die aansitstroom tydens aansit te beperk. (1) 4.8.2 Delta  (1) 4.8.3 Die retensiekontak (Hou In) HK 1 hou die toevoer aan die hoofkontaktor geskakel wanneer dit geaktiveer word.  Die kontak word geaktiveer met die druk van die aan-knop.  Wanneer die aan-knop gelos word, bly die toevoer dus verbind aan die hoofkontakte HK 1 aangesien die retensie kontak in parallel met die aansit-knop is.  HK 1 open outomaties (want dit is veerbelaai) wanneer die toevoerspanning na die spoel daarvan verwyder word. Dit verhoed outomatiese aanskakeling na 'n kragonderbreking. (3) 4.8.4 Wanneer die tydskakelaar geaktiveer word begin die tydskakelaar aftel Kontakte T(N/T) sal open wanneer die tydskakelaar deurgetel het, waarvan die waarde voorafgestel word.  (2) 4.8.5 Kontakte HK 2 (N/T) en HK 3 (N/T) word in serie met die ster en delta kontakte verbind. Hulle is normaal toe.  Wanneer HK 2 geskakel word ontkoppel HK 2 (N/T) vir HK 3 en keer dat dit per ongeluk aangeskakel word.  Terwyl HK 3 ongeaktiveerd bly, bly HK 3 (N/T) dus geslote en kan kragtoevoer na T(N/T) en HK 2 via HK 3 (N/T) verbind word. Tydskakelaar T (N/T) koppel toevoer via HK 3 (N/T) na HK 2 terwyl T deurtel. Na T klaargetel is aktiveer T, T (N/O) sluit en T(N/C) gaan oop. HK 2 word afgeskakel wanneer T(N/T) open en krag word van HK 2 verwyder en HK 2 herstel (omdat dit veerbelaai is).  Wanneer HK 2 herstel en HK 2 (N/T) sluit kan HK 3 aktiveer via T (N/O) en HK 2 (N/T) wat nou gesluit is. Gevolglik skakel HK 3 aan wat weer HK 3 (N/T) open en dus verhoed dat HK 2 aangeskakel word. (6) 4.9 4.9.1 P = 3 ×VL × I L × Cosθ ×η  = 3 × 380 ×12 × 0,8 × 0,9  = 5,69 kW  (3) 4.9.2 Die aktiewe drywing van die motor sal vermeerder (1) 4.9.3 IL = 3 IF  (1) 4.9.4 Indien die drywingsfaktor van die motor verbeter word sal die motor minder stroom trek, maar dit sal steeds dieselde uitsetwringkrag produseer.  (2) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum VRAAG 5: RLC 5.1 Verbind 'n ammeter in die kring en verstel die frekwensie van die toevoer tot die lesing op die ammeter 'n maksimum is. OF Verbind voltmeters oor die spoel en kapasitor en verstel die frekwensie van die toevoer tot die lesing op die twee meters identies is. OF Verbind voltmeters oor die toevoer en die weerstand en verstel die frekwensie tot die lesing op die twee meters identies is. (3) 5.2 Installeer 'n drywingsfaktor korrigerende kapasitor Maak gebruik van sinchrone motors (1) 5.3 Wanneer die frekwensie verminder sal X L verlaag en X C verhoog.  I XL sal verhoog en I XC sal verlaag.  I Z sal verhoog na gelang van die faseverskuiwing.  Alternatiewe antwoord: By resonansie is XL=XC en die resultante stroom in die kring is IZ=IR. Die stroom is dus in fase met die spanning tydens resonansie. Wanneer die toevoerfrekwensie verminder word beweeg die kring uit resonansie uit. 'n Verlaging in frekwensie sal lei tot 'n verhoging in X L en dus 'n verlaging in I XL . 'n Verlaging in frekwensie sal die kapasitiewe reaktansie X C verhoog en dus I XC verlaag. Die kring raak nou oorwegend induktief en die resulterende stroom is nalopend t.o.v. die toevoerspanning/ Omdat I XL en I XC mekaar opponeer sal die totale reaktansie verander asook die fasehoek. 'n Verhoging in die fasehoek lei tot 'n verhoging in die totale stroomvloei in die kringbaan. (3) 5.4 5.4.1 1 fr =  2π ( LC ) 1 = 2π (0,2 ×10 ) × (160 ×10 − 6 ) −3  = 890,15 Hz  (3) 5.4.2 V  I = By resonansie Z=R Z 240 =  30 = 8A  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 5.4.3 XL  Q = R 2πfL = R  Berekening van X L  2 × π × 889 × 0,2 ×10 −3 = 30 = 0,04  (4) 5.4.4 1 fr = 2π LC 1  C= 4π f r L 2 2 1 =  4 x π ×10002 × 0,2 ×10 −3 2 =126,6 µF  (3) [20] VRAAG 6: LOGIKA 6.1 6.1.1 Die koppelvlak is die verbinding (platform)  tussen die regte wêreld toestelleen die Sentrale Verwerkingseenheid (SVE)  Dit laat toe vir vlakverwisseling/aanpassing van die inset informasie wat dit aanvaarbaar maak vir die PLB-prosesseerder om dit te kan verwerk. (Dit skakel 'n aksie om in 'n elektriese sein) (3) 6.1.2 Relê kontakte Drukskakelaars Limietskakelaars Analoogsensors Selekteerskakelaars (Enige TWEE) (2) 6.1.3 L.U.Ds  Kragtransistors Tiristors (Enige TWEE) (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 6.1.4 STAP 1- Kyk na die inset staat. Die kontroleerder toets die status van die insette en kyk of dit 'HOOG' (Logika 1) of 'LAAG' (Logika 0) is. '0' OF '1'  STAP 2- VOER UIT DIE PROGRAM Die PLB voer die opdragte uit een instruksie per slag en stoor die resultate as parameters vir verdere besluitneming soos die skandeersiklus voortgaan.  STAP 3- DATEER DIE UITSET OP Die PLB verander die uitsetstatus na aanleiding van die instruksies, leerlogika diagram of instruksieblokdiagram (IBD) (6) 6.2 6.2.1 (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 6.2.2 Groepering (6) 6.2.3 (7) 6.2.4 Die stel/Herstel funksie kan in motor beheer gebruik word.  Die herstel funksie geniet voorrang bo die stel funksie Dit kan gebruik word om die aansit- en stop-funksie van 'n direk- aanlyn-aansitter (of enige ander tipe aansitter) te simuleer.  (Enige aanvaarbare verduideliking en voorbeeld moet oorweeg word) (3) 6.2.5 'n Eksterne STOPknop gee aan die operateur 'n fisiese metode om die toevoer na die Nulspanningspoel te onderbreek.  Op 'n PLC stelsel kan die Stel/herstel funksies as aansit en stop knoppe geprogrammeer word.  Hierdie programmeringsfunksie kan dus die aansit en stop beheerfunksie van die motor oorneem. Indien uitset kontak 'n fout ontwikkel en in die AAN posisie vassteek kan die operateur beheer oor die stelsel verloor. 'n Addisionele Stopknop kan dien as 'n addisionele veiligheidsmaatreël wat 'n ongeluk kan voorkom.  (3) 6.3 Kontakte aktiveer NA 'n voorafgestelde tyd (2) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 'n 741 operasionele versterker is 'n geïntegreerde kring wat uit baie komponente bestaan op 'n silikonskyfie. Die skyfie word in 'n dubbel in lyn pakkie verpak om toe te laat dat dit in verskillende modusse gekoppel kan word OF 'n Operasionele versterker is 'n geïntegreerde kring bestaande uit baie elektroniese komponente met 'n hoë spanningswins wat aan 'n GS kragbron verbind kan word. (3) 7.2 Oneindige bandwydte beteken dat die operasionele versterker 'n insetsein kan versterk  oor 'n oneindige frekwensiespektrum.  (2) 7.3 Ooplusspanningswins is oneindig.  Inset impedansie is oneindig Uitsetimpedansie is zero Onvoorwaardelike stabiliteit. (2) 7.4 7.4.1 Negatiewe terugvoer is wanneer 'n gedeelte van die uitsetsein teruggevoer word na die inset van die versterker.  Die terugvoersein is 180o uit fase met die inset sein. Die teruggevoerde sein word dus van die inset afgetrek en die wins verminder.  Indien terugkoppeling nie beheer word nie kan die uitset verswak word na zero. (3) 7.4.2 Positiewe terugvoer is wanneer 'n gedeelte van die uitsetsein teruggekoppel word na die inset.  Die terugvoer sein is in fase met die inset sein.  Die inset sein en die teruggekoppelde sein word bymekaargetel en die uitsetwins verhoog.  Indien terugkoppeling nie beheer word nie kan die uitset weghol wat die kring onstabiel sal maak. (3) 7.5 Die bandwydte verhoog. Die ruisvlakke verminder  Die wins verminder Vervorming van die insetsein op die uitset verminder (Enige TWEE) (2) 7.6 Uitset moet toon: OF Versterking  Dieselfde Frekwensie Indien oopluswins = ∞ Korrekte fase  Die inset en uitsetfrekwensie moet verbandhou/dieselfde wees V1 Vuit V2 (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 13 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 7.7 7.7.1 +V Uitset moet toon: 0V Geen inversie Vierkantsgolf -V Golf by versadigingspunte (3) 7.7.2 Zero vlak detektor  Drempelspanning detektor (1) 7.8 7.8.1 Nieomkeerversterker  (1) 7.8.2 Nieomgekeerde uitset moet toon: Versterking  Vn Vout Dieselfde Frekwensie (2) 7.8.3 Rf AV = 1 +  Rin 12000 = 1+ 3000  = 5  (3) 7.8.4 Vuit  Av = Vin Vuit = Av x Vin  =5x 3  = 15 V (3) 7.8.5 Die waarde van R F bepaal hoeveel terugvoer bewerkstellig word. Indien R F verminder word sal die aantal negatiewe terugvoer vermeerder word.  Die gevolg is dat die spanningswins van die kring sal verminder.  (2) 7.8.6 Die omkeer terminaal is verbind via R IN na die 0V-reling en daarom R IN die waarde van die spanning by die inset.  (2) 7.9 As 'n buffer tussen stadiums om impendansie aanpassing van een stadium na die daaropvolgende stadium in die kring te bewerkstellig. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 14 DBE/Feb.–Mrt. 2015 NSS – Memorandum 7.10 7.10.1 +V Uitset moet toon: Driehoekige golfvorm 0V +V -V  -V (3) 7.10.2 R in en C vorm 'n tydkonstante wat die tempo waarteen die uitsetspanning vermeerder beheer. Dit bepaal die tyd wat dit neem vir die spanning om versadigingspunt te bereik. (3) 7.11 7.11.1 Hartley-ossillator  (1) 7.11.2 L = L1 + L2  = 0,035 + 0.035  = 0,07 H  1 Fr =  2π LC 1 = 2π 0,07 x 0,47 x10 −6  = 877,89 Hz  (6) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou