Electrical Technology Grade 12 NSC June 2018 Memo (Afr)

Downloaded from hlayiso.com SENIORSERTIFIKAAT-EKSAMEN ELEKTRIESE TEGNOLOGIE JUNIE 2018 NASIENRIGLYNE PUNTE: 200 Hierdie nasienriglyne bestaan uit 14 bladsye. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne INSTRUKSIES AAN NASIENERS 1. Alle vrae met meervoudigekeuse-antwoorde veronderstel dat enige relevante, aanvaarbare antwoord oorweeg moet word. 2. Berekeninge: 2.1 Alle berekeninge moet die 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 behaal is. 2.5 Wanneer 'n verkeerde antwoord in 'n 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 aanvanklik verkeerde antwoord daaropvolgend korrek toegepas het, moet die kandidaat vervolgens volpunte vir daaropvolgende korrekte berekeninge kry. 3. Hierdie nasienriglyne is slegs 'n gids met modelantwoorde. Alternatiewe vertolkings moet oorweeg en op meriete nagesien word. Hierdie beginsel moet konsekwent regdeur die nasiensessie by ALLE nasiensentrums toegepas word. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 3 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 1.1 Die tipe werk wat in 'n elektriese tegnologie werkswinkel gedoen word vereis die korrekte ligintensiteit omrede goeie sigbaarheid  noodsaaklik is in die uitvoering van die volgende take: soldeerwerk, paneelbedrading, meting van elektriese hoeveelhede asook vir veiligheidsvereistes.  (2) 1.2 Gevaarlike praktyke is die prosesse  of aktiwiteite wat een of ander vorm van risiko of gevaar vir iemand inhou  wanneer dit uitgevoer word en kan lei tot ernstige beserings of selfs die dood. (2) 1.3 Bly kalm Beoordeel die situasie Ontbied die nooddienste Rapporteer die beserings aan die toepaslike owerheid Pas eerstehulp en 'KPR' toe (2) 1.4 Werkers met HIV neig daarna om gereeld van die werk afwesig te wees a.g.v. siekte  wat deur hulle verswakte immuniteitstelsel veroorsaak word en dit het 'n negatiewe invloed op die produktiwiteit.  (2) 1.5 Dit is eties korrek om 'n persoon te rapporteer wat onder die invloed van medikasie wat lei tot lomerigheid werk omdat die persoon homself/haarself en ander persone in gevaar stel wanneer hy/sy met masjinerie werk.  Die persoon kan ook die masjinerie beskadig.  Daarom word geen persoon onder die invloed van medikasie in die werksplek toegelaat nie. (2) [10] VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 Enkelfase genereer minder drywing Dit kan slegs enkelfase laste bedien Enkelfasekrag is duurder om te genereer (2) 2.2 Drie spoele word 120º uitmekaar geplaas.  Wanneer hierdie spoele antikloksgewys roteer sny hulle die magnetiese veldlyne wat emk's van dieselfde grootte en frekwensie in die spoele induseer.  Die geïnduseerde emk's is 120º uitfase met mekaar.  (3) 2.3 2.3.1 VF IF =  ZF 220  = 16 = 13,75 A  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne 2.3.2 P = I2 Z  2 =13,75 × 16  = 3025 W  = 3,025 kW (3) 2.4 2.4.1 Deur die gepaste grootte kapasitor parallel aan die las te koppel Deur sinkrone motors parallel aan die las te koppel (1) 2.4.2 Minder stroom word van die toevoer getrek Kostebesparing omdat minder stroom getrek word Minder hitte beteken minder verliese (2) 2.5 2.5.1 Insetdrywing aan die las P = P1 + P2 + P3  = 8000 + 4000 + ( −460)  = 11,54 kW  (3) 2.5.2 Drywing verkwis P = 3 VLIL Cos θ  11540  IL = 3 × 380 × 0,8 = 21,92 A  (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 3.1.1 Kern-tipe transformator  Mantel-tipe transformator  (2) 3.1.2 Die kern van transformators word gelamineer om die werwelstrome in die kern te beperk wat verliese in die vorm van hitte veroorsaak. (1) 3.2 Wanneer wisselspanning aan die primêre wikkelings gekoppel word vloei daar 'n stroom wat 'n wisselende magneetveld in die kern opstel.  Hierdie wisselende magneetveld sny die sekondêre wikkelings en induseer 'n emk daarin.  (3) 3.3 Identiese spanning- en windingsverhouding (beide primêre en sekondêre spannings moet dieselfde wees)  Identiese kVA-aanslag  Identiese frekwensie-aanslag Identiese polariteit Soortgelyke impedansie (2) 3.4 Dit verbeter die isolasie van die wikkelings. Dit koel die temperatuurstyging in die transformator af d.m.v. sirkulasie. (1) 3.5 3.5.1 VL = 3 × VF  = 3 × 220  = 381,05 V  (3) 3.5.2 S = 3 × VL × IL  IF = IL  S  IL = ∴ = 454,55 A 3 × VL 300000 =  3 × 381,05 = 454,55 A  (5) 3.5.3 P = S Cos θ P = 3 VLIL Cos θ  = 300000 × 0,8  or = 3 × 381,05 × 454,55 × 0,8 = 240 kW  = 240 kW (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne VRAAG 4: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 4.1 4.1.1 Dit huisves die laers wat die rotor-as in plek hou (1) 4.1.2 Die doel van die verkoelingsvinne is om die opgewekte hitte na die buitekant van die motor te versprei.  (1) 4.1.3 Dit huisves die eindpunte van die drie spoele en aarde (1) Dit is om die toevoer aan die motor te koppel 4.2 Hoë aansitwringkrag Kan in ster en delta gekoppel word Wye reeks toepassings Hoër rendement Selfaansittend (3) 4.3 4.3.1 Sinkronespoed van die motor. 60 × f  ns = p 60 × 50  = 2 = 1500 RPM  (3) 4.3.2 Rotorspoed van die motor. nr = ns (1 - S )  = 1500(1 - 0,04 )  = 1440 RPM  (3) 4.4 4.4.1 P = 3 × VL × IL × Cos θ × η  = 3 ×380×15×0,8×0,9  = 7,108 kW  (3) 4.4.2 Vir dieselfde uitsetdrywing sal die motor minder stroom van die toevoer trek.  (2) 4.5 4.5.1 Die aansit-drukknop is normaal-oop en veerbelas,  wanneer dit gedruk en gelos word, sal dit die hoofkontaktor (HK 1 ) aktiveer wat HK 1 (N/O) toemaak  en stroomvloei daardeur toelaat om die kringbaan geaktiveer te hou totdat die veerbelaaide normaal-toe stopdrukknop gedruk word.  (4) 4.5.2 Die twee motors is aan,  omdat die HK 1 (N/O), HK 2 (N/O)  en T (N/O) toe is.  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne 4.5.3 'n Oorbelastingsrelê is aan elke motor gekoppel sodat elke motor afsonderlik van die toevoer ontkoppel  kan word sodra die stroom in daardie motor die waarde van die spesifieke oorbelastingsrelê oorskry,  sonder om die werking van die ander motor te beïnvloed.  (3) 4.5.4 Wanneer die aansitdrukknop gedruk word sal HK 1 aktiveer,  wat HK 1 (N/O 1 ) en HK 1 (N/O 2 ) toemaak en Motor 1 aanskakel.  Tydreëlaar (T) sal aktiveer en T (N/O) sal na 'n voorafbepaalde tyd toemaak  sodat Motor 2 kan aanskakel.  Albei motors kan met die stopdrukknop gestop word. (4) 4.5.5 Vervoerband (1) 4.6 Gaan die volgende na: As-laers vir gladde beweging Motoromhulsel vir enige krake Of die entplate stewig en eweredig vas is Verkoelingsvinne Beskermingsdekstuk van die verkoelwaaier (3) 4.7 Die motor kan nie gebruik word nie  omdat daar kontinuïteit tussen spoel U en W  is a.g.v. beskadigde isolasie tussen die twee spoele  wat 'n kortsluiting en moontlike brand kan veroorsaak. (3) 4.8 Die doel van die nulspanningspoel is om die toevoer na die kring te ontkoppel in die geval van 'n kragonderbreking.  Wanneer die krag weer aankom sal die stelsel af bly totdat dit weer aangeskakel word. (2) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne VRAAG 5: RLC 5.1 Frekwensie  Induktansie  Kapasitansie  (3) 5.2 5.2.1 Die arbeidsfaktor is nalopend (1) 5.2.2 R  Cos θ = Z  maar Z = R 2 + (XL − X C )2 = 20 2 + (60 − 35)2 = 32 ,02 Ω  20  dus Cos θ = 32,02 = 0,62  (5) 5.2.3 Die Q-faktor sal halveer  omdat die Q-faktor indirek eweredig is aan die weerstand van die kring.  Die verdubbeling van die induktansie en kapasitansie as 'n verhouding het geen effek op die Q-faktor nie.  (3) 5.3 Tydens resonansie is die impedansie minimum en die stroomvloei dus maksimum. Wanneer die frekwensie verander sal die kring nie meer resoneer nie en die impedansie toeneem  wat veroorsaak dat die stroomvloei afneem.  (2) 5.4 5.4.1 1 fr =  2π LC 1 = 2π (0,5 × 10 ) × (0,0147 × 10 -6 ) −3  = 58,705 Hz  (3) 5.4.2 VT  Ir = R 240  = 20 = 12 A  (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne VRAAG 6: LOGIKA 6.1 6.1.1  of X1 X1 (1) 6.1.2  of Z1 Z1 (1) 6.2 Relêlogika (1) 6.3 Skootrekenaar Handprogrammeertoestel Rekenaar PLB-koppelvlak (1) 6.4 Hoë-drywing SBG's of TRIAK's  Vaste toestand relês (1) 6.5 'n Reeks instruksies  geskryf in leerlogika, funksieblokdiagram of instruksielys, wat gebruik word om die werking van die PLB te beheer.  (2) 6.6 Funksieblokdiagram Instruksielys (2) 6.7 6.7.1 'n Tydreëlaar is 'n funksie in 'n PLB program wat vir 'n voorafbepaalde tyd wag  voordat dit 'n bepaalde funksie uitvoer.  (2) 6.7.2 Merkers is registers in die geheue van 'n PLB wat gebruik word om inligting te stoor totdat die program dit benodig.  Merkers word ook gebruik om inligting aan die einde van een sport te stoor en na die (2) begin van 'n ander sport in die program te lewer.  6.8 Dit sal die ingewikkeldheid van die leerdiagram verminder  en sodoende die respons en leweringstydperk verminder  met 'n kleiner program. (2) 6.9   A  B & ≥1  ≥1 X ≥1 C   D & (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne 6.10 X= DEF+DEF+DEF+DEF   = D F( E + E) + D F( E + E) = DF + DF  = F( D + D) =F (6) 6.11         (8) 6.12     O/B Stop Aansit HK 1 X1 X2 X3 Q0 HK 1 N/O (Q0) (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 7.1.1 Negatiewe terugvoer is wanneer 'n gedeelte van die uitset na die inset  teruggevoer word en is 180º uitfase met die inset.  (2) 7.1.2 Bandwydte verwys na 'n reeks frekwensies  wat 'n op-versterker kan versterk sonder enige lineêre distorsie.  (2) 7.2 7.2.1 VVERW = 2 V 0V +V CC    V UIT 0 V -VCC  (4) 7.2.2 Drumpeldetektor Spanningsvlakdetektor (1) 7.3 Ossillatorkringe (1) 7.4 Insette 2V   -2 V VUIT 2V -2 V (2) 7.5 7.5.1 Sommeerversterker (1) 7.5.2 Oudiomenger Temperatuurmeting (1) 7.5.3 V V V  VUIT = − R f  1 + 2 + 3    R1 R 2 R 3   0,5 0,2 0,2  =−2  + +   2 2 2  = − 0,9 V  (3) (Alle waardes in kilo ohm) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne 7.6 7.6.1 Deur die terugkoppelkapasitor  met 'n terugkoppelweerstand  te vervang. (2) 7.6.2 + V 0 V V IN - V + V    0 V V UIT  - V (4) 7.7 7.7.1 Oudio ossillators Elektroniese orrels (1) 7.7.2 1 f =π  2 6RC 1 =  π2 6 × 8000 × 275 × 10 −12 = 43,805 Hz  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 13 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne 7.7.3 • Uitset  •60° Inset a  • Inset b 120°  •180° Inset c (3) 7.8 Boonste snellervlak Insetsein . .    Onderste snellervlak  (4) 7.9 1 fr =  2π LC maar L = L1 + L 2 = 30 + 30 = 60 mH 1 fr = 2π 0,06 × 0,35 × 10 −6  = 1098,27 Hz  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 14 DBE/2018 SSE – Nasienriglyne 7.10 1 fr =  2π LC CC  maar C = 1 2 C1 + C 2 30 × 10 −9 × 60 × 10 −9 = 30 × 10 −9 + 60 × 10 −9  = 2 × 10 −8  1 dus fr = 2π 2,6 × 2 × 10 −8  = 697 Hz (5) 7.11 +V Insetpulse -V   +V  Uitset -V  (5) 7.12 7.12.1 Dit word gebruik as 'n buffer  (1) 7.12.2 Die spanningsvolger word vir isolasie  gebruik oor sy hoë insetimpedansie en lae uitsetimpedansie.  (2) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou