Electrical Technology Grade 12 NSC November 2013 QP (Afr)

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE NOVEMBER 2013 PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 12 bladsye en 1 formuleblad. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/November 2013 NSS INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Beantwoord AL die vrae. 2. Sketse en diagramme moet groot en netjies met volledige byskrifte wees. 3. ALLE berekeninge moet getoon word en korrek tot TWEE desimale plekke afgerond word. 4. Nommer die vrae korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 5. Nieprogrammeerbare sakrekenaars mag gebruik word. 6. Toon die eenhede vir alle antwoorde van berekeninge. 7. 'n Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel aangeheg. 8. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 3 DBE/November 2013 NSS VRAAG 1: TEGNOLOGIE, GEMEENSKAP EN DIE OMGEWING 1.1 Die meerderheid elektrisiteit wat in Suid Afrika opgewek word, gebruik steenkool as primêre bron van energie. 1.1.1 Noem TWEE omgewingsvriendelike alternatiewe. (2) 1.1.2 Beskryf hoekom dit belangrik is om te soek na alternatiewe vir steenkool om elektrisiteit op te wek. (2) 1.2 Die voorsiening van elektriese energie aan alle Suid-Afrikaners moet 'n basiese mensereg wees. 1.2.1 Beskryf hoekom toegang tot elektriese krag opvoedkundige voordele kan hê. (2) 1.2.2 Beskryf EEN faktor wat die koste om elektrisiteit op te wek, kan verhoog. (2) 1.2.3 Verduidelik hoekom die voorsiening van elektrisiteit aan mense se huise tot 'n afname in lugbesoedeling kan lei. (2) [10] VRAAG 2: TEGNOLOGIESE PROSES 2.1 Beskryf die funksie van die volgende VIER substelsels by die ontwerp van 'n elektriese stelsel: 2.1.1 Inset (2) 2.1.2 Proses (2) 2.1.3 Uitset (2) 2.1.4 Energiebron (2) 2.2 Beskryf hoekom dit belangrik is om 'n PAT-projek te evalueer nadat dit voltooi is. (2) [10] VRAAG 3: BEROEPSGESONDHEID EN -VEILIGHEID 3.1 Noem TWEE onveilige handelinge wat beserings in 'n elektriesetegnologie- werkswinkel kan veroorsaak. (2) 3.2 Noem DRIE elektriese veiligheidstoestelle wat die krag in 'n noodgeval sal afskakel. (3) 3.3 Noem die tipe brandblusser wat gebruik moet word om elektriese brande te blus. (1) 3.4 Noem TWEE veiligheidsmaatreëls wat getref moet word wanneer 'n multimeter in 'n kring verbind word om stroom te meet. (2) 3.5 Beskryf hoekom dit belangrik is om goeie ventilasie in 'n werkswinkel te hê. (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/November 2013 NSS VRAAG 4: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 4.1 Noem EEN voordeel van 'n driefasestelsel bo 'n enkelfasestelsel. (1) 4.2 Teken 'n deltaverbinde stelsel wat die lyn- en fasewaardes van stroom en spanning toon. (4) 4.3 'n Driefase gebalanseerde las is in ster aan 'n 380 V-toevoer verbind. Teen vollas word 60 kW teen 'n arbeidsfaktor van 0,85 verbruik. Gegee: VL = 380 V P uit = 60 kW Cos θ = 0,85 4.3.1 Bereken die stroom wat teen vollas getrek word. (3) 4.3.2 As die arbeidsfaktor van die las na 0,98 verbeter word, beskryf wat met die stroom sal gebeur wat teen vollas getrek word. (2) [10] VRAAG 5: RLC-KRINGE 5.1 Noem TWEE faktore wat die waarde van die kapasitiewe reaktansie van 'n kapasitor beïnvloed. (2) 5.2 Verduidelik die term induktiewe reaktansie met verwysing na 'n spoel. (2) 5.3 Beskryf hoe 'n toename in die aantal windings op 'n spoel die induktiewe reaktansie van die spoel sal affekteer. (2) 5.4 Teken die spannings- en stroomgolfvorms van die volgende op dieselfde assestelsel, indien dit aan 'n WS-kring verbind word: 5.4.1 'n Suiwer resistor (2) 5.4.2 'n Suiwer spoel (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/November 2013 NSS 5.5 'n Seriekring met 'n 200 µF-kapasitor, 'n 180 mH-induktor en 'n resistor van 10 Ω word aan 'n 220 V/50 Hz-toevoer verbind. Gegee: C = 200 µF L = 180 mH R = 10 Ω VS = 220 V f = 50 Hz Bereken: 5.5.1 Die induktiewe reaktansie van die induktor (3) 5.5.2 Die kapasitiewe reaktansie van die kapasitor (3) 5.5.3 Die impedansie van die kring (3) 5.5.4 Die stroomvloei deur die kring (3) 5.5.5 Teken die fasordiagram en toon die stroom en spannings in die kring. (5) 5.6 FIGUUR 5.1 verteenwoordig 'n parallel-RLC-kringbaan. Bereken die toevoerstroom van die kring. Gegee: IL = 1,5 A XL IL = 1,5 A IC = 2A IR = 1A XC VS = 220 V IC = 2 A f = 50 Hz IR = 1 A R VS = 220 V/50 Hz FIGUUR 5.1: PARALLEL-RLC-KRING (3) [30] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/November 2013 NSS VRAAG 6: SKAKEL- EN BEHEERKRINGE 6.1 Teken 'n volledig benoemde simbool van 'n SBG. (3) 6.2 Noem TWEE toepassings van 'n SBG. (2) 6.3 Beskryf hoe 'n SBG aangeskakel word deur 'n beheerde hekpuls te gebruik. (3) 6.4 Verduidelik wat die fisiese grootte van 'n SBG bepaal. (2) 6.5 Verduidelik hoe 'n DIAK aangeskakel word. (3) 6.6 Die ligverdoofkring in FIGUUR 6.1 hieronder is aan 'n 220 V/50 Hz-toevoer verbind. Rlas R1 Triak R2 Diak 220 V/50 Hz FIGUUR 6.1: LIGVERDOOFKRING 6.6.1 Beskryf die funksie van die DIAK. (2) 6.6.2 As die waarde van R 2 verhoog word, sal die helderheid van die lamp afneem. Verduidelik hoe dit gebeur. (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/November 2013 NSS 6.7 Die kenkromme van 'n TRIAK word in FIGUUR 6.2 hieronder getoon. +I[A] Voorwaartse geleiding Hek- IL VBO puls IH -V +V[V] IH Hek- IL puls VBO Truwaartse geleiding Die TRIAK begin gelei by VBO OF wanneer 'n hek- puls aangelê word. -I FIGUUR 6.2: KENKROMME VAN 'N TRIAK 6.7.1 Beskryf hoe die spanning oor die TRIAK beïnvloed sal word wanneer dit begin gelei. (3) 6.7.2 Verduidelik die term houstroom, wat I H op die kenkromme gemerk (2) is. [25] VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 Met verwysing na positiewe terugvoer: 7.1.1 Beskryf die term positiewe terugvoer. (3) 7.1.2 Noem die hoofnadeel van positiewe terugvoer. (1) 7.1.3 Noem EEN toepassing van positiewe terugvoer by versterkers. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/November 2013 NSS 7.2 FIGUUR 7.1 hieronder is die simbool van 'n operasionele versterker. Identifiseer die byskrifte gemerk 1, 2 en 3. +VCC 1 _ 3 2 + -VCC FIGUUR 7.1: OPERASIONELE VERSTERKER SE SIMBOOL (3) 7.3 FIGUUR 7.2 hieronder is 'n operasioneleversterker-kring. RIN _ VRF Inset + Uitset VRF=2 V FIGUUR 7.2: OPERASIONELEVERSTERKER-KRING 7.3.1 Gee die naam van die operasioneleversterker-kring. (1) 7.3.2 Teken die inset- en uitsetgolfvorms op dieselfde assestelsel. (5) 7.3.3 Beskryf die funksie van die verwysingspanning. (3) 7.4 Gebruik 'n operasionele versterker en teken 'n nie-omkeerversterker. (5) 7.5 Verduidelik hoe 'n nie-omkeerversterker in 'n spanningsvolger omgeskakel kan word. (3) [25] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/November 2013 NSS VRAAG 8: DRIEFASETRANSFORMATORS 8.1 Noem EEN praktiese toepassing van 'n transformator. (1) 8.2 Beskryf die basiese werksbeginsel van 'n transformator. (5) 8.3 As die las van 'n ideale transformator verdubbel word, watter uitwerking sal dit op die volgende hê: 8.3.1 Insetdrywing (1) 8.3.2 Stroom (1) 8.3.3 Spanning (1) 8.4 'n Delta-ster-verbinde transformator lewer 66 kW teen 'n arbeidsfaktor van 0,85 aan 'n fabriek. Die primêre lynspanning is 11 kV, die sekondêre lynspanning is 380 V. Die transformator se rendement is 100%. Gegee: P uit = 66 kW V L(p) = 11 kV V L(s) = 380 V Cos θ = 0,85 Bereken: 8.4.1 Die sekondêre lynstroom (3) 8.4.2 Die primêre lynstroom (3) [15] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/November 2013 NSS VRAAG 9: LOGIKAKONSEPTE EN PLB's 9.1 Noem TWEE praktiese toepassings van 'n PLB. (2) 9.2 Beskryf die funksie van die volgende PLB-komponente: 9.2.1 Geheue (2) 9.2.2 SVE (2) 9.2.3 Insetkoppelvlakke (2) 9.3 Noem DRIE tipes programmeertale wat in PLB-programmering gebruik word. (3) 9.4 Die kring in FIGUUR 9.1 hieronder stel 'n relêlogika-funksie voor. Aansit Relêkontak Relêspoel (C) Lamp FIGUUR 9.1: RELÊKRINGBAAN 9.4.1 Noem die logikafunksie wat hierdie kring voorstel. (1) 9.4.2 Teken die ekwivalente logikasimbool vir hierdie kring. (2) 9.4.3 Teken die waarheidstabel vir die logikafunksie. (2) 9.4.4 Teken die leerdiagram van hierdie kring. (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/November 2013 NSS 9.5 FIGUUR 9.2 hieronder stel 'n leerlogikadiagram voor. X0 X1 X3 Y0 Y0 FIGUUR 9.2: LEERLOGIKADIAGRAM 9.5.1 Identifiseer die beheerkring wat deur die leerlogikadiagram voorgestel word. (1) 9.5.2 Teken die relêbeheerkring wat die leerlogikadiagram in FIGUUR 9.2 voorstel. (6) 9.6 Beskryf die volgende voordele van PLB-beheer bo relêbeheer: 9.6.1 Vereenvoudigde ontwerp (2) 9.6.2 Beter betroubaarheid (2) 9.6.3 Kompaktheid en standaardisering (2) 9.7 Noem 'n digitale toestel wat gebruik kan word om koeldrankbottels in 'n fabriek te tel. (1) [35] VRAAG 10: DRIEFASEMOTORS EN BEHEER 10.1 Noem die TWEE wyses waarop 'n driefasestatorwikkeling verbind kan word. (2) 10.2 Noem DRIE elektriese toetse wat voor installering op die statorwikkeling van 'n motor uitgevoer moet word. (3) 10.3 Noem TWEE meganiese inspeksies wat tydens instandhouding op 'n motor uitgevoer moet word. (2) 10.4 Noem hoe die draairigting van 'n driefase-induksiemotor verander kan word. (1) 10.5 Noem TWEE voordele van driefasemotors bo enkelfasemotors. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/November 2013 NSS 10.6 'n Driefase-17 kW-induksiemotor word in delta aan 'n 380 V/50 Hz-toevoer verbind. Die motor se rendement is 100% met 'n arbeidsfaktor van 0,8 teen vollas. Gegee: P = 17 kW VL = 380 V f = 50 Hz η = 100% Cos θ = 0,8 Bereken: 10.6.1 Die stroom wat vanaf die toevoer getrek word (3) 10.6.2 Die skyndrywing van die motor (3) 10.7 Verduidelik hoekom die omhulsel van 'n driefasemotor geaard moet word. (2) 10.8 Noem DRIE veiligheidstoestelle wat in 'n motoraansitkring ingesluit moet word. (3) 10.9 Beskryf EEN moontlike oorsaak van oorverhitting van 'n driefase- induksiemotor. (2) 10.10 Beskryf die term normaal oop met verwysing na elektromagnetiese relês. (2) 10.11 Verduidelik die funksie van die entplaat van die motor. (2) 10.12 Beskryf die doel van die gebruik van elektriese skakeltuig in driefasemotor- beheerkringe. (3) [30] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie DBE/November 2013 NSS FORMULEBLAD X L = 2πFL P = 3 VL I L cosθ 1 S = 3 VL I L XC = Driefase 2πFC Q = 3 VL I L sin θ Z= R2 + (X L ≅ X C )2 V L = V ph Delta I T = I R2 + (I C ≅ I L ) I L = 3 I ph 2 V L = 3 V ph VT = V R2 + (VC ≅ V L ) 2 Ster I L = I ph VR = IR 1 f = T VL = IX L VC = IX C V ph ( P ) N P I ph ( S ) = = V ph ( S ) N S I ph ( P ) 1 fr = 2π LC 1 L Q= R C X L VL Q= = R VR IR Cosθ = IT R Cosθ = Z P = VI cosθ S = VI Enkelfase Q = VI sin θ Kopiereg voorbehou