Electrical Technology Grade 12 NSC November 2015 QP (Afr)

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE NOVEMBER 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/November 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 antwoorde korrek tot TWEE desimale plekke af. 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 aangeheg. 9. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 3 DBE/November 2015 NSS VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 1.1 Noem EEN onveilige handeling wat in 'n elektriesetegnologie-werkswinkel tot 'n ongeluk kan lei. (1) 1.2 Definieer die begrip gevaarlike praktyke met verwysing na werkswinkel- praktyk. (2) 1.3 Noem TWEE onveilige toestande wat in 'n elektriese werkswinkel kan voorkom. (2) 1.4 Verduidelik die begrip menseregte in die werkplek met verwysing na die beskerming van 'n werker. (2) 1.5 Verduidelik waarom risikobestuur belangrik is om veiligheid in 'n werkswinkel te verseker. (3) [10] VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 Beskryf die begrip aktiewe drywing. (2) 2.2 Teken 'n netjies benoemde fasordiagram van die spannings wat deur 'n driefase-WS-stelsel opgewek word. Dui die rotasierigting aan. (5) 2.3 'n Driefase sterverbinde motor het 'n uitsetdrywing van 50 kW en trek 'n stroom vanaf 'n 380 V/50 Hz-toevoer teen 'n arbeidsfaktor van 0,95 nalopend. Aanvaar dat daar geen verliese is nie. Gegee: P = 50 kW Vl = 380 V Cos Ө = 0,95 nalopend Bereken die: 2.3.1 Lynstroom (3) 2.3.2 Skyndrywing (3) 2.4 Noem TWEE voordele van arbeidsfaktorverbetering in WS-stelsels. (2) 2.5 Noem die funksie van 'n wattmeter. (2) 2.6 Twee wattmeters wat gebruik word om die insetdrywing te meet, is aan 'n gebalanseerde driefasekring verbind en toon 2 500 W en 500 W onderskeidelik. Bereken die totale insetdrywing. Gegee: P1 = 2 500 W P2 = 500 W (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/November 2015 NSS VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 Noem EEN beskermingstoestel wat in transformators gebruik word. (1) 3.2 Noem EEN negatiewe invloed van verliese in transformators. (1) 3.3 Noem DRIE metodes om transformators te verkoel. (3) 3.4 Beskryf die invloed op die primêre stroom van 'n transformator indien die las groter word. (3) 3.5 Die delta-sterverbinde transformator in FIGUUR 3.1 voorsien 'n fabriek van 60 kW. Die stroom loop die spanning met 36,87° na. Die primêre lynspanning is 11 kV en die sekondêre lynspanning is 380 V. Vl (primêr) = 11 kV Vl (sekondêr) = 380 V L1 L1 F A N B L2 L2 R I L3 L3 E K FIGUUR 3.1: DELTA-STERVERBINDE TRANSFORMATOR Gegee: Puit = 60 kW Ө = 36,87° nalopend Vl (primêr) = 11 kV Vl (sekondêr) = 380 V Bereken die: 3.5.1 Sekondêre lynstroom (3) 3.5.2 Primêre lynstroom (3) 3.5.3 Skyndrywing (3) 3.5.4 Reaktiewe drywing (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/November 2015 NSS VRAAG 4: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 4.1 Noem TWEE dele van 'n driefase-kourotor-induksiemotor. (2) 4.2 Noem TWEE voordele van 'n driefasemotor in vergelyking met 'n enkelfasemotor. (2) 4.3 Beskryf waarom dit belangrik is om elektriese inspeksies op 'n motor ná installasie en voor bekragting uit te voer. (2) 4.4 Verwys na die kringdiagram in FIGUUR 4.1. L O/B Stop Aan Hou in Aan Hou in Vorentoe MK1 (N/O) Agtertoe MK2 (N/O) MK2 MK1 N/T N/T MK1 MK2 Vorentoe Agtertoe N FIGUUR 4.1: BEHEERKRING VAN 'N VORENTOE-AGTERTOE-AANSITTER 4.4.1 Beskryf hoe die kontak O/B die motor beskerm. (3) 4.4.2 Beskryf hoe grendeling in die aansitter gebruik word. (5) 4.5 Beskryf die funksie van 'n ster-delta-aansitter. (3) 4.6 Beskryf die funksie van 'n nulspanningspoel in 'n motoraansitter. (3) 4.7 Noem hoe die rotasierigting van 'n driefasemotor omgekeer kan word. (2) 4.8 Die naamplaat op 'n driefasemotor verskaf belangrike inligting oor die motor. Noem DRIE tipes inligting wat dit verskaf. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/November 2015 NSS 4.9 'n Driefasemotor word aan 'n 380 V/50 Hz-toevoer verbind. Die motor het ses poolpare en 'n glip van 4%. Gegee: Vt = 380 V f = 50 Hz S = 4% p = 6 Bereken die: 4.9.1 Sinkrone spoed (3) 4.9.2 Rotorspoed (3) 4.10 'n Driefase deltaverbinde motor word aan 'n 380 V/50 Hz-toevoer verbind. Die motor ontwikkel 29,7 kW by vollas. Dit het 'n arbeidsfaktor van 0,85 en 'n rendement van 90%. Gegee: Puit = 29,7 kW Vl = 380 V Cos Ө = 0,85 ŋ = 90% Bereken die: 4.10.1 Insetdrywing (3) 4.10 2 Insetlynstroom (3) 4.11 Verduidelik wat met die stroom wat deur 'n motor getrek word, sal gebeur indien die drywingsfaktor van die motor verbeter word. (3) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/November 2015 NSS VRAAG 5: RLC 5.1 Bereken die kapasitiewe reaktansie van 'n 120 µF-kapasitor wanneer dit aan 'n 240 V/50 Hz-toevoer verbind word. Gegee: C = 120 µF Vt = 240 V f = 50 Hz (3) 5.2 Beskryf waarom die stroom in 'n RLC-seriekring by maksimum verkeer teen resonansiefrekwensie. (4) 5.3 Verwys na die kringdiagram in FIGUUR 5.1 en beantwoord die vrae wat volg. Ir= 2,5 A Il = 3,6 A Ic = 6 A It t Vt = 240 V/50 Hz FIGUUR 5.1: PARALLEL-RLC-KRING Gegee: Ir = 2,5 A Il = 3,6 A Ic = 6A Vt = 240 V f = 50 Hz 5.3.1 Bereken die totale stroom in die kring. (3) 5.3.2 Bereken die induktiewe reaktansie van die spoel. (3) 5.3.3 Beskryf wat met die stroom deur die spoel sal gebeur indien die frekwensie van die toevoer verhoog word. (3) 5.4 Definieer die term Q-faktor met verwysing na 'n parallelkring. (4) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/November 2015 NSS VRAAG 6: LOGIKA 6.1 Bestudeer FIGUUR 6.1 wat 'n tipiese PLB-skandeersiklus toon en beantwoord die vrae wat volg. STAP 1 STAP 2 STAP 3 Inset Proses Uitset FIGUUR 6.1: PLB-SKANDEERSIKLUS 6.1.1 Noem TWEE insettoestelle wat in Stap 1 verbind kan word. (2) 6.1.2 Noem DRIE programmeertale wat in Stap 2 instruksies aan die PLB kan gee. (3) 6.1.3 Beskryf hoe ELKE stap in FIGUUR 6.1 gebruik word om 'n PLB-program uit te voer. (6) 6.1.4 Verduidelik waarom sterkstroomtoestelle nie direk aan die uitset van 'n PLB, wat 'n transistor-uitset gebruik, gekoppel kan word nie. (3) 6.1.5 Beskryf hoe die probleem in VRAAG 6.1.4 in industriële toepassings opgelos word. (3) 6.2 Beskryf hoekom relêbeheerstelsels (hardbedrade stelsels) deur PLB-beheerstelsels vervang word. (2) 6.3 Verwys na die volgende Boole-vergelyking om die vrae wat volg, te beantwoord: X  A B CD  A B CD  A B CD  A B CD  A B CD 6.3.1 Teken 'n Karnaugh-kaart en toon die groepering. (9) 6.3.2 Skryf die vereenvoudigde uitdrukking neer wat uit die Karnaugh- kaart geneem kan word. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/November 2015 NSS 6.4 Verwys na die kring in FIGUUR 6.2. L Stop O/B L Aan Hou in Aan Hou in 1 MK1 (N/O) 2 MK2 (N/O) MK1 MK2 (Lamp) (Waaier) N FIGUUR 6.2: BEHEERKRING VAN 'N SEKWENSIËLE AANSITTER 6.4.1 MK1 skakel 'n lamp aan en MK2 sluit 'n kontaktor wat 'n waaier bekrag. Teken die PLB-leerdiagram wat dieselfde funksie van die relêbeheerkring in FIGUUR 6.2 sal uitvoer. (8) 6.4.2 Noem watter programmeringsfunksie in die leerdiagram ingesluit moet word om die aanskakeling van die waaier (MK2) te outomatiseer. (1) [40] VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 Noem DRIE eienskappe van 'n ideale operasionele versterker (op-versterker). (3) 7.2 Beskryf die term bandwydte ten opsigte van op-versterkers. (3) 7.3 Gee TWEE redes waarom negatiewe terugvoer in op-versterkerkringe gebruik word. (2) 7.4 Beskryf die term positiewe terugvoer. (3) 7.5 Beskryf die term stabiliteit ten opsigte van op-versterkers. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/November 2015 NSS 7.6 Bestudeer FIGUUR 7.1 en beantwoord die vrae wat volg. Rin = 5 kΩ Rin Rf Rf = 15 kΩ - Vin = 1,5 V Vuit Vin __ + 0V FIGUUR 7.1: OP-VERSTERKERKRING 7.6.1 Identifiseer die op-versterkerkring in FIGUUR 7.1. (1) 7.6.2 Teken die inset- en uitsetgolfvorme op dieselfde y-as en benoem die golfvorme. (3) 7.6.3 Bereken die spanningswins indien die terugvoerweerstand 'n waarde van 15 kΩ en die insetweerstand 'n waarde van 5 kΩ het. (3) 7.6.4 Bereken die uitsetspanning indien 'n insetsein van 1,5 V op die op-versterker toegepas word. (3) 7.7 Bestudeer FIGUUR 7.2 en beantwoord die vrae wat volg. Vin - Vuit -_ + Rf _ R1 FIGUUR 7.2: OMKEER-SCHMIDT-SNELLER 7.7.1 Noem TWEE toepassings van die op-versterkerkring in FIGUUR 7.2. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/November 2015 NSS 7.7.2 Teken die insetgolfvorm oor wat in FIGUUR 7.3 getoon word en teken die uitsetgolfvorm direk daaronder. +Vcc Boonste snellerwaarde Inset- 0 V spanning Onderste snellerwaarde -Vcc Uitset - spanning FIGUUR 7.3: INSETGOLFVORM NA 'N OMKEER-SCHMIDT-SNELLER (6) 7.8 Bereken die resonansiefrekwensie van 'n Hartley-ossillator wat uit twee spoele van 40 mH elk en 'n kapasitor van 0,65 µF bestaan. Die tenkkring van die Hartley-ossillator word in FIGUUR 7.4 getoon. L1 L2 C FIGUUR 7.4: TENKKRING VAN 'N HARTLEY-OSSILLATOR Gegee: C = 0,65 µF L1 = 40 mH L2 = 40 mH (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/November 2015 NSS 7.9 Bestudeer FIGUUR 7.5 en beantwoord die vrae wat volg. C1 Sneller- inset C2 R1 Vuit R2 FIGUUR 7.5: OP-VERSTERKERKRING Gegee: C1 = 1 µF C2 = 22 nF R1 = 1,5 kΩ R2 = 550 kΩ 7.9.1 Identifiseer die op-versterkerkring in FIGUUR 7.5. (1) 7.9.2 Noem EEN praktiese toepassing van hierdie tipe op-versterker. (1) 7.9.3 Bereken die tyd wat die multivibrator in die steltoestand sal bly nadat dit 'n snellerpuls ontvang het. (3) 7.9.4 Teken die insetgolfvorm oor wat in FIGUUR 7.6 getoon word en teken die uitsetgolfvorm direk daaronder. Toon die tyd wat in VRAAG 7.9.3 bereken is, op die uitsetgolfvorm. Snellerpuls 0V Uitsetgolfvorm FIGUUR 7.6: INSETSNELLERPULS VIR FIGUUR 7.5 (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 13 DBE/November 2015 NSS 7.10 Bestudeer FIGUUR 7.7 en beantwoord die vrae wat volg. C1 Sneller- inset R1 R3 Vuit R2 0V FIGUUR 7.7: BISTABIELE MULTIVIBRATOR 7.10.1 Noem EEN toepassing van 'n bistabiele multivibrator. (1) 7.10.2 Indien die snellerpuls negatief is, beskryf die waarde waarna die uitset sal verstel. (2) 7.11 Beskryf die funksie van die dubbele GS-toevoer in op-versterkerkringe. (3) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie DBE/November 2015 NSS FORMULEBLAD DRIEFASE-WS-OPWEKKING RLC-KRINGE Ster Xl  2fL Vl  3 Vf Xc  1 2fC Il  If 1 fr  2 (LC) Delta Il  3 If Serie Vl  Vf It  Ir  Ic  Il Z  R 2  X l  ~ Xc  2 P  3Vp  Ip cos θ Vl  I X l P  3Vl  Ilcos θ Vc  I X c S  3 Vl Il Vt  I Z Q  3 Vl Il sinθ Vt  Vr  Vl ~  Vc  2 2 P Vt Cos θ  It  S Z Vf R Zf  Cos θ  If Z V Tweewattmetermetode Cos θ  r Vt Pt  P1  P2 Xl Q R Parallel OPERASIONELE VERSTERKERS Vt  Vr  Vc  Vl Vuit R  V Ir  r Wins A v     f  omkeer-op-versterker Vin  R in  R Vuit R Vc Wins A v   1 f nie-omkeer-op-versterker Ic  Vin R in Xc 1 V fr  Hartley-ossillator Il  l 2 L t C Xl 1 Il  Ir  Il ~ 2  Ic  2 frc  RC -faseverskuiwingsossillator 2 6 RC Vuit (V 1  V2  ...Vn ) I Cos θ  r It X Q l R Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie DBE/November 2015 NSS DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS DRIEFASETRANSFORMATORS Ster Ster Vl  3 Vf Vl  3 Vf Il  If Il  If Delta Delta Il  3 If Il  3 If Vl  Vf Vl  Vf Drywing Drywing P  3Vf If cos θ P  3Vf If cos θ P  3 Vl Il cos θ P  3 Vl Il cos θ S  3 Vl Il S  3 Vl Il Q  3 Vl Il sin θ Q  3 Vl Il sin θ P Cos θ  S Vf primêr  Np If sekondêr    Vf sekondêr  Ns If primêr  Puit Puit Rendementη  Rendementη  Pin Pin Puit  PIn  verliese Puit  Pin  verliese  S  cos θ  η  S  cos θ  η 60  f ns  p n  nr Glipper eenheid  s ns nr  ns 1  Sper eenheid  n s  nr %glip   100% ns Kopiereg voorbehou