Electrical Technology Grade 12 NSC November 2016 QP (Afr)

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE NOVEMBER 2016 PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 14 bladsye en 'n 2 bladsy-formuleblad. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/November 2016 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 2016 NSS VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 1.1 Noem EEN onveilige handeling wat tot 'n ongeluk in 'n werkswinkel kan lei. (1) 1.2 Gee EEN voorbeeld van 'n gevaarlike praktyk in 'n werkswinkel. (1) 1.3 Gee TWEE voorbeelde van die tipe gedrag wat tot goeie werksetiek sal bydra. (2) 1.4 Noem TWEE eerstehulpprosedures wat gevolg behoort te word wanneer 'n persoon brandwonde opgedoen het. (2) 1.5 Beskryf waarom voldoende ventilasie in 'n werkswinkel belangrik is. (2) 1.6 Noem TWEE stappe wat gevolg moet word wanneer 'n risiko-analise gedoen word. (2) [10] VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 Bepaal die waarde van die fasespanning in 'n deltaverbinde stelsel indien die lynspanning 380 V is. (2) 2.2 Teken 'n netjiese, benoemde spanningfasordiagram wat 'n driefase- deltaverbinde stelsel voorstel. (3) 2.3 'n Sterverbinde alternator wek 20 kVA op teen 'n arbeidsfaktor (af.) van 0,87 nalopend. Die lynspanning is 380 V. Gegee: S = 20 kVA VL = 380 V af. = 0,87 nalopend Bereken die: 2.3.1 Stroom wat teen vollas deur die alternator gelewer word (3) 2.3.2 Vermoëaanslag van die alternator (3) 2.4 Noem die funksie van 'n kilowatt-uur-meter. (2) 2.5 Noem TWEE metodes wat gebruik word om die arbeidsfaktor van 'n weerstands- induktiewe las te verbeter. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/November 2016 NSS 2.6 Verwys na FIGUUR 2.1 en beantwoord die vrae wat volg. Gegee: P1 = 120 W P2 = 50 W L1 THREE PHASE AC SUPPLY Driefase-WS-toevoer P1 Las L2 LOAD P2 L3 FIGUUR 2.1: TWEEWATTMETERMETODE 2.6.1 Bereken die drywing wat deur die las verbruik word. (3) 2.6.2 Noem TWEE voordele van die gebruik van die tweewattmeter- metode wanneer die drywing gemeet word. (2) [20] VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 Noem TWEE funksies van die olie wat in oliegevulde transformators gebruik word. (2) 3.2 Noem TWEE verliese wat in transformators voorkom. (2) 3.3 Noem TWEE voordele van 'n driefasetransformator bo 'n enkelfase- transformator. (2) 3.4 Verduidelik waarom 'n transformator nie drywing kan verhoog nie. (2) 3.5 Beskryf wat met die primêre stroom van 'n verlagingstransformator sal gebeur indien die las van die transformator verhoog word. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/November 2016 NSS 3.6 'n 20 kVA-driefasetransformator het 'n deltaverbinde primêre wikkeling en 'n sterverbinde sekondêre wikkeling. Die primêre lynspanning is 6,6 kV en die sekondêre lynspanning is 380 V. Primêr Sekondêr S = 20 kVA VLP = 6,6 kV LAS FIGUUR 3.1: DRIEFASETRANSFORMATOR Bereken die: 3.6.1 Primêre lynstroom (3) 3.6.2 Sekondêre fasespanning (3) 3.6.3 Transformasieverhouding (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/November 2016 NSS VRAAG 4: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 4.1 Verwys na FIGUUR 4.1 en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 4.1: DRIEFASE-KOUROTOR-INDUKSIEMOTOR 4.1.1 Noem of daar 'n elektriese verbinding tussen die stator en die rotor is. (1) 4.1.2 Beskryf die werking van die motor. (7) 4.1.3 Beskryf wat met die motor sal gebeur indien een fase van die statorwikkeling 'n oop kring is. (3) 4.2 Noem TWEE voordele van 'n driefase-induksiemotor bo 'n enkelfase- induksiemotor. (2) 4.3 Beskryf waarom dit belangrik is om die isolasieweerstand tussen die statorwikkelinge na te gaan voordat 'n motor bekrag word. (3) 4.4 Noem EEN meganiese toets wat op 'n motor uitgevoer moet word voordat dit bekrag word. (1) 4.5 'n Driefase-induksiemotor word oor 'n 380 V/50 Hz-toevoer verbind. Die motor het 18 pole en 'n glip van 4%. Gegee: VL = 380 V f = 50 Hz p = 3 glip = 4% Bereken die: 4.5.1 Sinkrone spoed (3) 4.5.2 Rotorspoed (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/November 2016 NSS 4.6 'n Driefase- deltaverbinde motor trek 'n stroom van 8,5 A wanneer dit aan 'n 380 V/50 Hz-toevoer verbind is. Die motor het 'n drywingsfaktor van 0,8 en 'n rendement van 95%. Gegee: VL = 380 V IL = 8,5 A f = 50 Hz d.f. = 0,8 ŋ = 95% Bereken die: 4.6.1 Inset-kVA van die motor teen vollas (3) 4.6.2 Aktiewe kraglewering van die motor teen vollas (3) 4.7 Beskryf die funksie van 'n oorbelastingseenheid in 'n motoraansitter. (3) 4.8 FIGUUR 4.2 stel die beheerkring van 'n outomatiese sekwensiële aansitter voor. Af N/O HK1 N/O Aan 1 HK1 HOU IN OB1 OB2 HK1 HK2 FIGUUR 4.2: BEHEERKRING VAN 'N OUTOMATIESE SEKWENSIËLE AANSITTER 4.8.1 Noem EEN praktiese toepassing van die outomatiese sekwensiële aansitter. (1) 4.8.2 Beskryf wat met motor 1 (HK 1 ) sou gebeur het indien die kontak gemerk N/O HK 1 HOU IN foutief was en nie gesluit het nie. (2) 4.8.3 Beskryf die aansitvolgorde van die aansitter. (5) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/November 2016 NSS VRAAG 5: RLC 5.1 Onderskei tussen die reaktansie en impedansie in 'n RLC-kring. (4) 5.2 Verduidelik wat die fasehoek aandui. (2) 5.3 FIGUUR 5.1 toon die verhouding tussen die induktiewe reaktansie en die kapasitiewe reaktansie teenoor frekwensie in 'n RLC-seriekring. Beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 5.1: FREKWENSIEKROMME ('FREQUENCY RESPONSE CURVE') 5.3.1 Verduidelik die uitwerking van frekwensie op die impedansie van die kring by punt A. (2) 5.3.2 Bereken die frekwensie by punt A indien die kring 'n 50 µF-kapasitor en 'n 0,1 H-induktor insluit. Gegee: C = 50 µF L = 0,1 H (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/November 2016 NSS 5.4 Die seriekring in FIGUUR 5.2 bestaan uit 'n kapasitor met 'n kapasitiewe reaktansie van 20 Ω, 'n induktor met 'n induktiewe reaktansie van 40 Ω en 'n resistor/weerstand met 'n weerstand van 30 Ω wat oor 'n 240 V/50 Hz-toevoer verbind word. R = 30 Ω XL = 40 Ω XC = 20 Ω VS = 240 V/50 Hz FIGUUR 5.2: RLC-SERIEKRING Gegee: XC = 20 Ω XL = 40 Ω R = 30 Ω VS = 240 V f = 50 Hz Bereken die: 5.4.1 Impedansie van die kring (3) 5.4.2 Fasehoek van die kring (3) 5.5 'n Kapasitor met 'n kapasitansie van 1,47 µF word in parallel met 'n 1 kΩ-weerstand oor 'n 20 V-WS-toevoer verbind. Bereken die toevoerfrekwensie indien die kapasitor 'n stroom van 10 mA trek. Gegee: C = 1,47 µF R = 1 kΩ VS = 20 V IC = 10 mA (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/November 2016 NSS VRAAG 6: LOGIKA 6.1 Identifiseer DRIE programmeringsmetodes wat in programmeerbare logikabeheerders (PLB's) gebruik word. (3) 6.2 Noem TWEE insettoestelle wat aan die insetstadium van 'n PLB gekoppel kan word. (2) 6.3 Noem DRIE nadele van 'n vastedraadstelsel in vergelyking met 'n PLB-stelsel. (3) 6.4 Verduidelik hoe laestroomtoestelle, soos transistors, deur die lewering van 'n PLB geaktiveer kan word. (2) 6.5 Skryf die vereenvoudigde Boole-vergelyking vir die vergelyking hieronder neer. Gebruik 'n vier-veranderlike-Karnaugh-kaart. X = A BCD+ A BCD+ A BCD+ A BCD+ A BCD (11) 6.6 Vereenvoudig die volgende Boole-vergelyking deur Boole-algebra te gebruik: Q = ABC+ABC+ABC+AB (5) 6.7 Verwys na FIGUUR 6.1. FIGUUR 6.1: HEKNETWERK Bepaal die lewering by die volgende punte: 6.7.1 W (1) 6.7.2 X (1) 6.7.3 Y (1) 6.7.4 Z (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/November 2016 NSS 6.8 Benoem die volgende leerlogikasimbole: 6.8.1 (1) 6.8.2 (1) 6.8.3 (1) 6.9 Verwys na FIGUUR 6.2 en beantwoord die vrae wat volg. OB1 Af N/O Aan HK1 HOU IN HK1 FIGUUR 6.2: DAL-AANSITTER 6.9.1 Teken die leerlogikadiagram wat dieselfde funksie in 'n PLB-stelsel sal uitvoer. (5) 6.9.2 Gee EEN voorbeeld waar die kring in FIGUUR 6.2 in 'n elektriese toepassing gebruik kan word. (1) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/November 2016 NSS VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 Noem DRIE ideale eienskappe van 'n operasionele versterker (op-versterker) buiten onvoorwaardelike stabiliteit. (3) 7.2 Beskryf die term onvoorwaardelike stabiliteit met verwysing na 'n ideale op-versterker. (2) 7.3 Beskryf die term positiewe terugvoer. (3) 7.4 Noem die tipe op-versterkerkring wat positiewe terugvoer gebruik. (1) 7.5 Noem TWEE voordele van negatiewe terugvoer. (2) 7.6 Verwys na FIGUUR 7.1 en teken die lewering van die ideale op-versterker. VUIT FIGUUR 7.1: OP-VERSTERKER (3) 7.7 Verwys na FIGUUR 7.2 en beantwoord die vrae wat volg. VUIT FIGUUR 7.2: OP-VERSTERKERKRING 7.7.1 Identifiseer die op-versterkerkring hierbo. (1) 7.7.2 Teken die insetsein en leweringsein op dieselfde assestelsel. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 13 DBE/November 2016 NSS 7.7.3 Bereken die spanningswins indien die terugvoerweerstand 12 kΩ is en die insetweerstand 'n waarde van 2,2 kΩ het. (3) 7.7.4 Bereken die leweringspanning indien 'n insetsein van 5 V op die op-versterker toegepas word. (3) 7.7.5 Beskryf wat met die wins van die op-versterker gebeur indien die waarde van R F afneem. (2) 7.8 Verwys na die sommeer-op-versterkerkring in FIGUUR 7.3 en beantwoord die vrae wat volg. Gegee: V1 = 2 V V 2 = -10 V V3 = 5 V R 1 = R 2 = R 3 =R F VUIT FIGUUR 7.3: SOMMEER-OP-VERSTERKERKRING 7.8.1 Beskryf die funksie van die sommeer-op-versterkerkring. (3) 7.8.2 Bereken die leweringspanning. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 14 DBE/November 2016 NSS 7.9 Bestudeer die monostabiele multivibrator-op-versterkerkring in FIGUUR 7.4 en beantwoord die vrae wat volg. Sneller 0V VUIT Snellerpuls -VVER FIGUUR 7.4: MONOSTABIELE MULTIVIBRATOR- OP-VERSTERKERKRING 7.9.1 Noem die funksie van die kring hierbo. (1) 7.9.2 Teken die insetsnellerpuls en teken direk daaronder die lewering om die korrekte tydreëling ten opsigte van die inset te toon. (7) 7.9.3 Bereken die tydvertraging indien R 2 = 12 kΩ en C 2 = 47 µF. (3) 7.10 Bereken die ossilleerfrekwensie van 'n RC-ossillator met drie RC-netwerke. Die weerstande en kapasitors is identies en het onderskeidelik waardes van 10 kΩ en 250 pF. (3) 7.11 Beskryf die funksie van 'n op-versterker wanneer dit in 'n differensieerderkring gebruik word. (2) 7.12 Beskryf hoe 'n op-versterker verpak word. (2) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 1 DBE/November 2016 NSS FORMULEBLAD DRIEFASE-WS-OPWEKKING RLC-KRINGE Ster X L = 2π fL VL = 3 VF 1 Xc = 2πfC IL = IF 1 FR = 2π LC Delta VL = VF Serie IL = 3 IF IT = IR = IC = IL Z = R 2 + (XL − X C ) 2 S = 3 VL IL VL = I XL VC = I X C Q = 3 V LIL Sin θ VT = I Z P VT = VR 2 + (VL − VC ) 2 Cos θ = S P = 3 × VL × IL × Cos θ × η VT IT = Z VP = IP × Z P R Cos θ = Z Tweewattmetermetode V Cos θ = R VT P = P1 + P2 X L X C VL VC 1 L Q= = = = = Z Z VS VS R C DRIEFASETRANSFORMATORS Ster Parallel VL = 3 VF VT = VR = VC = VL IL = IF VR IR = R Delta V IC = C XC IL = 3 IF V IL = L XL VL = VF IT = IR + (IL − IC ) 2 2 P = 3 × VL × IL × Cos θ × η I Cos θ = R IT Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/November 2016 NSS S = 3 VL IL X L X C VL VC 1 L Q= = = = = Z Z VS VS R C Q = 3 VL IL Sin θ P Cos θ = S VF (P ) NP IF (S ) = = VF (S ) NS IF (P ) DRIEFASEMOTORS EN VERSTERKERS -AANSITTERS Ster VUIT R  VL = 3 VF Wins A V = = − F  VIN  R IN  IL = IF VUIT R Wins A V = = 1+ F VIN R IN 1 fR = 2π LC 1 fR = 2π 6RC Delta T = 5RC IL = 3 If VUIT = −( V1 + V2 + V3 + ....VN ) VL = Vf Drywing P = 3 × VL × IL × Cos θ × η S = 3 VL IL Q = 3 VL IL Sin θ PIN − verliese Rendement (η) = PIN Spoed 60 × f nS = p n − nR Glip = S nS Kopiereg voorbehou