Electrical Technology Grade 12 NSC November 2016 Memo (Afr)

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE NOVEMBER 2016 MEMORANDUM PUNTE: 200 Hierdie memorandum bestaan uit 133 bladsye. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 2 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 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 word. 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 memorandum 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/November 2016 NSS – Memorandum VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 1.1 Werk aan oop, lewendige geleiers. Werk met draagbare elektriese toerusting sonder genoegsame isolasie. Gebruik van elektriese masjinerie sonder om die nodige veiligheidstoerusting of bekleding te gebruik. Versuim om skerms en brille of ander veiligheidstoerusting te gebruik. Nota: 'nonveilige handeling is waar 'nverkeerde handeling onvermeidelik tot 'nongeluk of 'nbesering mag lei. Hierdie geval verwys na menslike intervensie. (1) 1.2 Die verkeerde gebruik van ets sure en ander chemikalieë.  Die onveilige gebruik van kraggereedskap. Versuim om skerms en brille of ander veiligheidstoerusting te gebruik. Nota: gevaarlike praktyk verwys na take wat inherent gevaarlik is, maar indien dit reg uitgevoer word nie tot 'nongeluk of besering sal lei nie. Hierdie geval verwys na die werksomgewing. (1) 1.3 Goeie bywoning. Respek vir medewerkers. Respek vir meerderes. Respek vir die werksomgewing. (2) 1.4 Verwyder die bron van hitte. Verwyder verbrande items wat nie vasklou nie.  Koel die verbrande area af met lopende water. Geen ys of olies nie. Stel die nodige owerhede in kennis. (2) 1.5 Genoegsame ventilasie is nodig om mense effektief te laat funksioneer. Die gebruik van chemikalieë kan mense lomerig maak en 'n onveilige toestand tot gevolg hê. (2) 1.6 Betrek die werkers Identifiseer risiko's Rapporteer bevindinge Oorweeg beste praktyke in u industrie (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 4 DBE/November 2016 NSS – Memorandum VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 VF = VL   = 380 V NOTA: Indien die kandidaat VF = 380 V aandui, ken 2 punte toe. (2) 2.2 R VL1  Rotasie Rotation 120°  120°  120° VL3 VL2 B Y NOTA: 1 punt = Tekening van die fasordiagram 1 punt = Benoeming van die fases 1 punt = Benoeming van die hoek tussen die fases Merkers kan rotasie in ag neem, indien enige van die ander aspekte uitgelaat is. Alternatiewe Metode: Geslote Vorm Fasor Diagram 240o VL3 VL2 VL1 0o 120o (3) 2.3 2.3.1 S IL =  3 × VL 20 × 10 3 = 3 × 380  30,39 A  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 5 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 2.3.2 P = 3 VL IL cosθ  = 3 × 380 × 30,39 × 0,87  = 17,4 kW  (3) Alternatiewe Metode 𝑃 𝐶𝑜𝑠𝜃 = 𝑆 𝑃 = 𝑆 × 𝐶𝑜𝑠𝜃 𝑃 = 20 000 × 0,87 𝑃 = 17,4 𝑘𝑊 2.4 Die doel van die kWh-meter is om die energieverbruik  van 'n kliënt oor 'n tydperk te meet. Alternatief – om energie te meet (2) 2.5 Byvoeging van drywingsfaktorverbeteringskapasitors in parallel met die las. Gebruik van sinchrone motors.  (2) 2.6 2.6.1 Pin = P1 + P2  = 120 + 50   = 170 W (3) 2.6.2 Slegs twee wattmeters in stede van drie word gebruik Die drywing van beide 'n gebalanseerde en 'n ongebalanseerde las kan gemeet word.  Die drywingsfaktor van 'ngebalanseerde las kan bepaal word. (2) [20] VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 Isolasiedoeleindes  Verkoelingsdoeleindes  (2) 3.2 Koperverliese Ysterverliese Diëlektriese verliese Swerfverliese Hitteverliese (2) 3.3 Deltaverbinding kan gebruik word in kragverspreidingsnetwerke. Sterverbinding kan gebruik word vir kragtoevoer aan eindverbruikers Meer drywing vir dienooreenkomstige raamgroottes Beide fase sowel as lynspannings is beskikbaar (2) 3.4 'n Transformator kan nie drywing verhoog nie aangesien dit interne verliese besit wat 'n verlaagde uitset tot gevolg het. Drywing word bepaal deur die produk van die stroom deur die las en die toevoerspanning. In 'nideale (2) transformator is die insetdrywing gelyk aan die uitsetdrywing. Dit is omdat die stroom (of drywing) van 'ninstallasie deur die las van die transformator bepaal word. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 6 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 3.5 Indien die las op die transformator verhoog word, word meet drywing benodig vanaf die toevoer na die verhoogde las. Met 'n konstante toevoerspanning sal die stroom dus verhoog.  (3) 3.6 3.6.1 S IPL =  3 VPL 20000  = 3 × 6600 = 1,75 A  (3) 3.6.2 𝑉𝐿 𝑉𝐹 = √3  380 𝑉𝐹 = √3  𝑉𝐹 = 219,39𝑉  (3) 3.6.3 NP VF(P) =  NS VF(S) 6600  = 219,39 TV = 30 : 1  (3) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 7 DBE/November 2016 NSS – Memorandum VRAAG 4: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 4.1 4.1.1 Daar is geen elektriese verbinding nie.  Die verbinding is magneties en nie elektries van aard nie. (1) 4.1.2 'n Driefasespanning word aan die stator winding verbind.  Driefasestroomvloei word deur die statorwindinge bewerkstellig.  Die stroomvloei veroorsaak 'n roterende magneetveld in die stator.  Die roterende magneetveld sny die rotorwindinge.  Die induserende aksie veroorsaak 'n emk oor die kourotorgeleiers en stroom vloei in die rotorstawe as gevolg daarvan.  Die geïnduseerde stroom wek 'n magneetveld op om die rotor.  Die magneetvelde reageer met mekaar en veroorsaak rotasie.  (7) 4.1.3 Die motor sal roteer maar sal nie die korrekte uitsetwringkrag bereik nie.  (3) NOTA: Hierdie vraag het meertallige interpretasies. Afhangende van die motorspesifikasies kan die wringkrag onvoldoende wees om die rotor effektief of volgens wringkrag aanslag te laat roteer. 4.2 Minder onderhoud is nodig aangesien daar minder bewegende dele as in enkelfasemotors is.  Vir 'n soortgelyke raamgrootte is die driefasemotor sterker met meer wringkrag.  (2) 4.3 Om die integriteit van die isolasie as genoegsaam te bevestig sodat die motor in gebruik geneem kan word sonder om elektriese foute te veroorsaak (3) 4.4 Gaan die monterings na.  Kyk vir krake in die raamwerk. Gaan gladde rotasie van die as na. (1) 4.5 4.5.1 f n S = 60 ×  p 50  = 60 × 3 = 1000 r/min  (3) 4.5.2 nR = n S (1 − S )   n R = 1000 (1 − 0,04 )  n R = 960 r/min (3) NOTA: Die antwoorde word afgerond na r/min. Leerlinge moet die punt ontvang vir korrekte antwoorde selfs al is dit nie afgerond nie. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 8 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 4.6 4.6.1 S = 3 × VL × IL  = 3 × 380 × 8,5  = 5,59 kVA  (3) 4.6.2 P = 3 × VL ×IL × cosθ × η  = 3 × 380 × 8,5 × 0,8 × 0,95  = 4,25 kW  (3) 4.7 Die oorbelastingseenheid verskaf beskerming aan die motor en verbruiker  onder fouttoestande  Met aktivering verwyder dit kragtoevoer na die hoofkontaktor en plaas so die kring buite werking.  (3) 4.8 4.8.1 Vervoerbelt. Die eerste motor word aangesit en na 'n voorafbepaalde tyd word die tweede motor aangeskakel.  (1) NOTA: Enige aanvaarbare antwoord moet hier oorweeg word. 4.8.2 Indien die kontakte foutief is wanneer die aansitknop gedruk word, sal HK 1 via die aansitknop geaktiveer word en motor 1 word aangeskakel. Wanneer die aansitknop egter gelos word, sal die motor afskakel aangesien die energie van HK 1 verwyder word en die houkontaktor nie werk nie.  (2) 4.8.3 Wanneer die N/O knop gedruk word, aktiveer HK 1 en motor 1 skakel aan.  Die hou in kontaktor N/O (Hou in) maak gelyktydig toe en hou dus HK 1 in na die aansit knop gelos word.  Terselfdertyd maak N/O HK 1 toe, en aktiveer die spoel van die tydskakelaar (T)  Die tydskakelaar sal eers deur tel tot 'n voorafbepaalde waarde, waarna kontaktor T sal sluit en HK 2 sal dus aanskakel.  Met die aktivering van HK 2 , skakel motor 2 aan.  (5) [40] VRAAG 5: RLC 5.1 Reaktansie is die opposisie teen die vloei van stroom in 'n WS-kring.  Dit word deur 'n kapasitor, induktor of beide uitgevoer. Impedansie is dus die totale opposisie teen stroomvloei in 'n WS-kring as gevolg van die kombinasie van weerstand en reaktansie in die kring.  (4) 5.2 Die fasehoek dui die hoek tussen die toevoerspanning en die resulterende stroomvloeien dit dui op die drywingsfaktor van die kringbaan. (2) 5.3 5.3.1 Punt A dui die resonante frekwensie op die grafiek aan. By resonansies toon die grafiek dat X L = X C . The effek van X L en X C opponeer mekaar en op hierdie punt is die gevolg nul reaktansie in die kring.  Gevolglik is Z = R by resonansie.  Impedansie in 'nseriekring is 'nminimum by resonansie. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 9 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 5.3.2 1  fr = 2π LC 1 =  2 × π 0,1× 50 × 10 −6 = 71,18 Hz  (3) 5.4 5.4.1 Z = R 2 + (XL − XC )2  = 30 2 + (40 − 20)2  = 36,05 Ω  (3) 5.4.2 R θ = cos −1  Z 30 = cos −1  36,05 = 33,68°  (3) 5.5 VC = IC X C  Ic f= Vc × 2 × π × C 10 × 10 −3  = 20 × 2 × π × 1,47 × 10 −6  = 54,13 Hz (3) NOTA: Hierdie berekening is kompleks en word dus as 'n hoë orde, moeilike vraag geklassifiseer. [20] VRAAG 6: LOGIKA 6.1 Leerlogikadiagramme Funksieblokdiagramme Sekwensiële vloeikaarte Instruksielyste Gestruktureerde teks Die leerders mag na programmeertoestelle verwys het, wat in hierdie konteks aanvaarbaar is. (3) 6.2 Sensors Skakelaars Drukskakelaars Limietskakelaars (2) Drukskakelaars (enige twee) 6.3 Vastedraadstelsels maak gebruik van relês, beheerders, tydskakelaars en tellers.  Beheerpanele moet gevolglik herbedraad word wanneer produksie volgordes verander.  Vastedraadstelsels neem fisies meer plek as PLB stelsels in beslag. Vastedraadstelsels vereis meer gereelde onderhoud. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 10 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 6.4 Laestroomtoestelle kan geaktiveer word deur hulle direk aan die PLB se relê uitset aan 'nbron te verbind.  Transistor uitset PLB's kan direk aan transistors gekoppel word aangesien dit spanning via die uitsettransistor kan lewer. (2) 6.5 NOTA: Neem kennis van die puntetoekenning wat aangedui is vir groepering. Wees bewus van die alternatiewe metode wat gebruik kan word om die Karnaugh kaart in te vul wanneer die opskrifte andersom ingevul is. X = AB  + A CD  (11) 6.6 Q = ABC+ABC+ABC+AB = B C  ( A + A)  + A B  (C + 1)  = A B + B C (5) 6.7 6.7.1 W = A +B (1) 6.7.2 X = A +C (1) 6.7.3 Y = A.B  (1) 6.7.4 ( ) Z = A + B (A + C )(A.B)  (2) 6.8 6.8.1 Normaal oop kontak / skakelaar  Inset (1) 6.8.2 Normaal toe kontak / skakelaar  Inset (1) 6.8.3 Spoel uitset (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 11 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 6.9 6.9.1 OB STOP AAN  001    HK1 HK1 002  HK1 HK1 N/O N/O (5) Nota: een punt mag toegeken word vir 'nkorrekte diagram sonder byskrifte. 6.9.2 Motoraansitter (1) [40] VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 Ooplusspanningswins is oneindig  Insetimpedansie is oneindig Uitsetimpedansie is nul  Oneindige bandwydte (3) 7.2 Onvoorwaardelike stabiliteit dui daarop dat die werking van die versterker  nie deur eksterne faktore soos temperatuurskommelings beïnvloed word nie.  (2) 7.3 Positiewe terugvoer vind plaas wanneer 'n gedeelte van die uitsetsein in 'n versterkerkring na die inset teruggekoppel word.  Die terugvoersein is in fase met die insetsein.  Die gevolg is dat die uitsetsein sal vergroot aangesien die inset en terugvoersein by mekaar gevoeg word. (3) 7.4 Ossillatorkringe  (1) 7.5 Die bandwydte verhoog. Ruisvlakke verminder.  Wins is beheerbaar. Vervorming van die insetsein word verminder. (2) 7.6  +V 0V  -V  (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 12 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 7.7 7.7.1 Omkeerversterker  (1) 7.7.2 Moet versterking asook faseverskuiwing teen dieselfde frekwensie toon.    (3) Nota: Sommige PDF’s en uitdrukke wys nie die syne nie. Wees toegeeflik met tekeninge wat op verskillende asse is. Al drie vereistes moet egter geld. 7.7.3 𝑅𝐹  𝐴𝑉 = − 𝑅𝐼𝑁 12000 𝐴𝑉 = −  2200 𝐴𝑉 = −5,45  (3) 7.7.4 𝑉𝑈𝑖𝑡  𝐴𝑉 = 𝑉𝐼𝑛 𝑉𝑢𝑖𝑡 = 𝐴𝑉 × 𝑉𝐼𝑛  𝑉𝑈𝑖𝑡 = −5,45 × 5  𝑉𝑈𝑖𝑡 = −27,25𝑉 (3) 7.7.5 Indien R F verminder word sal die wins van die op-versterker dienooreenkomstig verlaag  aangesien die wins direk eweredig is aan die waarde van die terugvoerweerstand.  (2) 7.8 7.8.1 Hierdie kring laat toe vir verskeie insetseine om tegelykertyd aan die kring verbind te word om 'n enkel uitsetsein voort te bring.  Die uitset is gelyk aan die som van die insetseine. (3) 7.8.2 𝑉𝑈𝑖𝑡 = −(𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 )  𝑉𝑈𝑖𝑡 = −(2 − 10 + 5)  𝑉𝑈𝑖𝑡 = −(−3)  𝑉𝑈𝑖𝑡 = 3𝑉 (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie 13 DBE/November 2016 NSS – Memorandum 7.9 7.9.1 Tydskakelaarkring (1) 7.9.2 Snellerpuls VUIT (7) Nota: as slegs byskrif T 1 gegee is kan twee punte toegeken word. 7.9.3 t = 5 RC   = 5 × 12000 x 47 x10 −6 = 2,82 s  (3) 7.10 1 𝐹𝑅 =  2𝜋√6𝑅𝐶 𝐹𝑅 1  = 2𝜋�6 × (10 × 103 ) × (250 × 10−12 )  𝐹𝑅 = 41,09𝐻𝑧 (3) 7.11 Die differensieerder is 'n tipe op-versterkerkring waar die uitsetspanning bepaal word die tempo  waarteen die insetspanning verander.  Die differensieerder verander 'n driehoeksgolf in 'n vierkantgolf. (2) 7.12 Op-versterkers word as 'n geïntegreerde kring in 'n harde plastiekomhulsel gegiet sodat dit uitwendige verbindinge aan eksterne kringe gekoppel kan word. Op-versterkers word ook in SMD (oppervlak gemonteerde toestelle) verpakkings vrygestel. (2) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou