Electrical Technology Grade 12 NSC November 2020 QP (Afr)

Downloaded from hlayiso.com GRAAD 12 SENIOR SERTIFIKAAT/ NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: KRAGSTELSELS NOVEMBER 2020 PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 15 bladsye, 'n 2 bladsy-formuleblad en 'n 2 bladsy-antwoordblad. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 2 DBE/November 2020 SS/NSS INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit SES vrae. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Beantwoord VRAAG 2.1.1, 2.2.4 en 6.4.2 op die aangehegte ANTWOORDBLAAIE. 4. Skryf jou SENTRUMNOMMER en EKSAMENNOMMER op elke ANTWOORDBLAD en lewer dit saam met jou ANTWOORDEBOEK in, al het jy dit nie gebruik nie. 5. Sketse en diagramme moet groot, netjies en VOLLEDIG BENOEM wees. 6. Toon ALLE berekeninge en rond antwoorde korrek tot TWEE desimale plekke af. 7. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 8. Jy mag 'n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 9. Berekeninge moet die volgende insluit: 9.1 Formules en manipulasies waar nodig 9.2 Korrekte vervanging van waardes 9.3 Korrekte antwoorde en relevante eenhede waar van toepassing 10. 'n Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel aangeheg. 11. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 3 DBE/November 2020 SS/NSS VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 1.1 Definieer gesondheids- en veiligheidstoerusting. (2) 1.2 Noem EEN mensereg in die werkplek. (1) 1.3 Noem TWEE voorvalle wat aan inspekteurs by die werkplek gerapporteer moet word. (2) 1.4 Noem DRIE tipes viktimisering deur 'n werkgewer wat verbied word. (3) 1.5 Beskryf hoe die hoofskakelaar in 'n werkswinkel tot veiligheid bydra. (2) [10] VRAAG 2: RLC-KRINGE 2.1 Twee WS-spannings, VR en VX, het elk maksimum waardes van VR = 20 V en VX = 30 V onderskeidelik. 2.1.1 Teken die fasordiagram (NIE volgens skaal NIE) op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 2.1.1 indien VX vir VR met 35° naloop. (2) 2.1.2 Verduidelik of die totale spanning oorwegend induktief of oorwegend kapasitief is. (2) 2.2 Die RLC-seriekring in FIGUUR 2.2 hieronder bestaan uit 'n weerstand van 15 Ω, 'n induktansie van 20 mH en 'n kapasitiewe reaktansie van 25 Ω. Die komponente is almal in serie oor 'n 150 V/60 Hz-WS-toevoer gekoppel. Beantwoord die vrae wat volg. R = 15 Ω L = 20 mH XC = 25 Ω VR = 98 V VL = 49 V VC IT = 6,5 A 150V/60Hz FIGUUR 2.2: RLC-SERIEKRING Gegee: R = 15 Ω L = 20 mH XC = 25 Ω VT = 150 V f = 60 Hz IT = 6,5 A Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 4 DBE/November 2020 SS/NSS 2.2.1 Bereken die induktiewe reaktansie van die induktor. (3) 2.2.2 Bereken die spanningsval oor die kapasitor. (3) 2.2.3 Dui aan of die toevoerspanning nalopend of voorlopend is. Motiveer jou antwoord. (2) 2.2.4 Teken die fasordiagram van die kring op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 2.2.4. (5) 2.3 Verwys na FIGUUR 2.3 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. IC IR VT IL FIGUUR 2.3: FASORDIAGRAM 2.3.1 Identifiseer die fasordiagram in FIGUUR 2.3. (2) 2.3.2 Noem waarom die toevoerspanning as die verwysing in die fasordiagram gebruik word. (1) 2.3.3 Verduidelik die verwantskap tussen die totale stroom en die impedansie in 'n parallelresonansiekring. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 5 DBE/November 2020 SS/NSS 2.4 Verwys na FIGUUR 2.4 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. R = 20 Ω L = 300 mH C = 150 µF VS FIGUUR 2.4: RLC-SERIEKRING Gegee: R = 20 Ω L = 300 mH C = 150 µF 2.4.1 Bereken die resonante frekwensie. (3) 2.4.2 Bereken die kwaliteitsfaktor van die kring. (3) 2.4.3 Bepaal die impedansie van die kring tydens resonansie. Motiveer jou antwoord. (2) 2.4.4 Bereken die waarde van die kapasitansie benodig vir die kring in FIGUUR 2.4 om by 2 kHz te resoneer. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 6 DBE/November 2020 SS/NSS 2.5 FIGUUR 2.5 hieronder toon die Q-faktor-kenkromme van 'n RLC-kring, NIE volgens skaal NIE. Q1, Q2 en Q3 dui aan hoe 'n verandering in die L/C-verhouding die Q-faktor van 'n resonansiekring beïnvloed. Beantwoord die vrae wat volg. Q1 Q1 0,707 Imaks Q2 Q2 0,707 Imaks Q3 Q3 0,707 Imaks 25 30 35 40 45 f (kHz) FIGUUR 2.5: Q-FAKTOR-KENKROMME 2.5.1 Identifiseer die kurwe met die hoogste selektiwiteit. (1) 2.5.2 Bereken die resonansiefrekwensie vir kenkromme Q1. (3) 2.5.3 Bereken die kwaliteitsfaktor vir Q1. (3) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 7 DBE/November 2020 SS/NSS VRAAG 3: DRIEFASE-WS-OPWEKKING (SPESIFIEK) 3.1 Definieer die volgende terme: 3.1.1 Reaktiewe drywing (2) 3.1.2 Rendement (2) 3.2 Bereken die waarde van die fasespanning in 'n sterverbinde driefasestelsel indien die lynspanning 380 V is. (3) 3.3 Met verwysing na arbeidsfaktor: 3.3.1 Verduidelik die uitwerking wat 'n lae arbeidsfaktor op 'n stelsel sal hê. (4) 3.3.2 Maak 'n lys van DRIE metodes om die arbeidsfaktor van 'n weerstands- induktiewe las in 'n WS-stelsel te verbeter. (3) 3.4 Noem die instrument wat gebruik word om elektriese drywing oor 'n sekere tydperk te meet. (1) 3.5 'n Delta-verbinde generator lewer krag aan 'n sterverbinde induktiewe las. Die fasestroom van die generator is 30 A en die lynspanning is 380 V. Die arbeidsfaktor is 0,9 nalopend. Gegee: VL = 380 V IF = 30 A Cos θ = 0,9 Bereken die: 3.5.1 Lynstroom deur die generator gelewer (3) 3.5.2 Impedansie van elke fase (5) 3.5.3 Aktiewe drywing opgewek (3) 3.6 Twee wattmeters dui onderskeidelik 10 kW en 3 kW aan wanneer hulle gekoppel is om die insetdrywing na die las te meet. Bereken die totale insetdrywing. Gegee: P1 = 10 kW P2 = 3 kW (3) 3.7 Noem EEN toepassing van 'n wattmeter in driefase-WS-stelsels. (1) [30] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 8 DBE/November 2020 SS/NSS VRAAG 4: DRIEFASETRANSFORMATORS 4.1 Verduidelik die doel van 'n verhogingstransformator. (2) 4.2 Maak 'n lys van DRIE faktore wat tot oormatige verhitting in 'n driefase- oliegedompelde transformator kan bydra. (3) 4.3 Noem TWEE verkoelingsmetodes wat vir oliegedompelde transformators gebruik word. (2) 4.4 Verduidelik die gevolge van transformatorverkoeling-faling. (2) 4.5 Verduidelik watter effek 'n toename in die las op die primêre stroom van 'n transformator sal hê. (2) 4.6 Die primêre en sekondêre wikkelings van 'n driefasetransformator kan op verskillende maniere gekoppel word om 'n enkele eenheid te vorm. Noem TWEE maniere. (2) 4.7 Noem TWEE elektriese beveiligingstoestelle wat in driefasetransformators gebruik word. (2) 4.8 Illustreer, met behulp van 'n benoemde diagram, die konstruksie van 'n kerntipe driefasetransformator. Toon ook die magnetiese koppeling. (3) 4.9 Noem EEN veiligheidsmaatreël om in ag te neem wanneer daar met 'n bekragte driefasetransformator gewerk word. (1) 4.10 Verwys na die kringdiagram in FIGUUR 4.10 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. I I L(1) = 30 A L(1)=30 A N1 : N2 VL(1)=11 kV VL(3)V=L(3) 380 VV =380 S=200 kVA VPh(3) = 219,39 V PIN =171,8kW Cos Ø = 0,85 FIGUUR 4.10: TRANSFORMATORVERBINDING Gegee: S = 200 kVA VL(1) = 11 kV VL(3) = 380 V IL(1) = 30 A PIN = 171,8kW Bereken die: 4.10.1 Rendement van die transformator indien dit teen 'n arbeidsfaktor van 0,85 nalopend werk. (5) 4.10.2 Windingsverhouding (3) 4.10.3 Sekondêre lynstroom van die transformator (3) [30] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 9 DBE/November 2020 SS/NSS VRAAG 5: DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS 5.1 Noem DRIE meganiese inspeksies wat na installasie, maar voor indiensstelling, op 'n driefasemotor uitgevoer moet word. (3) 5.2 Noem DRIE voordele van 'n kourotor-induksietipe motor. (3) 5.3 Bestudeer FIGUUR 5.3 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. L Stopknop N/T HK1 N/O2 O/B1 O/B2 Aansit- Aansit- HK1 HK 2 knop knop N/O1 N/O1 1 2 HK1 HK2 Motor Motor 1 2 N FIGUUR 5.3: BEHEERKRING 5.3.1 Identifiseer die beheerkring in FIGUUR 5.3. (1) 5.3.2 Verduidelik die funksie van die volgende komponente in FIGUUR 5.3: (a) Stopknop (2) (b) HK1 (N/O1) (3) 5.3.3 Beskryf die aansitvolgorde van die beheerkring. (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 10 DBE/November 2020 SS/NSS 5.4 'n Driefase-induksiemotor met 6 poolpare per fase is aan 'n 380 V/50 Hz- toevoer verbind en het 'n glip van 0,05 eenhede. Gegee: p = 6 f = 50 Hz s = 0,05 eenhede V = 380 V Bereken die: 5.4.1 Sinchrone spoed (3) 5.4.2 Rotorspoed (3) 5.5 'n 18 kW-driefasemotor is in delta aan 'n 380 V/50 Hz-toevoer gekoppel. Die arbeidsfaktor is 0,8. Gegee: VL = 380 V f = 50 Hz P = 18 kW Cos θ = 0,8 Bereken die: 5.5.1 Lynstroom wat vanaf die toevoer getrek word (3) 5.5.2 Skyndrywing van die motor (3) [30] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 11 DBE/November 2020 SS/NSS VRAAG 6: PROGRAMMEERBARE LOGIKABEHEERDERS (PLB's) 6.1 Beskryf die volgende terme met verwysing na PLB's: 6.1.1 Hardeware (2) 6.1.2 Sagteware (3) 6.1.3 Optiese koppelstuk (3) 6.2 Maak 'n lys van DRIE belangrike hardewarekomponente van 'n PLB. (3) 6.3 Noem DRIE veiligheidsmaatreëls om in ag te neem wanneer 'n PLB aan die toevoer gekoppel word. (3) 6.4 FIGUUR 6.4 hieronder toon 'n leerlogikakring. Beantwoord die vrae wat volg. A B Q A B FIGUUR 6.4: LEERLOGIKAKRING 6.4.1 Teken die logikaheksimbool van die leerlogikakring in FIGUUR 6.4. (2) 6.4.2 Voltooi die waarheidstabel in FIGUUR 6.4.2 hieronder deur SLEGS die uitsettoestand op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 6.4.2 te skryf. INSET A INSET B UITSET Q 0 0 (a) 0 1 (b) 1 0 (c) 1 1 (d) FIGUUR 6.4.2: WAARHEIDSTABEL (4) 6.5 Noem EEN toepassing van 'n induktiewe nabyheidsensor. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 12 DBE/November 2020 SS/NSS 6.6 FIGUUR 6.6 hieronder toon 'n PLB-logikaprogram met 'n tydsvertraging van 15 sekondes. Beantwoord die vrae wat volg. I1 TD Drukknop 15 15sek sek TD Q Uitset I1 Q 15 sek FIGUUR 6.6: PLB-LOGIKAPROGRAM MET VERTRAGINGSTYDMETER 6.6.1 Noem of die logikaprogram 'n AAN-vertragingstydmeterkontak of 'n AF-vertragingstydmeterkontak voorstel. (1) 6.6.2 Beskryf die sekwensiële werking van die logikaprogram wanneer die drukknop (I1) gedruk word. (5) 6.7 Die kring in FIGUUR 6.7 hieronder is met 'n fout geprogrammeer, soos tussen punt A en B getoon word. Verduidelik die effek wat die fout op die werking van die kring sal hê. STOP AANSIT HK A B HK FIGUUR 6.7: LEERLOGIKAKRING (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 13 DBE/November 2020 SS/NSS 6.8 Verwys na die beheerkring in FIGUUR 6.8 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. L O/B Stopknop Aansitknop HK/NO1 HK/NT HK/NO2 Lamp Lamp HK (Groen) (Rooi) N FIGUUR 6.8: BEHEERKRING 6.8.1 Noem die toestand van die rooi lamp en die groen lamp voordat die aansitknop gedruk word. (2) 6.8.2 Verduidelik die funksie van HK in die kring. (2) 6.8.3 Teken 'n leerlogikadiagram wat dieselfde funksie as die beheerkring in FIGUUR 6.8 sal uitvoer. (9) 6.9 Verduidelik die werksbeginsel van die verstelbare spoedbeheerder (VSB). (5) 6.10 Noem die TWEE tipes sinchrone WS-motors wat saam met VSB's gebruik word. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 14 DBE/November 2020 SS/NSS 6.11 Verwys na die VSB-spanningsuitsetpulse in FIGUUR 6.11 hieronder, en beantwoord die vrae wat volg. PULSREEKS 1 A B PULSREEKS 2 FIGUUR 6.11: PULSREEKS 6.11.1 Beskryf die tydsduur van die skakeltyd by area A en area B met verwysing na pulswydtemodulasie in FIGUUR 6.11. (2) 6.11.2 Noem die effekte wat die wydte van die pulse op die gemiddelde uitsetspanning in FIGUUR 6.11 A het. (2) 6.12 Noem DRIE voorsorgmaatreëls wat in ag geneem moet word wanneer met 'n VSB gewerk word. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels 15 DBE/November 2020 SS/NSS 6.13 Verwys na FIGUUR 6.13 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. Driefase Driefase- WS Skakelaar is gesluit VSB “A” A toevoer toevoer Motor B “B” FIGUUR 6.13: REGENERATIEWE-REMMING-MOTORBEHEERSTELSEL Identifiseer komponent: 6.13.1 A (1) 6.13.2 B (1) 6.14 Verduidelik wat met die energie sal gebeur wat deur die motor in FIGUUR 6.13 opgewek word wanneer die las afwaarts beweeg. (3) [60] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels DBE/November 2020 SS/NSS FORMULEBLAD RLC-KRINGE DRIEFASE-WS-OPWEKKING P  V  I  cos θ STER XL  2 fL VL  3 VF 1 VF  IF  ZF XC  2 fC IL  IF 1 fr  2 LC DELTA f VL  VF BW  r Q VF  IF  ZF SERIE IL  3 IF VR  I R VL  I XL DRYWING VC  I XC S (Pskyn )  3  VL  IL VT Q (Pr )  3  VL  IL  Sin θ IT  OF IT  IR  IC  IL Z P 3  VL  IL Cos θ P Z  R 2  X L  X C  Cos θ  2 S VT  VR  VL  VC  VT  I Z 2 2 OF RENDEMENT R VR uitsetdrywing Cos θ  OF Cos θ  η  100% Z VT insetdrywing XL X C VL VC 1 L Q     Z Z VT VT R C TWEEWATTMETERMETODE PARALLEL PT  P1  P2 VT  VR  VL  VC VT P - P  IR  tan θ  3  1 2  R  P1  P2  V IC  T XC DRIEWATTMETERMETODE V IL  T PT  P1  P2  P3 XL IT  IR  IL  IC  2 2 VT Z IT I Cos θ  R IT XL X C IL IC 1 L Q     Z Z IT IT R C Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels DBE/November 2020 SS/NSS DRIEFASETRANSFORMATORS DRIEFASEMOTORS EN -AANSITTERS STER STER VL  3 VF en IL  IF VL  3 VF en IL  IF DELTA DELTA IL  3 IF en VL  VF IL  3 IF en VL  VF DRYWING DRYWING S (Pskyn )  3  VL  IL S (Pskyn )  3  VL  IL Q (Pr )  3  VL  IL  Sin θ Q (Pr )  3  VL  IL  Sin θ P 3  VL  IL Cos θ P 3  VL  IL Cos θ P P Cos θ  Cos θ  S S Vf(p) Np If(s) RENDEMENT   Vf(s) Ns If(p) uitsetdrywing η  100% insetdrywing Transformatorverhouding (TR) 60 × f Np ns = TR  p Ns ns nr % glip = × 100 ns n s  nr Per Eenheid Glip  ns Glip  n s  nr Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels DBE/November 2020 SS/NSS SENTRUMNOMMER: EKSAMENNOMMER: ANTWOORDBLAD VRAAG 2: RLC-KRINGE 2.1.1 VR = 20 V Dra punt na antwoordeboek oor MOD (2) FIGUUR 2.1.1 2.2.4 Dra punt na antwoordeboek oor MOD (5) FIGUUR 2.2.4 Kopiereg voorbehou

Downloaded from hlayiso.com Elektriese Tegnologie: Kragstelsels DBE/November 2020 SS/NSS SENTRUMNOMMER: EKSAMENNOMMER: ANTWOORDBLAD VRAAG 6: PROGRAMMEERBARE LOGIKABEHEERDERS (PLB's) 6.4.2 INSET A INSET B UITSET Q 0 0 (a) = 0 1 (b) = 1 0 (c) = 1 1 (d) = FIGUUR 6.4.2: WAARHEIDSTABEL (4) Dra punt na antwoordeboek oor MOD Kopiereg voorbehou