Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Mock 2017 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2017 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE PUNTE: 200 TYD: 3 uur *ELTTA* Hierdie vraestel bestaan uit 10 bladsye, insluitende ʼn formuleblad.

Downloaded from hlayiso.com 2 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2017) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Beantwoord ALLE vrae. 2. Sketse en diagramme moet groot, netjies en volledig benoem wees. 3. ALLE berekeninge moet getoon word en korrek tot TWEE desimale plekke afgerond word. 4. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 5. Nie-programmeerbare sakrekenaars mag gebruik word. 6. Toon die eenhede vir antwoorde van ALLE berekeninge. 7. ʼn Formuleblad word aan die einde van hierdie vraestel voorsien. 8. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 3 VRAAG 1: BEROEPSGESONDHEID EN -VEILIGHEID 1.1 Verduidelik waarom ʼn persoon onder die invloed van dwelms ongemagtig is om ʼn werkswinkel met masjinerie te betree of in te verkeer. (2) 1.2 Noem TWEE elektriese apparate wat elektriese toerusting onder fout toestande beskerm. (2) 1.3 Beskryf die negatiewe invloed wat MIV/Vigs op die arbeidsmag kan hê. (2) 1.4 Wie se verantwoordelikheid is dit om veiligheid in ʼn elektriese werkswinkel te handhaaf? Motiveer jou antwoord. (3) 1.5 Meld EEN onveilige toestand wat tot ʼn ongeluk in ʼn elektriese werkswinkel mag lei. (1) [10] VRAAG 2: DRIEFASE-WS-OPWEKKING 2.1 In ʼn gebalanseerde driefase delta gekoppelde kring is die fasespanning 380 V en die fasestroom 12 A. As die fasehoek 25° is, bereken die volgende: 2.1.1 Die ware drywing (3) 2.1.2 Die skyndrywing (3) 2.2 ʼn Klein alternator verskaf die drywing aan ʼn gebalanseerde induktiewe las. Die stroom in elke fase van die alternator is 20 A en die stroom is nalopend met 30°. Die fasespanning is 220 V. Bereken die lynspanning as die spoele van die alternator in ster gekoppel word. (3) 2.3 Gee EEN rede waarom elektrisiteit in driefase in plaas van in enkelfase opgewek word. (1) 2.4 Noem die tipe arbeidsfaktor wat in ʼn driefase generator voorkom. Verduidelik ook waarom die generator hierdie arbeidsfaktor het. (3) 2.5 Meld die funksie van ʼn kilowatt-uurmeter. (1) 2.6 Hoeveel elektriese grade word die drie spoele in driefase opwekking geplaas? (1) 2.7 Teken ʼn spanning fasediagram wat ʼn driefase toevoer sal aandui. (4) 2.8 Noem of ʼn voltmeter die maksimum waarde, gemiddelde waarde of die effektiewe/wgk waarde in ʼn WS-kring meet. (1) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 3: DRIEFASETRANSFORMATORS 3.1 Noem en verduidelik TWEE tipe verliese wat in transformators voorkom. (4) 3.2 Die delta verbinde primêre winding van ʼn driefasetransformator word voorsien van ʼn 11 kV-toevoer. Die sekondêre winding is sterverbind en voorsien ʼn toevoer van 400 V aan ʼn sterverbinde las van 10 kW. Die las het ʼn arbeidsfaktor van 0,8. Bereken die volgende teen vollas: Gegee: Vp = 11 kV VS = 400 V P = 10 kW Cos θ = 0,8 3.2.1 Die totale kVA van die las (3) 3.2.2 Die sekondêre lynstroom (3) 3.2.3 Die sekondêre fasespanning (2) 3.3 Verduidelik waarom die sekondêre winding van ʼn transformator in ster gekoppel moet word as dit die toevoer aan huishoudings sowel as fabrieke moet verskaf. (3) 3.4 Noem DRIE faktore wat oormatige verhitting in transformators veroorsaak. (3) 3.5 Beskryf die invloed op die primêre stroom van ʼn transformator indien die las verdubbel word. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 5 VRAAG 4: DRIEFASE MOTORS EN -AANSITTERS 4.1 Nadat ʼn motor aangeskakel is en loop, watter ander funksie verrig die aansitter? (2) 4.2 Noem DRIE dele van ʼn driefase-induksiemotor. (3) 4.3 Verduidelik waarom ʼn ster-delta-aansitter gebruik word om ʼn driefase- induksiemotor aan te skakel. (3) 4.4 ʼn Driefase-15kW-induksiemotor word in delta aan ʼn 380V/50 Hz-toevoer verbind. Die motor se rendement is 100% met ʼn arbeidsfaktor van 0,9 teen vollas. Gegee: P = 15 kW V = 380 V f = 50 Hz η = 100% Cos θ = 0,9 Bereken: 4.4.1 Die stroom wat vanaf die toevoer getrek word (3) 4.4.2 Die skyndrywing van die motor (3) 4.4.3 Die fasestroom van die motor (3) 4.5 Met verwysing na isolasieweerstand-toetse op die stator van ʼn driefase- induksiemotor: 4.5.1 Beskryf hoekom dit belangrik is om die isolasieweerstand tussen die wikkelings en die raamwerk van die motor te toets. (2) 4.5.2 Beskryf die weerstandlesing wat jy sou verwag wanneer daar tussen die wikkelings van die motor getoets word. (3) 4.6 Beskryf hoe die draairigting van ʼn driefase-motor verander kan word. (1) 4.7 Beskryf hoekom dit noodsaaklik is om beveiliging komponente as deel van ʼn motorbeheerkring te het. (2) 4.8 Verduidelik wat gebeur met ʼn driefase-induksiemeter as een van die fase oopkring is. (3) 4.9 Met verwysing na ʼn ster-delta-aansitter, beantwoord die volgende vrae: 4.9.1 Noem die funksie van die aansitter. (1) 4.9.2 Beskryf hoe dit hierdie funksie uitvoer. (3) 4.10 Beskryf die werkbeginsel van ʼn oorbelasting-eenheid in ʼn direk-aanlyn- aansitter. (4) 4.11 Teken ʼn benoemde skets van die beheerkring van ʼn direk-aanlyn-aansitter. (4) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 5: RCL-STROOMBANE 5.1 ʼn Kapasitor met ʼn kapasatiewe reaktansie van250 Ω, en ʼn induktor met ʼn induktiewe reaktansie van 300 Ω en ʼn resistor met ʼn weerstand van 500 Ω word almal in serie aan ʼn 220 V/50 Hz toevoer gekoppel. Gegee: XC = 250 Ω XL = 300 Ω R = 500 Ω VS = 220 V f = 50 Hz 5.1.1 Bereken die totale impedansie van die kring. (3) 5.1.2 Bereken die arbeidsfaktor en dui aan of dit voorlopend of nalopend is. (4) 5.2 FIGUUR 5.2 Bereken: 5.2.1 Die weerstand van die 60 watt 110 V lamp (3) 5.2.2 Die totale stroomvloei deur die kring (3) 5.2.3 Die impedansie van die kring (3) 5.2.4 Die induksie van die induktor (4) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 7 VRAAG 6: LOGIKA 6.1 Verduidelik die term program wanneer na ʼn PLB verwys word. (3) 6.2 Waarvoor staan die letters in die afkorting PLB? (1) 6.3 Noem DRIE basiese toestelle wat gebruik word met programmering van ʼn PLB. (3) 6.4 Teken die volgende met verwysing na ʼn OF-hek: 6.4.1 ʼn Kringdiagram met twee skakelaars en ʼn lamp om die operasie van die hek te simuleer (4) 6.4.2 Die leerlogikadiagram (3) 6.5 Noem DRIE programmeringsmetodes wat gebruik word in die programmering van PLB’s. (3) 6.6 Vereenvoudig die vergelyking hieronder met behulp van Boole-algebra: 𝐴̅𝐵𝐶̅ + 𝐴𝐵𝐶̅ + 𝐴̅𝐵𝐶 + 𝐴𝐵𝐶 (5) 6.7 Verduidelik waarom die onderhoud van ʼn PLB-toestel (sagte bedrading) minder as die van ʼn relé toestel (harde bedrading) sal wees. (2) 6.8 ʼn Digitale beheerstelsel gebruik drie sensors op ʼn vervoerband van ʼn botteleringsaanleg. Elke sensor produseer ʼn uitset van 1 wanneer die posisie van die bottel bevestig word. Hierdie sensors word gebruik in samewerking met ʼn logika-netwerk van EN- / OF-hekke. Die uitset van die netwerk (F) is 1 wanneer twee of meer van die sensor toestelle [Sensor 1(A), 2(B) en 3(C)] ʼn sein van 1 produseer. FIGUUR 6.8: VERVOERBANDSTELSEL 6.8.1 Skryf neer die Boole-vergelyking vir die beheerstelsel. (4) 6.8.2 Vereenvoudig die vergelyking met behulp van ʼn Karnaugh-kaart. (8) 6.8.3 Teken die logikakring (hekkombinasie) van die vereenvoudigde vergelyking. (4) [40] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2017) VRAAG 7: VERSTERKERS 7.1 Noem DRIE toepassings van ʼn ideale operasionele versterker (op-versterker). (3) 7.2 Gee DRIE eienskappe van ʼn ideale operasionele versterker (op-versterker). (3) 7.3 Beskryf die term oop lus met verwysing na ʼn operasionele versterker (op- versterker). (3) 7.4 Teken die diagram van ʼn operasionele versterker (op-versterker) as ʼn omkeer- spanningsvergelyker. (3) 7.5 Verduidelik die term positiewe terugvoer. (2) 7.6 Verduidelik watter effek die baie hoë insetimpedansie (naby aan infinitief) van ʼn ‘op amp’ op die voorafgaande kring (kring verbind aan die inset van die ‘op amp’) sal hé. (4) 7.7 Gee DRIE toepassings van RC-faseverskuiwing. (3) 7.8 FIGUUR 7.8 OPERASIONELE VERSTERKERKRING 7.8 7.8.1 As die insetsein op die nie-omkeerinset gegee word, teken die inset- en uitsetgolfvorms op dieselfde assestelsel. (2) 7.8.2 Verduidelik die funksie van Rf in die kring. (3) 7.8.3 Verduidelik wat met die wins van operasionele versterker (op-amp) sal gebeur as die waarde van Rf verminder word. (3) 7.8.4 Wat is die funksie van Rin in die kring? (3) 7.9 Teken die kringdiagram van ʼn Hartley ossillator. (5) 7.10 ʼn Spanningsvergelyker vergelyk twee elektriese seine. Meld met ʼn rede die natuur van die uitset as albei seine presies dieselfde waarde het. (2) 7.11 Tydens versterking verander die amplitude van die golfvorm, wat gebeur met die frekwensie van die golfvorm? (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2017) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE 9 7.12 Verduidelik die term natuurlike-ossillasiefrekwensie en teken DRIE volledige siklusse om die natuurlike-ossillasiefrekwensie te demonstreer. (6) 7.13 Operasionele versterkers word gewoonlik tussen stadiums van komplekse kringe gebruik om hulle aanmekaar te verbind. Meld met ʼn rede die toepassing (funksie) van die operasionele versterker wanneer dit tussen stadiums gebruik word. (2) 7.14 Waar sal jy ʼn nie-omkeerversterker gebruik? Gee EEN voorbeeld om jou antwoorde te illustreer. (2) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com 10 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2017) ELECTRICAL TECHNOLOGY/ELEKTRIESE TEGNOLOGIE FORMULA SHEET/FORMULEBLAD 𝑃 = 𝑉𝐼𝑐𝑜𝑠θ 𝑋𝐿 = 2𝜋𝑓𝐿 𝑆 = 𝑉𝐼 Single phase/Enkel-fase 1 𝑋𝐶 = 2𝜋𝑓𝐶 𝑄 = 𝑉𝐼𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑃 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝐶𝑜𝑠𝜃 𝑍 = √R² + (X𝐿 ≅ 𝑋𝐶 )² 𝑃 = 3𝑉𝑓 𝐼𝑓 𝐶𝑜𝑠𝜃 𝑍 = √(𝑅 2 + (𝑋𝐿 ≅ 𝐼𝐶 )² Three-phase/Drie-fase 𝑆 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝐼𝑇 = √𝐼𝑅2 + (𝐼𝐶 ≅ 𝐼𝐿 )² 𝑄 = √3𝑉𝐿 𝐼𝐿 𝑆𝑖𝑛𝜃 𝑉𝑇 = √𝑉𝑅2 + (𝑉𝐶 ≅ 𝑉𝐿 )² 𝑉𝑅 = 𝐼𝑅 𝑉𝐿 = 𝑉𝑓 Delta 𝑉𝐿 = 𝐼𝑋𝐿 𝐼𝐿 = √3𝐼𝑓 𝑉𝐶 = 𝐼𝑋𝐶 𝑉𝐿 = √3𝑉𝑓 Star/Ster 1 𝑉𝐿 𝑓𝑟 = 𝑉𝑓 = 2𝜋√𝐿𝐶 √3 𝑋𝐿 𝑉𝐿 1 𝑄= = 𝑓= 𝑅 𝑉 𝑇 𝐼𝑅 𝑉𝑓(𝑃) 𝑁𝑃 𝐼𝑓(𝑃) 𝑐𝑜𝑠𝜃 = = = 𝐼𝑇 𝑉𝑓(𝑆) 𝑁𝑆 𝐼𝑓(𝑆) 𝐼𝑅 𝑉 𝑉𝑈𝐼𝑇 = RF ( 1 + 𝑉2 + 𝑉3 ) 𝜃 = 𝑐𝑜𝑠 −1 𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝐼𝑇 𝑅 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑍 𝑋𝐶 𝑡𝑎𝑛𝜃 = 𝑅 𝑋𝐶 𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 𝑅 END/EINDE Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com

Downloaded from hlayiso.com