Electrical Technology Grade 12 NSC June 2024 Memo (Afr)

SENIORSERTIFIKAAT-EKSAMEN/ NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT-EKSAMEN ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: ELEKTRONIKA MEI/JUNIE 2024 NASIENRIGLYNE PUNTE: 200 Hierdie nasienriglyne bestaan uit 14 bladsye. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 2 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne INSTRUKSIES AAN NASIENERS 1. Alle vrae met veelvuldige antwoorde veronderstel dat enige relevante, aanvaarbare antwoord oorweeg moet word. 2. Berekeninge: 2.1 Alle berekeninge moet 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 verkry is. 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 aanvanklike verkeerde antwoord daaropvolgend korrek toegepas het, moet die kandidaat volpunte vir die daaropvolgende korrekte berekeninge kry. 3. Hierdie nasienriglyne is slegs 'n gids met modelantwoorde. Alternatiewe vertolkings moet oorweeg word en op meriete nagesien word. Hierdie beginsel moet konsekwent tydens die nasiensessie by ALLE nasiensentrums toegepas word. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 3 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE 1.1 D✓ (1) 1.2 C✓ (1) 1.3 C✓ (1) 1.4 B✓ (1) 1.5 B✓ (1) 1.6 C ✓ (1) 1.7 C ✓ (1) 1.8 D✓ (1) 1.9 A✓ (1) 1.10 C✓ (1) 1.11 B✓ (1) 1.12 C✓ (1) 1.13 B✓ (1) 1.14 C✓ (1) 1.15 D✓ (1) [15] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 4 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne VRAAG 2: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID 2.1 Versuim om veiligheidstoerusting te gebruik. ✓ Verhindering of misbruik van veiligheidstoerusting. ✓ Opsetlik of op 'n roekelose wyse masjiene gebruik wat die gesondheid van die gebruiker bedreig. (2) 2.2 Valse informasie aan die inspekteur verskaf.✓ Versuim om te voldoen aan enige versoek of veiligheidsvereiste wat deur die inspekteur gestel is. ✓ Belemmer die inspekteur in die nakoming van sy/haar werksaamhede. (2) 2.3 Vervaardigers wat 'n artikel ontwerp en vervaardig vir gebruik by die werk moet verseker dat die artikel veilig is wanneer dit behoorlik gebruik word ✓ en die informasie en prosesse vir die gebruik van die artikel wat vervaardig word is duidelik ✓ en moet verseker dat dit veilig is om te gebruik. (2) 2.4 Dit is 'n onverwagte of 'n buitengewone gebeurtenis ✓ wat nie noodprosedures benodig nie. ✓ (2) 2.5 Dit kan veroorsaak dat die hartspiere saamtrek ✓ wat kan lei tot hartversaking.✓ (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 5 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne VRAAG 3: RLC-KRINGBANE 3.1 Reaktansie is die opposisie wat gebied word teen die vloei van wisselstroom✓ deur 'n induktor of kapasitor ✓ in 'n WS-kring. Reaktansie is die verhouding van spanning tot stroom in 'n wisselstroom kringbaan wanneer spanning en stroom nie in fase is nie. (2) 3.2 3.2.1 Die stroombaan is oorwegend kapasitief ✓ omdat VC groter as VL is. ✓ (2) 3.2.2 ✓ 𝑉𝑇 = √𝑉𝑅 2 + (𝑉𝐶 − 𝑉𝐿 )2 ✓ = √182 + (15 − 10)2 ✓ = 18,68 𝑉 (3) 3.2.3 𝑉𝑅 ✓ 𝐶𝑜𝑠𝜃 = 𝑉𝑇 18 ✓ 𝜃 = 𝐶𝑜𝑠 −1 ( ) ✓ 18,68 = 15,51° (3) 3.2.4 VL ✓ VR θ ✓ (VC -VL) Rotasie VT ✓ VC LET WEL: Indien IT in die plek van VR aangedui word, sal 'n punt toegeken word. As die fasehoek korrek in die plek van (V C-VL) aangedui word sal 'n punt toegeken word. (3) 3.2.5 Die toevoerstroom (IT) en die spanning oor die weerstand (VR) is altyd in- fase ✓ en VR is voor VT, ✓ daarom is dit veilig om te aanvaar dat IT ook met dieselfde hoek voor VT is. In 'n kapasitiewe stroombaan sal die toevoerstroom altyd die toevoerspanning voorloop. (1 punt) (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 6 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne 3.3 3.3.1 𝑉𝑇 𝐼𝐿 = ✓ 𝑋𝐿 230 ✓ = 62,83 = 3,66 𝐴 ✓ (3) 3.3.2 ✓ 𝐼𝑇 = √𝐼𝑅 2 + (𝐼𝐿 − 𝐼𝐶 )2 ✓ = √1,152 + (3,66 − 1,59)2 ✓ = 2,37 𝐴 (3) 3.3.3 𝐶𝑜𝑠𝜃 = 𝑑𝑓 𝐼𝑅 𝐶𝑜𝑠𝜃 = ✓ 𝐼𝑇 1,15 ✓ = 2,37 ✓ = 0,49 (3) 3.3.4 By resonansie XL=XC, daarom ✓ 1 𝑋𝐶 = ✓ 2𝜋𝑓𝐶 1 𝐶= 2𝜋𝑓𝑋𝐶 1 = ✓ 2𝜋(50)(62,83) = 50,66 µ𝐹 ✓ (4) 3.4 3.4.1 'n Afname in weerstand verhoog die Q-faktor. ✓ (1) 3.4.2 𝑋𝐿 ✓ 𝑄= 𝑅 2000 ✓ = ✓ 50 = 40 (3) 3.4.3 𝑓1 + 𝑓2 ✓ 𝑓𝑟 = 2 ✓ 1200 + 2100 = ✓ 2 = 1650 𝐻𝑧 (3) [35] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 7 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne VRAAG 4: HALFGELEIERTOESTELLE 4.1 P-kanaal ✓ JVET ✓ transistor. (2) 4.2 4.2.1 Verarmingsgebiede.✓ (1) 4.2.2 Wanneer die hek-bron spanning toeneem, word die verarmingsgebiede aan weerskante van die geleidende kanaal verbreed ✓ en ontmoet in die middel van die staaf, wat die stroomvloei afknyp, ✓ wat tot die vermindering van die stroomvloei kan lei. ✓ (3) 4.2.3 Tydens die werking word die geleidende kanaal van ladingsdraers✓ verarm. ✓ (2) 4.2.4 Dit maak gebruik van een tipe stroomladingsdraer ✓ op 'n slag. (2) 4.3 4.3.1 Verrykingsmodus. ✓ (1) 4.3.2 A – Metaaloksiedsilikon isolasie.✓ B – Verrykte kanaal.✓ (2) 4.3.3 Wanneer 'n positiewe spanning aan die hekterminaal gekoppel word, sal negatiewe ladingsdraers vanaf die bron en dreineergebiede aangetrek word. ✓ Die verrykingsbrug vorm 'n geleidende kanaal tussen die bron en die dreineergebied ✓ waardeur die stroom kan vloei. ✓ (3) 4.4 Voegvlak-veldeffektransistors (JVET) werk slegs in verarmingsmodus ✓ terwyl die Metaaloksiedsilikon-veldeffektransistor (MOSVET) kan in beide verarmings- ✓ en verrykingsmodus. ✓ funksioneer. (3) 4.5 4.5.1 R1 beskerm die EVT deur die ontlaaistroom tot 'n veilige waarde te beperk. ✓ R1 produseer ook 'n spanningspiek oor homself elke keer as die EVT sneller. (1) 4.5.2 As 'n negatiewe puls op die emittor ingevoer word, is die pn-voegvlak teenvoorgespan ✓ en word die emittorstroom afgesny en word die EVT gesê dat dit in die AF-toestand is. ✓ (2) 4.5.3 ✓ Oriëntasie ✓ ✓ (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 8 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne 4.6 4.6.1 Positief.✓ Infase (1) 4.6.2 Nul.✓ (1) 4.7 4.7.1 Op-versterkers word nie gewoonlik in ooplusmodus gebruik nie as gevolg van hul baie hoë wins ✓ wat swak stabiliteit van die uitsetspanning veroorsaak. ✓ (2) 4.7.2 Bandwydte verwys na die reeks✓ frekwensies waarteen 'n op- versterker die inset kan versterk sonder vervorming. ✓ OF Dit beteken die reeks van insetseinfrekwensies waarmee die toestel kan werk sonder vervorming van die uitsetgolfvorm. (2) 4.7.3 𝑅𝐹 ✓ 𝑉𝑈𝐼𝑇 = 𝑉𝐼𝑁 × (− ) 𝑅𝐼𝑁 10 × 103 ✓ = 60 × 10−3 × (− ) 1 × 103 ✓ = − 0,6𝑉 = − 600 𝑚𝑉 (3) 4.8 𝑉𝑈𝐼𝑇 ✓ 𝑅𝐹 = 𝑅𝐼𝑁 ( − 1) 𝑉𝐼𝑁 4 = 2 × 103 ( ) − 1 ✓ 0,5 = 15 999 𝛺 = 16 𝑘𝛺 ✓ (3) 4.9 4.9.1 Ontlaaipen. ✓ (1) 4.9.2 • Pulswydte modulator ✓ • Lineêre helling generator (1) 4.9.3 Pen 4 is die terugstel-inset vir die wipkring en sodra die terugstelpen 0 V is, sal die 555 GS deur die transistor ontlaai ✓ en die uitset 0 wees. ✓ OF (Die terugstelpen 4 word gebruik om die GS terug te stel, dit wil sê dit veroorsaak dat die uitset na nul volt terugkeer as dit aan nul volt gekoppel is). (2) 4.9.4 • Monostabiele ✓ • Bistabiele ✓ • Astabiele Modus (2) 4.9.5 Die pen stel die spanning waarteen die 555 GS sal sneller. ✓ Dit word gebruik om die spanning oor die tydkapasitor te handhaaf ✓ wat deur die hulp van pen 7 ontlaai word. (2) [45] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 9 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne VRAAG 5: SKAKELKRINGE 5.1 In elektroniese kringbane kan die pulse wat deur skakelaarwip geskep word verkeerdelik as informasie geïnterpreteer word en sodoende foutiewe uitsette lewer. ✓ (1) 5.2 5.2.1 Terugvoer is wanneer 'n gedeelte van die uitsetspanning vanaf spanningsverdeler R2 en R3 ✓ na die nie-omkeer inset teruggevoer word. ✓ (2) 5.2.2 Wanneer 'n positiewe snellerpuls op die inset toegepas word, styg beide plate ✓ van die kapasitor onmiddellik na die toegepaste spanning. ✓ (2) 5.2.3 Wanneer 'n negatiewe sneller (terugstel) puls op die inset toegepas word, vergelyk die op-versterker die twee spannings by sy twee insetterminale. ✓ Wanneer die spanning op die omkeer inset meer negatief word ✓ as die spanning op die nie-omkeer inset, styg die uitset hoog (+Vvers) waar dit sal bly. ✓ (3) 5.2.4 Snellerpuls 2 is positief, ✓ en die spanning op die nie-omkeer inset is negatief. ✓ Die kringbaan sal slegs van toestand verander wanneer 'n spanning wat meer negatief as die spanning teenwoordig op die nie-omkeer inset is ✓ toegepas word op die omkeer inset. (3) 5.3 5.3.1 Monostabiele multivibrator. ✓ (1) 5.3.2 Weerstand R2 hou pen 2 hoog ✓ wat die monostabiele kringbaan in sy bestendige toestand hou. ✓ (2) 5.3.3 1 Inset 0 +V ✓ ✓ Uitset ✓ Oriëntasie 0 t (3) 5.3.4 6 V, ✓ die kringbaan sal terugkeer na sy rustoestand wanneer die kapasitor tot ⅔ VCC laai. ✓ (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 10 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne 5.4 5.4.1 Die uitset van die kringbaan verander aanhoudend van toestand omdat beide snellerpen 2 ✓ en drempelpen 6 ✓ aan die bokant van die tydkapasitor gekoppel is. Dit laat die kringbaan toe om ✓ herhaaldelik terug te stel en sneller soos die kapasitor laai en ontlaai tot ⅔ en ⅓ van die toevoerspanning ✓ wat 'n aanhoudende stroom van hoë en lae pulse by sy uitset veroorsaak. (4) 5.4.2 Pulse t1 en t2 is nie gelyk nie omdat die kapasitor deur R1 + R2 ✓ tot by die drempelspanning laai en slegs deur R1 ontlaai. ✓ (2) 5.4.3 1 ✓ 𝑓= 𝑇 1 ✓ = (70 × 10−3 + 69,3 × 10−3 ) = 7,18 𝐻𝑧 ✓ (3) 5.5 5.5.1 Vverw = 4,5 V ✓ Let wel: VCC = VS – VR1 VCC = 9 – 4,5 = 4,5 V (1) 5.5.2 Die spanning oor R2 is die helfte van die toevoerspanning. ✓ Vir dit om te gebeur, R1 = R2 = 2 200 Ω. ✓ (2) 5.5.3 +9 V Vverw 0 +9 V ✓ ✓ Oriëntasie 0 -9 V ✓ (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 11 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne 5.5.4 'n Toename in die waarde van R1 beteken dat R1 > R2 ✓ en sal die spanning oor R2 laat afneem. ✓ (2) 5.6 5.6.1 'n Sommeerversterker maak dit moontlik om 'n aantal verskillende seinspannings ✓ in 'n stroombaan in te voer en een uitsetsein te lewer ✓ wat bestaan uit die som van al die insetseine. ✓ (3) 5.6.2 𝑅𝐹 𝑅𝐹 𝑅𝐹 ✓ 𝑉𝑈𝐼𝑇 = − (𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 ) 𝑅1 𝑅2 𝑅3 33000 33000 33000 = − (0,1 × + 0,2 × + 0,3 × ) ✓ 2200 2200 2200 = −9 𝑉 ✓ (3) 5.6.3 Wanneer RF op 2200 Ω gestel is, is die versterker se wins 1 ✓ en die uitsetspanning is die som van die insetspannings. (1) 5.7 5.7.1 +V Inset 0 t +V Uitset ✓ 0 ✓ -V (2) 5.7.2 Wanneer 'n vierkantsgolf op die inset toegepas word, sal beide plate van die kapasitor onmiddelik laai na die waarde van die insetspanning.✓ Die linkerhandse plaat van die kapasitor word by daardie spanning gehou vir solank as die vierkantsgolf hoog is. ✓ Die regterhandse plaat van die kapasitor sal ontlaai deur die weerstand tot 0 V ✓ teen 'n tempo wat deur die RC tydkonstante bepaal word. (3) 5.7.3 R ✓ Inset Uitset ✓ C (2) [50] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 12 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne VRAAG 6: VERSTERKERS 6.1 Stabilisering is die proses om die werkspunt van die transistor onafhanklik te maak van temperatuurveranderinge ✓ of variasies in die transistor parameters. ✓ (2) 6.2 Oorgangsvervorming is verminder. ✓ Elke halfkringbaan is in staat om die insetsein tot dubbel sy vorige grootte te versterk. (1) 6.3 6.3.1 2 mA✓ (1) 6.3.2 10 V ✓ (1) 6.3.3 IC (mA) 4 IB =40µA IB =30µA 3 Q Werkspunt P 2 IB =20 µA IB =10 µA 1 IB =0µA VCE 4 8 10 12 16 20 (1) 6.3.4 Vervorming van die uitsetgolfvorm. ✓ Die transistor sal beskadig word deur termiese deurslag. ✓ (2) 6.4 6.4.1 Nie geskik vir lae frekwensie versterking nie. ✓ Lae spanning en drywingswins soos wat die effektiewe lasweerstand verminder. (1) 6.4.2 As die temperatuur toeneem, sal meer lekstroom wat veroorsaak word deur die vloei van die minderheidsladingsdraers in die teenvoorgespanne basis-kollektorvoegvlak tot termiese deurslag ✓ lei, wat die transistor sal vernietig. ✓ (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 13 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne 6.4.3 Die RC-koppelnetwerk blokkeer GS (lae frekwensies) ✓ terwyl dit hoër frekwensies deurlaat ✓ en word beskou as 'n lae frekwensie filter. (2) 6.4.4 ✓ ✓ ✓ Lae frekwensie Middel frekwensie Hoë frekwensie Wins (dB) reeks reeks reeks 1 0,707 -3 dB ✓ Bandwydte f (Hz) f1 f2 (4) 6.5 6.5.1 • Swak frekwensieweergawe. ✓ • Is geneig tot versadiging by hoë oudiofrekwensies. • Lae frekwensies ontvang minder versterking as hoë frekwensies. (1) 6.5.2 Vir maksimum kragoordrag na die luidspreker. ✓ (1) 6.5.3 C1 laat WS-seine deur ✓ en blokkeer GS-seine. ✓ (2) 6.5.4 Die transistor is in gemeenskaplike emitter modus gekoppel ✓ en as gevolg van die impedansie-aanpassing van die transformator word maksimum krag oorgedra na die luidspreker. ✓ (2) 6.6 6.6.1 • Dit produseer 'n baie groter uitsetsein as 'n enkele Klas-A voorgespanne transistorversterker. ✓ • Doeltreffendheid tussen 70% en 75% kan behaal word. (1) 6.6.2 Om die twee balanstransistors in Klas-AB modus voor te span. ✓ (1) 6.6.3 Tydens die negatiewe-halfsiklus van die insetsein is transistor Q1 af ✓ en transistor Q2 word AAN geskakel, ✓ wat 'n ontladingsbaan verskaf vir die kapasitor om 'n stroompuls antikloksgewys Q2 en op deur die luidspreker te stuur.✓ (3) 6.7 6.7.1 Radiofrekwensieversterker. ✓ (1) 6.7.2 'n Banddeurlaatfilter is 'n stroombaan wat 'n reeks frekwensies deurlaat ✓ en dié buite 'n gekose reeks blokkeer, laer as f1 en hoër as f2.✓ (2) 6.7.3 Die resonante frekwensie kan verander word deur die waarde van die kapasitor of die induktor ✓ in die tenkkring te verander.✓ (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Elektriese Tegnologie: Elektronika 14 DBE/Mei/Junie 2024 SS/NSS Nasienriglyne 6.8 6.8.1 Ontvangers van Radio/televisie. ✓ Senders van Radio/televisie. (1) 6.8.2 Die tenkkring bepaal die ossillasiefrekwensie. ✓ (1) 6.8.3 1 ✓ 𝑓𝑜 = 2𝜋√𝐿𝐶𝑇 1 = ✓ 2𝜋√200 × 10−3 × 150 × 10−6 ✓ = 29,06 𝐻𝑧 (3) 6.9 6.9.1 Positiewe terugvoer. ✓ (1) 6.9.2 Elke RC-kombinasie 'n faseverskuiwing van 60º produseer. ✓ (1) 6.9.3 1 ✓ 𝑓𝑜 = 2𝜋√6𝑅𝐶 1 = ✓ 2𝜋√6(10 × 103 )(0,001 × 10−6 ) = 20,54 𝐻𝑧 ✓ (3) 6.9.4 Verswakking is wanneer die uitsetspanning kleiner ✓ as die insetspanning word. ✓ OF (Wanneer 'n kringbaan 'n verlies in seinkrag tussen sy inset en uitset veroorsaak word gesê dat dit verswak het.) (2) [45] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou