GRAAD 12 NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12

Transcript

1 GAAD 12 NASONAE SENO SEFKAA GAAD 12 EEKESE EGNOOGE FEBUAE/MAA 2015 PUNE: 200 YD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 13 bladsye en 'n 2 bladsy-formuleblad.

2 Elektriese egnologie 2 DBE/Feb. Mrt NSUKSES EN NGNG Hierdie vraestel bestaan uit SEWE vrae. Beantwoord A die vrae. Sketse en diagramme moet groot, netjies en volledig benoem wees. oon AE berekeninge en rond korrek af tot WEE desimale plekke. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. Jy mag 'n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. oon die eenhede vir alle antwoorde van berekeninge. 'n Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel voorsien. Skryf netjies en leesbaar.

3 Elektriese egnologie 3 DBE/Feb. Mrt AAG 1: BEOEPSEGHED 1.1 Noem WEE onveilige handelinge wat tot elektriese skok in 'n werkswinkel kan lei. (2) 1.2 Noem DE veiligheidsprosedures wat gevolg kan word wanneer iemand deur elektrisiteit geskok word. (3) 1.3 Menseregte en werksetiek is beginsels wat vir alle Suid-Afrikaners belangrik is. Bespreek hoe jy hierdie beginsels sal bevorder met verwysing na geslag. (2) 1.4 Noem DE oorwegings wanneer 'n risiko-ontleding gedoen word om ongelukke in die elektriesetegnologie-werkswinkel te voorkom. (3) [10] AAG 2: DEFASE-WS-OPWEKKNG 2.1 Noem WEE voordele van driefase-kragopwekking bo enkelfasekragopwekking. (2) 2.2 Maak 'n skets van die spanningsgolfvorme wat deur 'n driefase-opwekker opgewek word. (3) 2.3 Die uitsetkrag van 'n driefase-ws-opwekker, wat 380 opwek, word met die tweewattmetermetode gemeet. Die lesings op die wattmeters is 700 W en -290 W onderskeidelik. Bereken die uitsetkrag van die opwekker. Gegee: W W W W 380 (3) 2.4 'n Deltaverbinde opwekker lewer krag aan 'n gebalanseerde sterverbinde induktiewe las. Die fasestroom van die opwekker is 18 A en die lynspanning is 380. Die stroom loop die spanning na met 14. Gegee: 380 F 18 A Ɵ 14 Bereken die: ynstroom van die opwekker (3) Fasespanning oor die las (3) mpedansie van elke fase (3) Ware drywing gelewer deur die opwekker (3) [20]

4 Elektriese egnologie 4 DBE/Feb. Mrt AAG 3: DEFASEANSFOMAOS 3.1 Noem WEE tipes transformatorkonstruksies. (2) 3.2 erduidelik die doel van die olie waarin die transformatorkern en windings gedompel word. (2) 3.3 Noem WEE faktore wat oorverhitting in 'n transformator kan veroorsaak. (2) 3.4 Noem WEE tipes transformatorverliese. (2) 3.5 Noem WEE tipes beskermingstoestelle wat in transformators gebruik word. (2) 3.6 FGUU 3.1 stel 'n driefasetransformator voor. Primêr Sekondêr P 11 k AS P 25 kw df 0,9 S 380 FGUU 3.1: DEFASEANSFOMAO Bereken die primêre fasespanning. (2) Bereken die sekondêre fasespanning. (3) Bereken die windingsverhouding. (3) erduidelik waarom die waarde van die sekondêre lynstroom meer as die waarde van die primêre lynstroom is. (2) [20]

5 Elektriese egnologie 5 DBE/Feb. Mrt AAG 4: DEFASEMOOS EN -AANSES 4.1 Noem WEE dele van 'n driefase-induksiemotor. (2) 4.2 Noem WEE voordele van 'n driefase-induksiemotor bo 'n enkelfaseinduksiemotor. (2) 4.3 Die naamplaat van 'n driefase-induksiemotor bevat spesifieke inligting van daardie motor. Noem DE belangrike motorkenmerke wat op die naamplaat sal verskyn. (3) 4.4 'n Driefase-induksiemotor is oor 'n 380 /60-Hz-toevoer verbind. Die motor het 'n totaal van 12 pole per fase en 'n per-eenheid-glip van 0,04. Gegee: 380 f 60 Hz p 6 Glip 0,04 Bereken die: Sinchrone spoed (3) otorspoed (3) 4.5 erduidelik waarom dit belangrik is om 'n meganiese inspeksie op 'n elektriese motor uit te voer voordat dit aangeskakel word. (2) 4.6 Noem WEE elektriese inspeksies wat op 'n elektriese motor uitgevoer moet word voordat dit aangeskakel word. (2) 4.7 erduidelik die funksie van 'n oorbelastingeenheid in 'n motor se aansitter. (3)

6 Elektriese egnologie 6 DBE/Feb. Mrt FGUU 4.1 stel die beheerkring van 'n ster-delta-aansitter voor. O/B SOP HK 1 (N/O) AAN etensie (Hou in) HK 1 (N/) HK 3 (N/) (N/O) HK 2 (N/) FGUU 4.1: BEHEEKNG AN 'N SE-DEA-AANSE Noem die funksie van 'n ster-delta-aansitter. (1) Noem die modus waarin die motor teen vollas gekonnekteer sal wees. (1) erduidelik die funksie van die kontakte etensie (Hou in) HK 1. (3) Noem, met 'n rede, wat met kontak (N/) sal gebeur wanneer die tydkontaktor geaktiveer word. (2) Beskryf die grendelproses wat verhoed dat die ster- en deltakontaktors terselfdertyd bekrag word. (6) 4.9 'n Driefase-deltaverbinde motor trek 'n stroom van 12 A wanneer dit aan 'n 380 /50 Hz-toevoer verbind word. Die motor het 'n arbeidsfaktor van 0,8 en 'n rendement van 90%. Gegee: HK 1 N A f 50 Hz os ɸ 0,8 ŋ 90% Bereken die aktiewe drywing van die motor teen vollas. (3) erduidelik wat met die aktiewe drywing van die motor sal gebeur indien die rendement van die motor verbeter. (1) Noem die verwantskap tussen die lynstroom en die fasestroom van die motor. (1) erduidelik wat met die stroom wat die motor trek, sal gebeur indien die arbeidsfaktor van die motor verbeter. (2) [40] HK 2 Y HK 3 Δ

7 Elektriese egnologie 7 DBE/Feb. Mrt AAG 5: 5.1 Beskryf EEN praktiese metode om resonante frekwensie in 'n parallelle -kring te bewerkstellig. (3) 5.2 Noem EEN metode wat gebruik kan word om 'n swak arbeidsfaktor te verbeter. (1) 5.3 'n Parallelle -kring is in resonansiefrekwensie. Beskryf wat met die stroomvloei sal gebeur indien die frekwensie tot onder resonansiefrekwensie verlaag word. (3) 5.4 Bestudeer die kring in FGUU 5.1 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. 30 Ω 0,2 mh 160 µf S 240 FGUU 5.1: -SEEKNG Bereken die: esonante frekwensie (3) otale stroomvloei deur die kring by resonansie (3) Q-faktor van die kring (4) Die kapasitansie van die kapasitor wat nodig is vir die kring om resonant te wees indien die frekwensie van die toevoer in FGUU 5.1 konstant teen 1 KHz is en die induktansie ook konstant is (3) [20]

8 Elektriese egnologie 8 DBE/Feb. Mrt AAG 6: OGKA 6.1 FGUU 6.1 stel 'n blokdiagram van 'n PB-stelsel voor. GEHEUE NSE- KOPPE- AK SE (Sentrale erwerkingseenheid) USE- KOPPE- AK POGAMMEEOESE FGUU 6.1: PB-SESE erduidelik die funksie van die insetkoppelvlak. (3) Noem WEE komponente wat aan die insetkoppelvlak gekoppel kan word. (2) Noem WEE elektroniese toestelle, behalwe 'n relê, wat aan die uitsetkoppelvlak verbind kan word. (2) Beskryf die DE stappe wat die programmeringsaftassiklus van 'n PB uitmaak. (6)

9 Elektriese egnologie 9 DBE/Feb. Mrt FGUU 6.2 stel 'n volgordebeheerkring voor. Oorbelasting 1 (X0) Oorbelasting 2 (X1) Stop-knop 1 (X2) Aansit-knop 1 (X4) Aansit-knop 2(X5) 1(Y0) Stop-knop 2 (X3) 2(Y1) Kontaktor 1(Y0) 1(Y0) Kontaktor 2 (Y1) FGUU 6.2: OGODEBEHEEKNG eken en benoem die leerlogikakring van die beheerkring met gebruik van die byskrifte in FGUU 6.2. (6) Gebruik 'n Karnaugh-kaart om die uitdrukking hieronder te vereenvoudig: X A B + A B + A B + A B (6) Gebruik Boole-algebra om die uitdrukking hieronder te vereenvoudig: X A B + A B + A B + A B (7) Gee EEN voorbeeld, met 'n verduideliking, waar 'n stel-herstel-pbprogrammeerfunksie in die bedryf gebruik kan word. (3) erduidelik die voordeel van die gebruik van 'n addisionele noodstopskakelaar in 'n PB-stelsel. (3) 6.3 erduidelik hoe 'n aan-vertraag- ('on-delay') tydskakelaar werk. (2) [40]

10 Elektriese egnologie 10 DBE/Feb. Mrt AAG 7: ESEKES 7.1 Definieer 'n basiese 741 operasioneleversterker-toestel. (3) 7.2 Beskryf die term oneindige bandwydte met verwysing na 'n ideale operasionele versterker ('op amp'). (2) 7.3 Noem WEE ideale eienskappe van 'n operasionele versterker, buiten oneindige bandwydte. (2) 7.4 Beskryf die volgende terme met verwysing na operasionele versterkers: Negatiewe terugvoer (3) Positiewe terugvoer (3) 7.5 Noem WEE voordele van negatiewe terugvoer. (2) 7.6 erwys na FGUU uit FGUU 7.1: OPEASONEE ESEKE eken weer die gegewe insette en teken dan die uitset van die ideale operasionele versterker. (3) 7.7 FGUU 7.2 is 'n nie-omkeerspanningsvergelyker. in in uit ergelykingspanning 0 FGUU 7.2: NE-OMKEESPANNNGSEGEYKE eken die uitsetspanningsgolfvorm indien die vergelykingspanning op 0 gestel is. (3) Noem EEN toepassing van die operasionele versterker. (1)

11 Elektriese egnologie 11 DBE/Feb. Mrt FGUU 7.3 is 'n operasioneleversterker-kring. in 3 f 12 kω uit in 3 kω FGUU 7.3: OPEASONEEESEKE-KNG dentifiseer die tipe operasioneleversterker-kring in FGUU 7.3. (1) eken weer die gegewe insetsein en teken dan die uitsetsein op dieselfde assestelsel. (2) Bereken die spanningswins van die versterker. (3) Bereken die uitsetpiekspanning. (3) erduidelik hoe die spanningswins van die operasionele versterker sal verander indien die waarde van die weerstand f verminder word. (2) erduidelik die funksie van in. (2) 7.9 Gee EEN rede waarom operasionele versterkers tussen stadiums van komplekse kringe gebruik word. (2)

12 Elektriese egnologie 12 DBE/Feb. Mrt FGUU 7.4 is 'n operasionele versterker wat in die konfigurasie van 'n integreerkring gekoppel is. + in 0 - in uit FGUU 7.4: NEGEE-OPEASONEE-ESEKE eken die uitsetgolfvorm van die kring. (3) Beskryf die spesifieke funksie wat in en verrig. (3)

13 Elektriese egnologie 13 DBE/Feb. Mrt FGUU 7.5 is 'n operasionele versterker wat in 'n ossillator-konfigurasie gekoppel is. in f + uit 1 35 mh 2 35 mh 0,47 µf 0 FGUU 7.5: OSSAO-OPEASONEE-ESEKE dentifiseer die ossillator-konfigurasie in FGUU 7.5. (1) Bereken die frekwensie van die ossillator indien elke spoel 'n induktansie van 35 mh het en die kapasitor 'n kapasitansie van 0,47 µf het. (6) [50] OAA: 200

14 Elektriese egnologie DBE/Feb. Mrt DEFASE-WS-OPWEKKNG Ster 3 F F Delta 3 F F P 3 osθ S 3 Q 3 Sin θ P osθ S Z F F F weewattmetermetode P P + P 1 2 DEFASEANSFOMAOS Ster 3 F F Delta 3 F F P 3 os θ S 3 Q 3 Sin θ P osθ S F( p) N p F( s) ( ) Ns F( p) F s FOMUEBAD -KNGE X 2πf 1 X c 2πfc 1 fr 2π () Serie Z 2 + X X Z 2 Z osθ Z osθ Q X ( X ~ X ) 2 + Parallel X X 2 osθ X Q + ( ~ ) 2 ( ~ ) 2

15 Elektriese egnologie DBE/Feb. Mrt DEFASEMOOS EN -AANSES OPEASONEE ESEKES Ster 3 F F Delta 3 F F Drywing P 3 os θ S 3 Q 3 Sin θ P endement η ( ) in verliese P in uit Wins A in uit f Wins A 1+ in in 1 f r 2π 1 f 2π 6 ( ) Uit 1 2 f in Hartley - ossillator omkeerversterker nie - omkeerversterker - faseskuif - ossillator N Spoed 60 f n s p Glip n r per eenheid n n % glip s n s n n ( 1 S ) s s per eenheid n n s r r 100%