Single-phase and Three-phase Electric Generators as a Didactic Support to Electromagnetism Teaching

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n2p879

Abstract

Electric energy is of fundamental importance to the modern world because it is a source of light, heat and driving force of all electronic machines and equipment. Aiming to show the importance of physics in the students' daily life, this work proposed the construction and study of single-and three-phase alternating current electric generators. When faced with this experiment, the student will realize how important Faraday's law is for understanding the operation of generators. It was possible to understand from this law, the connection between the coils and the arrangement of the magnets in the studied systems. Graphs were constructed to investigate the relationship between the generated wave frequency and the generator rotation frequency and the relationship between the effective voltages and the rotation frequency. In particular, in the three-phase system it was possible to understand through illustrations the connections between coils for generators with six or more coils in star and triangle connections. The experimental apparatus is very practical, easy to build and to be assembled and disassembled. The average cost was around R$: 300.00, but it depends on the number of systems assembled. 

Author Biographies

André Luíz Alves, Universidade Federal do Espírito Santo

É Doutor em Ciências Físicas pela Universidade Federal do Espírito Santo, UFES (2011). Possui experiência na área de materiais magnéticos, propriedades magnéticas e caracterização de materiais. Desde 2011 é professor pela UFES coordenando laboratórios de ensino e física experimental. Vem trabalhando em duas linhas de pesquisa: Ensino de Física e Física da Matéria Condensada. Na primeira, desenvolve trabalhos na construção de experimentos e abordagem em sala de aula; na segunda, vem atuando com as seguintes técnicas na caracterização de materiais: Medidas de Magnetização, Espectroscopia Mössbauer, Espectroscopia por Absorção de Raios - X, Difração de raios - X e Microscopia Eletrônica de Varredura.

Yohannes Benincá Motta, Graduating Physics Student, Universidade Federal do Espírito Santo

É aluno finalista do curso de Licenciatura em Física da Universidade Federal do Espírito Santo, UFES, Campus São Mateus. Participou de projeto de ensino nesta universidade no qual atuou como bolsista no ano de 2019, desenvolvendo atividades na construção de experimentos relativos ao eletromagnetismo e monitorias em laboratório. Foi monitor de Física Básica no IFES, São Mateus, através de programa de monitoria, uma parceria entre UFES e IFES.

Antônio Carlos Barbosa Zancanella, Instituto Federal do Espírito Santo, Campus São Mateus

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Ouro Preto (2014) e Física pela Universidade Federal do Espírito Santo (2019). É mestre em Engenharia Mecânica pelo programa de pós-graduação em Engenharia Mecânica (POSMEC) da Universidade Federal de Santa Catarina (2016). Possui experiência em ensino na área de Engenharia Mecânica e Física. Atualmente, trabalha como docente no Instituto Federal do Espírito Santo (IFES), coordenando o curso de Engenharia Mecânica desta instituição.

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Published

2020-08-12

How to Cite

Alves, A. L., Motta, Y. B., & Zancanella, A. C. B. (2020). Single-phase and Three-phase Electric Generators as a Didactic Support to Electromagnetism Teaching. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 37(2), 879–908. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n2p879

Issue

Vol. 37 No. 2 (2020)

Section

Atividades experimentais no ensino de Física

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