Neste artigo apresentamos um aparato experimental, construído com materiais de baixo custo, para o estudo de geradores trifásicos e circuitos de corrente alternada. Com este aparatoé possível realizar diversos experimentos em regime c.a., os quais serão propostos no decorrer do artigo. Além disso, o aparato pode ser configurado para gerar diversas formas de onda com tensões de pico da ordem de 1 V. Assim, o estudante será capaz de observar efeitos de distorção harmônica do sinal do gerador e a sua influencia na potência média máxima transferida. O aparato também pode ser usado como uma ferramenta demonstrativa auxiliando na compreensão fenomenológica da lei de indução de Faraday e pode ser usado tanto em laboratórios de ensino quanto em salas de aula. Palavras-chave: gerador trifásico, circuitos em c.a., distorção harmônica, experimento demonstrativo.In this paper we present an experimental set up, built with low cost materials, for studying three-phase generators and alternating current circuits. The setup allows several experiments in c.a. regime to be carried out, which will be proposed throughout the article. In addition, the setup can be arranged to generate several waveforms with peak voltages in the order of 1 V. The student can observe harmonic distortion effects of the generator signal and its influence on the maximum average power transferred. The setup can also be used as a demonstrative tool for assisting in the phenomenological understanding of Faraday's induction law and can be used in either classrooms or laboratories. Keywords: three-phase generator, a.c. circuits, harmonic distortion, demonstrative experiment.
IntroduçãoA experimentaçãoé um componente essencial no ensino de ciências e engenharia. Diversos fenômenos e conceitos podem ser mais facilmente assimilados quando o aluno participa com regularidade em atividades experimentais [1]. Enquanto a experiência em sala de aulaé importante para compreensão dos fundamentos teóricos, a aprendizagem aplicada sobre o equipamentoé essencial para que o estudante tenha experiência com problemas reais.Existem várias condições necessárias para um bom aproveitamento em atividades de experimentação. A Associação Americana de Professores de Física elaborou uma lista de objetivos de aprendizagem para as atividades laboratoriais na qual indica as condições necessárias. Dentre as condições aponta- * Endereço de correspondência: renatomenegatti@usp.br. das está o envolvimento dos alunos nestas atividades [2]. Com as experiências "hands-on"os alunos também podem manusear e manipular, o que aumenta a motivação, a concentração, a autonomia na resolução de problemas e o gosto pela ciência [3,4].A eletricidadeé um ramo da física essencialmente experimental no qual as atividades práticas tem papel de destaque no desenvolvimento de diversas competências e habilidades. Nesse sentido, os laboratórios de ensino de eletricidade são fundamentais para o desenvolvimento do estudante, principalmente para os estudantes dasáreas tecnológicas, como a engenharia. No entanto, a cons...
Preserving the environment is a major challenge for modern society, and reducing the greenhouse effect caused by combustion processes is a primary concern. It is known that nitrogen compounds (NOx) negatively impact air quality and public health. Internal combustion engines, responsible for nearly half of the atmosphere's pollutants, have prompted public policymakers to phase out gasoline and diesel-powered vehicles in the near future. Carbon capture and storage technologies, including oxy-fuel combustion, are being developed to address these environmental challenges. To predict exhaust pollutants such as NO and CO, assuming that the exhaust gases resulting from fuel and air combustion are in chemical equilibrium is a useful approximation. In the current case study, a numerical investigation on the impact of modifying the oxygen content of the reaction mixture from 21% to 100% on the equilibrium composition of C8H18 air-enriched combustion was conducted. Specifically, the equilibrium-constant approach routines were tailored for 10 species reported in the literature to the conditions of oxy-fuel combustion. Additionally, a comprehensive analysis was performed by varying the temperature and equivalence ratio alongside the oxygen level. The results emphasize the intricate interplay between various factors in oxy-combustion and provide valuable insight into the equilibrium product formation in oxy-fuel combustion. Notably, the non-uniform reduction of N2 as a function of O2 is highlighted, with an overall reduction rate of 0.93 observed across the range of O2 percentages from 21% to 99%.
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