Diseño y Construcción de una Máquina de Wimshurst para La Enseñanza de la Electrostática

Abstract

ResumenEn este trabajo se presenta el diseño y construcción de un prototipo de una Máquina de Wimshurst, explicando cuales son las partes importantes que conforman la máquina y el principio físico de su funcionamiento. El prototipo fue empleado para la enseñanza de la Electrostática en cursos de laboratorio de Electricidad y Magnetismo en la Escuela Colombiana de Ingeniería. El prototipo se usó con dos enfoques. El primer enfoque se direcciona a que los estudiantes realicen prácticas demostrativas a nivel de descargas eléctricas controladas y péndulo electrostático. El segundo enfoque se orienta a que los estudiantes experimenten y obtengan resultados cuantitativos para un laboratorio a nivel de Campo y Potencial Eléctrico. Los resultados muestran una ganancia de 0.52  0.08 y corresponde a un rango de ganancia medio (entre 0.3 y 0.7). Se presenta la secuencia didáctica que siguen los estudiantes cuando realizan los laboratorios con el prototipo construido. En este trabajo también se describe el método usado y los instrumentos que se emplearon para el proceso de obtención de datos. Así mismo el trabajo presenta y discute las fortalezas de la estrategia empleada. Palabras clave: máquina de Wimshurst; electrostática; enseñanza; práctica de laboratorio Design and Construction of a Wimshurst Machine for Teaching Electrostatic AbstractIn this work, the design and construction of a prototype for a Wimshurst machine is presented. The article indicates the important parts that make up the machine and the physical operating principle. The prototype was used for teaching Electrostatics in the laboratory of Electricity and Magnetism in the Colombian School of Engineering in the second half of 2015. The prototype was used with two purposes. The first purpose has the intention that students develop demonstrative practices according to level controlled electric shock and electrostatic pendulum practices. The second purpose is aimed at students to experience and obtain quantitative results for a laboratory level of Potential and Electric Field. The results show a gain (0.520.08) and it corresponds to an average gain (between 0.3 y 0.7). The didactic sequence followed by students when they work in the laboratory with the prototype. Also, in this paper the method used and the instruments used for data collection process are described. The paper presents and discusses the strengths of the strategy employed.

Propuesta educativa para desarrollar la competencia explicación en enseñanza media de la Física

“…Se usó una fuente de alto voltaje y electrodos de distintas formas, construido por el experimentador previo a la clase, para que los estudiantes experimentaran y entendieran el campo eléctrico. Siguiendo a Collazos et al (2016), se demostró cómo los prototipos y prácticas empíricas fortalecen la comprensión de la física. Los estudiantes usaron semillas de té para visualizar la influencia del campo eléctrico, respondiendo preguntas en la Cartilla Campo Eléctrico y dibujando la disposición de las semillas en diferentes configuraciones de electrodos: uno redondo, dos redondos con cargas iguales y opuestas, dos anillos opuestos y placas paralelas opuestas.…”

Development of the Wimshurst Machine as a Learning Media on Static Electricity Material for Junior High Schools

“…Developing a static electricity learning media in the form of a Wimhurst machine to explain the process of lightning, and a hands-on activity learning model will be carried out in testing the Wimhurst machine learning media so that students can understand the basic concepts of static electricity phenomena in everyday life (Collazos et al, 2016;Ivanov & Nikolov, 2016).…”