Construction of a load meter and energy stored in capacitors using the Arduino platform

Authors

DOI:

https://doi.org/10.26512/rpf.v6i3.42284

Keywords:

Arduino, Teaching Physics, Meaningful Learning., Capacitors;

Abstract

In this work, was build a device formed by an Arduino UnoRev3 board that experimentally supplies the charge and energy stored in capacitors. The purpose is to use it as an alternative in a physics teaching laboratory, allowing to analyze the temporal evolution of voltage, current and charge on the terminal’s capacitor. The results are in excellent agreement with regard to the nominal values and those obtained experimentally, with an error of less than 5%. Arduino, as a technology, presents a several of options for the teacher to use in the classroom, as educational robotics is a growing field, attracting the attention of students, for a new vision of education and, above all, a new way of learning, and put the contents into practice. With regard to cost/benefit, it is an excellent option, as it has a relatively low cost in view of the various possibilities of measures it offers. The methodology aims to arouse student interest, making the content more attractive. Physical concepts, experienced through practice, make the teaching-learning process more effective, enabling the student to appropriate, in a pleasant way, scientific knowledge.

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ALMEIDA, M. M. Experimento de baixo custo para medição da dissipação da energia em um pêndulo. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 43, p.e20200360.1-10, 2021.

ARDUINO. Disponível em: <https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/analog-io/analogread/>. Acesso em: 20 de nov. de 2018.

ATAIDE, A. D. A utilização da plataforma Arduino no ensino de física: medindo carga e energia armazenada em associações de capacitores. Campo Mourão - PR. 148 f. [Dissertação (Mestrado Nacional em Ensino de Física)]. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR , 2020.

BATISTA, M. C.; FUSINATO, P. A.; BLINI, R. B. Reflexões sobre a importância da experimentação no ensino de física. Acta Scientiarum Humanand Social Sciences. v.31, n.1, p.43-49, 2009.

BATISTA, C. B.; SCHIAVON, G. J.; DUMINELLI, G. P. F. A Robótica aplicada ao ensino de resistores não lineares por meio de uma sequência didática. Rev. Eletr. Cient. Inov. E Tec. v.12, n. 29, p.23-40, 2021.

CAVALCANTE, M.A.; TAVOLARO, C.R.C.; MOLISANI, E. Física com Arduino para iniciantes. Revista Brasileira de Ensino de Física. v.33, n.4, p.4503.1-9, 2011.

DIONISIO, G.; SPALDING, L.E.S. Visualização da forma de onda e conteúdo harmônico da corrente elétrica alternada em eletrodomésticos. Revista Brasileira de Ensino de Física. v.39, n.1, p.e1501.1-15, 2017.

FILHO, L. C. G. et al. Uma Proposta de Sequência Didática para Forças Dissipativas com o Uso de Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação. Caderno de Física da UEFS. Feira de Santana. v. 18, n.2, p. 2503.1-20, 2020.

FONTES, A. S. et al. A utilização das Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação como ferramenta potencializadora no ensino do conceito de Queda Livre. Ensino, Saúde e Ambiente. v.12, n.3, p. 40-63, 2019.

FOUREZ, G. Crise no ensino de ciências? Investigações em Ensino de Ciências. v.8, n.2, p.109-123, 2003.

GALERIU, C.; LETSON, C.; ESPER, G. An Arduino Investigation of the RC Circuit. The Physics Teacher. v.53, p.285-288, 2015.

GOMES, E. C.; BATISTA, M. C.; FUSINATO, P. A. A utilização de mapas conceituais como instrumento de avaliação no ensino de Física. Revista de Ensino de Ciências e Matemática - REnCiMa, v. 10, n.3, p. 58-78, 2019.

HADI, M. EL. et al. RC time constant measurement using an INA219 sensor: creating an alternative, flexible, low-cost configuration that provides benefits for students and schools. Physics Education. v.56, p.1-7, 2021.

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física Eletromagnetismo, v.3, LTC, Rio de janeiro, 2016.

MACÊDO, J. A.; DICKMAN, A. G.; ANDRADE, I. S. F. Simulações computacionais como ferramentas para o ensino de conceitos básicos de eletricidade. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. v. 29, n. Especial 1, p. 562-613, set. 2012.

MOREIRA, M.A. Grandes desafios para o ensino da física na educação contemporânea. Revistado do Professor de Física, Brasília, v.1, n.1, 2017.

MOREIRA, M.A. Uma análise crítica do ensino de Física. Revista Estudos Avançados. v. 32. n.94, p.73-80, 2018.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica 3 Eletromagnetismo. São Paulo: E. Blücher, 2002.

OLIVEIRA, I. N. et al. Construção de uma maquete experimental automatizada para a determinação da constante de Planck com o auxílio da plataforma Arduíno. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 37, n. 2, p. 828-848, ago. 2020.

ORGANTINI, G. Arduino as a tool for physics experiments. Journal of Physics: Conf. Series. v.1076, p.1-7, 2018.

PEREIRA, C. B.; BERLEZE, S. L. M.; SOARES, W. A. Construção de um luxímetro digital utilizando plataforma Arduino para uso em laboratórios didáticos. Revista Brasileira de Ensino de Física. v.43, p.e20200502.1-7, 2021.

PEREIRA, N. S. A. Measuring the RC time constant with Arduino. Physics Education, v.51, p.1-10, 2016.

PEREIRA, P. D. M.; SILVA, M. S. Construção de um kit experimental com arduino para ensino de oscilações em tempo real. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 43, p.e20210186.1-6, 2021.

PILATTI, S. M. et al. Possibilidades para o ensino de eletrostática através de uma sequência didática. Revista Pontes. Paranavaí, v.9, p. 110-126, abr. 2021.

SAMPAIO, T. A. S. M.; RODRIGUES, E. S.; SOUZA, C. J. M. Aparato experimental para o ensino de tópicos da eletrostática: o eletroscópio com transistor de efeito de campo. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 34, n.1, p. 298-309, abr. 2017.

SILVATRONICS. Disponível em: <https://blog.silvatronics.com.br/?s=Software+Arduino+IDE+>. Acesso em: 20 de nov. de 2018.

SOUSA, I. V. et al. Física experimental com Arduino: ondas em uma corda Tensionada. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 42, p.e20200177.1-10, 2020.

TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros - V. 2, 6a ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

TRENTIN, M. A. S. et al. Robótica educativa livre no ensino de Física: da construção do robô à elaboração da proposta didática de orientação metacognitiva. Revista Brasileira do Ensino de Ciências e Tecnologia. v. 8, n.3, p.274-292, 2015.

VUOLO, J. H., Fundamentos da Teoria dos Erros. Edgard Blucher LTDA, São Paulo, 1996.

Published

2023-01-16

How to Cite

JUNIOR SCHIAVON, Gilson; DESTEFANO ATAIDE, Andreza; CORCI BATISTA, Michel; RODRIGUES DOS SANTOS, Oscar; SERGIO BRAGA, Wladimir; RAMOS SOUTO, Alexandre. Construction of a load meter and energy stored in capacitors using the Arduino platform. Journal of the Physics Teacher, [S. l.], v. 6, n. 3, p. 66–86, 2023. DOI: 10.26512/rpf.v6i3.42284. Disponível em: https://periodicos.unb.br/index.php/rpf/article/view/42284. Acesso em: 17 jul. 2024.

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