Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 29 de 39 SEGUNDO GRADO ACTIVIDADES A DESARROLLAR DE LUNES 4 DE OCTUBRE AL VIERNES 15 DE OCTUBRE DE 2021. LAS CREACIONES TÉCNICAS Y SU RELACIÓN CON EL AVANCE CIENTÍFICO: El trigo con el que se alimentaban nuestros antepasados no se parece al que consumimos en la actualidad. El de nuestros días es producto de una larga y compleja serie de cuzas y creaciones técnicas mediante las cuales se ha llegado a mejorar una gran cantidad de factores como sabor, resistencia a plagas, consistencia al convertirlo en harina, clima y suelo de cultivo, entre otros. Es probable que el ser humano primitivo se haya dado cuenta de que el trigo se pulverizaba cuando golpeó una semilla seca con una piedra. Más adelante, desarrollo procesos simples como molerlo dentro de una vasija con una piedra pulida. El molino de viento fue otro paso en la evolución del proceso técnico de obtención de harina a partir del trigo. Cada uno de estos pasos representó una creación técnica. A medida que se acumulaban creaciones técnicas, surgió la necesidad de obtener las mejores semillas para la molienda. Así, poco a poco, el ser humano fue seleccionando, mediante el método de ensayo y error, las semillas más adecuadas. Y, conforme este conocimiento se fue acumulando, surgió la necesidad de explicar las razones por las que un tipo se semillas o de condiciones era más adecuado que otro. Por tanto, se puede considerar que el desarrollo de las técnicas agrícolas procedió a un avance científico que habría de explicarlas y organizarlas. Un ejemplo exitoso de avance científico propiciado por la búsqueda de una explicación a un fenómeno observado en un proceso técnico, como el cultivo, es el del desarrollo de las leyes de la herencia por parte de Mendel, que se expuso en el recuadro Todo tiene un antecedente. ACTIVIDAD 14: Investiga por los medios que tengas a tu alcance y observa el video del siguiente vínculo: https://www.youtube.com/watch?v=AEwP02BQMe4 y anota en las siguientes líneas cuales han sido los beneficios del uso de la rueda, Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 30 de 39 principalmente las técnicas que se mejoraron al usarla y también los avances científicos logrados. __________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ LAS CIENCIAS NATURALES Y SOCIALES Y SU RELACIÓN CON LOS CAMBIOS TÉCNICOS: Los palos y las piedras fueron las primeras armas que utilizó el ser humano hace más de un millón de años. Muchos miles de años después, empezó a frotar y golpear piedras y palos para crear instrumentos y armas que cumplían mejor con su función. Al principio, debieron ser golpes burdos, cuyos resultados eran impredecibles, pero después, debido a constantes cambios técnicos, desarrolló técnicas que le permitieron crear herramientas que podrían considerarse cuchillos, hachas y puntas de flecha Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 31 de 39 Un cambio técnico es el que se da en los gestos técnicos con que se usan las herramientas, en los procedimientos de producción, o en la aplicación de herramientas, máquinas o instrumentos de modos distintos. El principal motivador de los cambios técnicos suele ser la búsqueda por satisfacer mejor las necesidades y los intereses de un grupo social. El desarrollo de armas o instrumentos con filo permitió al ser humano primitivo defenderse de los depredadores y, con el tiempo, incorporar carne animal a su dieta, de manera más continua, además de aprovechar mejor piel y huesos. Esto permitió que los grupos humanos se extendieran a nuevos territorios, donde surgieron necesidades que debieron satisfacerse mediante la acumulación continua de cambios técnicos. Por ejemplo, al asentarse en llanuras, lejos de fuentes naturales de agua, tuvieron que transportar esta en vasijas, después debió surgir algún rudimentario esfuerzo por desviar el curso de ríos, o acumular el agua que se precipitaba en lluvias y tormentas. La sucesión de constantes cambios técnicos llevaría a obras magníficas como la construcción de acueductos, o el desarrollo de sistemas de tuberías y drenajes. En este mismo sentido, la construcción de los acueductos romanos no hubiera sido posible de no haberse dado avances importantes en la ingeniería y las matemáticas. Ambos permitieron soportar los canales que conducían el agua mediante arcos que les daban estabilidad y, a la vez, reducían la cantidad de material empleado. De esta manera, los cambios en las necesidades sociales y los avances en las ciencias naturales posibilitan e impulsan los desarrollos tecnológicos mediante mejoras técnicas continuas. ACTIVIDAD 15: Observa el video del enlace siguiente y contesta las siguientes preguntas: https://www.youtube.com/watch?v=LD7M3AEEoRw ¿Qué cambios técnicos han sido más significativos en nuestro énfasis de Diseño de Circuitos Eléctricos y cuáles han sido esos cambios? ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 32 de 39 ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ¿Qué relación tiene esos cambios con las ciencias naturales y sociales? ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ LA RESIGNIFICACIÓN Y EL USO DE LOS CONOCIMIENTOS: Las paredes de tu escuela y de tu casa suelen ser verticales. Los techos horizontales, pero con una muy ligera inclinación para permitir el desagüe de la lluvia. Sin embargo, en lugares donde la precipitación es cuantiosa, o donde cae nieve, es común ver techos llamados de dos aguas, que evitan la acumulación de agua o nieve. Este tipo de construcción ha sido producto de la evolución constante de las técnicas de construcción, adaptadas a las necesidades humanas en cada entorno. La forma y los materiales de construcción de las casas que habitamos son producto de la evolución de muchos conocimientos y prácticas en distintos campos del saber. A este fenómeno del uso y aprovechamiento en el campo, de los conocimientos adquiridos y desarrollados en otro campo, se le denomina resignificación de conocimientos. Por ejemplo, los avances de la metalurgia han permitido el uso de materiales más ligeros, como el aluminio, en ventanas y en algunos elementos estructurales. Por otra parte, los avances en la termodinámica, una rama de la física Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 33 de 39 que estudia el calor, han llevado al desarrollo de materiales que permiten conservar de mejor manera la temperatura en el interior de las casas y los edificios. ACTIVIDAD 16: De acuerdo a los productos en nuestro énfasis amplia la resignificación de los conocimientos de acuerdo a lo que se plantea en el primer ejemplo. PRODUCTO Y FUENTE DE ÁREA DE CONOCIMIENTO RESIGNIFICACIÓN INFORMACIÓN Cable Cinta Aislante Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de la carga eléctrica. Sus Física: propiedades de los átomos se caracterizan por tener conductores eléctricos pocos electrones en su capa de valencia, por lo que no se necesita mucha energía para que estos salten de un átomo a otro. _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 34 de 39 _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ Horno de _________________________ ______________________________________ Microondas _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ Lámpara fluorescente Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 35 de 39 Lámpara incandescente _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ _________________________ ______________________________________ EVOLUCIÓN BULBOS, TRANSISTORES Y CIRCUITOS INTEGRADOS Y LAS TELECOMUNICACIONES. Bulbos: La válvula electrónica, también llamada válvula termoiónica, válvula de vacío, tubo de vacío o bulbo, es un componente electrónico utilizado para amplificar, conmutar, o modificar una señal eléctrica mediante el control del movimiento de los electrones en un espacio "vacío" a muy baja presión, o en presencia de gases especialmente seleccionados. La válvula originaria fue el componente crítico que posibilitó el desarrollo de la electrónica durante la primera mitad del siglo XX, incluyendo la expansión y comercialización de la radiodifusión, televisión, radar, audio, redes telefónicas, computadoras analógicas y digitales, control industrial, etc. Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 36 de 39 Algunas de estas aplicaciones son anteriores a la válvula, pero vivieron un crecimiento explosivo gracias a ella. A lo largo de su historia, fueron introducidos muchísimos tipos de válvulas, pero los principios de funcionamiento básicos son: Efecto Edison. La gran mayoría de las válvulas electrónicas están basadas en la propiedad que tienen los metales en caliente de liberar electrones desde su superficie. Gases ionizados: En otros casos, se utilizan las características de la conducción electrónica en gases ionizados, esto resulta principalmente importante en los reguladores de tensión, rectificadores de vapor de mercurio, válvula de conmutación T/R, etc. Efecto fotoeléctrico: En otros casos, el principio de funcionamiento se basa en la emisión de electrones por el efecto fotoeléctrico. El ocaso de esta tecnología comenzó con la invención del transistor y el posterior desarrollo de componentes de estado sólido que eran mucho más pequeños, baratos y fiables que la válvula. Sin embargo, hoy en día aún sobrevive en ciertas aplicaciones específicas, donde por razones técnicas resultan más conveniente. Por ejemplo, en transmisores de radiofrecuencia de alta potencia y sistemas de radar se utilizan magnetrones, válvulas de onda progresiva TWT, thyratrones, etc. En televisión y sistemas de imagen medicinal aún se utilizan tubos de rayos catódicos o tubos de captura de imagen, y en el hogar es la base de funcionamiento del horno microondas. También siguen siendo ampliamente utilizadas en amplificadores de guitarras y bajos, así como en equipos de sonido de alta fidelidad. Transistores: Los transistores forman parte de casi todos los aparatos electrónicos que usamos cotidianamente, como son: el teléfono móvil, el televisor, la computadora, etc. Un transistor está compuesto, fundamentalmente de un material semiconductor, generalmente silicio. Los transistores comenzaron como componentes individuales. Sin embargo, con el advenimiento de las obleas de silicio y los chips de ordenador, los transistores son más comúnmente grabados en un chip de circuito de silicio integrado (IC) que fabricados Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 37 de 39 como un componente independiente. Estos circuitos integrados pueden contener millones de transistores. Comprender los transistores básicos es una buena manera de entender los circuitos integrados. Encapsulado: Los transistores se ponen en diferentes encapsulados, dependiendo del tipo de transistor y su uso deseado. Algunos transistores se fabrican con encapsulados de plástico, pero otros, especialmente aquellos que generan calor, llevan encapsulados de metal. Los transistores que generan una gran cantidad de calor a menudo tienen una placa de metal para un disipador de calor o un disipador de calor integrado. Cables: Los transistores tienen tres cables. Uno de ellos es la base (B). Otro es el colector (C). El tercer cable es el emisor (E). Se deben hacer las tres conexiones para que el transistor funcione. El cable base es el que activa el transistor. El colector es el cable positivo. El emisor es el cable negativo. Material semiconductor: Un número de diferentes materiales semiconductores se han utilizado en los transistores en los últimos años. Aunque la mayoría de los transistores modernos están hechos de silicio, muchos transistores anteriores fueron hechos de diferentes semiconductores, como el arseniuro de galio (GaAs) o el germanio (Ge). Usar el transistor como interruptor: Un uso común del transistor es el de interruptor. De hecho, los transistores miniaturizados grabados en un circuito integrado de silicio (IC) configurados como interruptores son los pilares fundamentales de las tecnologías digitales. Los transistores existen, cuando se configuran como interruptores, en dos estados: apagado y encendido, o 0 y 1. Esta es la base de la tecnología digital binaria. Usar el transistor como amplificador: Los transistores pueden amplificar la corriente porque su producción varía en proporción a sus entradas. Un transistor que está diseñado como un amplificador de señal amplificará proporcionalmente la señal de entrada. A medida que aumenta la señal de entrada, la señal de salida se incrementará. Chips: Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentran una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 38 de 39 TIPOS: EXISTEN TRES TIPOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS: • Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc. • Circuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles con tecnología monolítica. de fabricar • Circuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho, suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula (dices), transistores, diodos, etc., sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, tanto en cápsulas plásticas como metálicas, dependiendo de la disipación de potencia que necesiten. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente consiste en una resina epoxi que protege el circuito. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para módulos de RF, fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc. Clasificación: Atendiendo al nivel de integración - número de componentes - los circuitos integrados se clasifican en: • SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: inferior a 12 • MSI (Medium Scale Integration) medio: 12 a 99 • LSI (Large Scale Integration) grande : 100 a9999 • VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande :10 000 a 99 999 • ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande : igual o superior a 100000 En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos: Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 39 de 39 • Circuitos integrados analógicos: Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos. • Circuitos integrados digitales: Pueden ser desde básicas puertas lógicas (Y, O, NO) hasta los más complicados microprocesadores. Limitaciones de los circuitos integrados: 1. Disipación de potencia-Evacuación del calor: Los circuitos eléctricos disipan potencia. Cuando el número de componentes integrados en un volumen dado crece, las exigencias en cuanto a disipación de esta potencia, también crecen, calentando el sustrato y degradando el comportamiento del dispositivo. Además, en muchos casos es un comportamiento regenerativo, de modo que cuanto mayor sea la temperatura, más calor producen, fenómeno que se suele llamar "embalamiento térmico" y, que, si no se evita, llega a destruir el dispositivo. 2. Capacidades y autoinducciones parásitas: Este efecto se refiere principalmente a las conexiones eléctricas entre el chip, la cápsula y el circuito donde va montada, limitando su frecuencia de funcionamiento. Límites en los componentes: • Resistencias. Son indeseables por necesitar una gran cantidad de superficie. Por ello sólo se usan valores reducidos y, en tecnologías más, se eliminan casi totalmente. •Condensadores. Sólo son posibles valores muy reducidos y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el amplificador operacional uA741, el condensador de estabilización viene a ocupar un cuarto del chip. •Bobinas. Sólo se usan en circuitos de radiofrecuencia, siendo híbridos muchas veces. En general no se integran. TELECOMUNICACIONES: Una telecomunicación es toda transmisión y recepción de señales de cualquier naturaleza, típicamente electromagnéticas, que contengan signos, sonidos, imágenes o, en definitiva, cualquier tipo de información que se desee comunicar a cierta distancia.1 Por metonimia, también se Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 40 de 39 denomina telecomunicación (o telecomunicaciones, indistintamente) a la disciplina que estudia, diseña, desarrolla y explota aquellos sistemas que permiten dichas comunicaciones; de forma análoga, la ingeniería de telecomunicaciones resuelve los problemas técnicos asociados a esta disciplina. Las telecomunicaciones son una infraestructura básica del contexto actual. La capacidad de poder comunicar cualquier orden militar o política de forma casi instantánea ha sido radical en muchos acontecimientos históricos de la Edad Contemporánea, el primer sistema de telecomunicaciones moderno aparece durante la Revolución Francesa. Pero, además, la telecomunicación constituye hoy en día un factor social y económico de gran relevancia. Así, estas tecnologías adquieren una importancia como su utilidad en conceptos de la globalización o la sociedad de la información y del conocimiento; que se complementa con la importancia de las mismas en cualquier tipo de actividad mercantil, financiera, bursátil o empresarial. Los medios de comunicación de masas también se valen de las telecomunicaciones para compartir contenidos al público, de gran importancia a la hora de entender el concepto de sociedad de masas. La telecomunicación incluye muchas tecnologías como la radio, televisión, teléfono y telefonía móvil, comunicaciones de datos, redes informáticas, Internet, radionavegación o GPS o telemetría. Gran parte de estas tecnologías, que nacieron para satisfacer necesidades militares o científicas, ha convergido en otras enfocadas a un consumo no especializado llamadas tecnologías de la información y la comunicación, de gran importancia en la vida diaria de las personas, las empresas o las instituciones estatales y políticas. Es por este contexto que la tendencia actual es la comunión de la telecomunicación con otras disciplinas como la informática, la electrónica o la telemática para diseñar y ofrecer estos productos y servicios, lo suficientemente complejos y multidisciplinares como para que la frontera entre la aportación de dichas disciplinas no sea percibida por las personas —a pesar de que un informático, un eléctrico y un tele-comunicador tengan distintos ámbitos disciplinarios. Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 41 de 39 ACTIVIDAD 17: Explica las características del esquema 1-2 y 3-4 y describe los avances que tienen en relación a los Circuitos Eléctricos. _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 42 de 39 _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez Asignatura de Tecnología Ciclo escolar 2021-2022 Página 43 de 39 Elaborado por el Profesor Arturo García Pérez
