Tecnología 2do Grado: Creaciones Técnicas y Avance Científico

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,
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principalmente las técnicas que se mejoraron al usarla y también los avances
científicos
logrados.
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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
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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?
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¿Qué relación tiene esos cambios con las ciencias naturales y sociales?
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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
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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.
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Horno de
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Microondas
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Lámpara
fluorescente
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Lámpara
incandescente
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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.
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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
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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.
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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:
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• 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
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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.
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ACTIVIDAD 17: Explica las características del esquema 1-2 y 3-4 y describe los
avances que tienen en relación a los Circuitos Eléctricos.
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