Índice
Electrónica, comunicación y sistemas de control 2
Bloque I. Tecnología y su relación con otras áreas de conocimiento
1.1 La tecnología como área de conocimiento y la técnica como práctica social...................................................................................................................... 19
Los conocimientos previos sobre ciencia y tecnología y sus diferencias........................ 20
Divisores de voltaje. Fórmula de Thévenin............................................................................. 20
Potencia en divisores de voltaje................................................................................................ 21 Los fines de la tecnología y la ciencia: métodos.................................................................... 22
Divisores de voltaje con carga.................................................................................................... 23
La interacción entre ciencia y tecnología para la producción de productos de electrónica, comunicación y sistemas de control como práctica social y cultural para la satisfacción de necesidades........................................... 26
Los conocimientos técnicos tradicionales y los actuales en la electrónica.................... 26
Divisores de corriente................................................................................................................... 27
Las características técnicas de un protoboard....................................................................... 29 1.2 Relación de la Tecnología con las ciencias naturales y sociales: la resignificación y uso de los conocimientos..................................................... 32
Las demandas sociales y el conocimiento técnico para el desarrollo científico...................................................................................................................... 32
La resignificación de los conocimientos científicos: ciencias naturales y sociales en la producción y procesos de la electrónica.................................................... 33
Capacitancia.................................................................................................................................... 33
La electrónica y los procesos de cambio en sus máquinas y herramientas................... 34
La influencia de las creaciones técnicas en nuestra sociedad........................................... 36
1.3 La resignificación y uso de los conocimientos para la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos....................................................................................................................
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Las aplicaciones de la electrónica en otras áreas del conocimiento humano................................................................................................................. 37 La contribución de los conocimientos científicos para la fabricación de circuitos eléctricos en la construcción de productos y artefactos electrónicos, empleando flujos de electrones....................................................................... 37 El proyecto de producción industrial....................................................................................... 38 Condensadores en serie............................................................................................................... 38 Retroalimentación......................................................................................................................... 40 Integración de conceptos............................................................................................................ 42
Bloque II. Cambio técnico y cambio social
2.1 La influencia de la sociedad en el desarrollo técnico......................................................
46
El osciloscopio................................................................................................................................ 47
6
Las necesidades e intereses del ser humano y su satisfacción por medio de sistemas técnicos de la electrónica, comunicación y sistemas de control.................................................................................................................... 48
Circuitos RC con Corriente Directa (DC) .................................................................................. 48
Constante de tiempo RC.............................................................................................................. 50
Los productos de la electrónica como satisfactores de necesidades de la comunidad.................................................................................................... 50
Las nuevas demandas de la sociedad y las necesidades actuales para la construcción de productos de la electrónica........................................................... 53
2.2 Cambios técnicos, articulación de técnicas y su influencia en los procesos productivos........................................................................................................ 55
Los procesos de cambio de las técnicas de la electrónica en las principales etapas de su historia............................................................................................... 55
Los cambios en los procesos técnicos en la producción de la electrónica, desde lo artesanal hasta lo industrial: máquinas, herramientas, materiales y acciones humanas...................................................................................................................... 56
La electrónica como conjunto de técnicas que se fusionan con técnicas de otras actividades tecnológicas en procesos de producción. La electrónica en la construcción de sistemas de control electrónicos.......................... 57
Bocinas: componentes externos de sonido............................................................................ 58
2.3 Las implicaciones de la técnica en la cultura y la sociedad........................................... 59
Los productos de la electrónica y el cambio en las formas de vida y organización productiva........................................................................................................... 60
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El papel de la técnica en los cambios y transformaciones de las costumbres y tradiciones de la comunidad ........................................................................... 60
Inductancia...................................................................................................................................... 60
• El saber técnico de las culturas o sectores sociales de la región.................................... 62
• Cambios en la concepción del mundo y en los modos de vida como consecuencia de la técnica.................................................................................... 62
• La electrónica y sus implicaciones sociales.......................................................................... 64
Estructura de la bobina................................................................................................................ 64
Los circuitos integrados y su aplicación en los objetos de uso cotidiano...................... 65
2.4 Los límites y posibilidades de los sistemas técnicos para el desarrollo social.............................................................................................................................. 66
El impacto de los sistemas técnicos para mejorar la calidad de vida de los seres humanos: funcionalidad, eficiencia, costo e impacto ambiental, entre otros.................................................................................................................. 66
Transformadores............................................................................................................................ 66
Las limitantes y posibilidades sociales y naturales para el desarrollo técnico de la electrónica.............................................................................................................. 67
2.5 La sociedad tecnológica actual y del futuro: visiones de la sociedad tecnológica...................................................................................................................... 69
La visión retrospectiva y prospectiva de la electrónica como respuesta a las necesidades de la sociedad del pasado y del futuro................................................... 69
Tipos de transformadores ........................................................................................................... 69
La articulación de nuevas técnicas en la producción industrial de la electrónica............................................................................................................................. 70
Comportamiento de los transformadores............................................................................... 71
Los sistemas de comunicación y control futurista................................................................ 72
2.6 El cambio técnico en la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos...................................................................................... 72
La electrónica como aporte significativo a lo largo de la historia humana, para la solución de problemas y la satisfacción de necesidades sociales....................... 73
El cambio técnico de los procesos y productos de la electrónica en la vida cotidiana, la escuela y en los procesos de producción............................................... 74
El diseño de productos y procesos y sus repercusiones en el ambiente........................ 67
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Los procesos de producción de la electrónica como respuestas a los problemas sociales.............................................................................................................. 74
La integración de contenidos para el desarrollo de proyecto........................................... 75
3.1 Las implicaciones locales, regionales y globales en la Naturaleza debido a la operación de sistemas técnicos....................................................... 82
Características naturales de los materiales semiconductores........................................... 83
Los problemas ambientales ocasionados por los residuos de la electrónica, comunicación y sistemas de control................................................................. 84
Procesamiento industrial de los semiconductores............................................................... 85
Retroalimentación......................................................................................................................... 76
Integración de conceptos............................................................................................................ 78
Bloque III. La técnica y sus implicaciones en la Naturaleza
Dopado ........................................................................................................................................... 85
8
Los impactos generados en el ambiente debido a la producción de sistemas de comunicación y control de electrónica en la localidad.......................... 85
Materiales tipo N............................................................................................................................ 86
El uso de productos reciclados y materiales para la producción de productos y procesos técnicos de la electrónica................................................................... 86
Materiales tipo P............................................................................................................................ 86
3.2 Las alteraciones producidas en los ecosistemas debido a la operación de los sistemas técnicos.................................................................................... 87
Los impactos generados por la extracción y transformación de insumos en cada una de las fases de los procesos técnicos............................................... 88
• En la extracción de los materiales empleados en la producción de sistemas de comunicación y control de la electrónica................................................ 88
Aplicación de materiales tipo N y tipo P.................................................................................. 88
• En el consumo energético empleado en cada una de las fases del proceso ...................................................................................................................................... 89
El diodo ........................................................................................................................................... 89
Las afectaciones a la Naturaleza a consecuencia de la generación de desechos y residuos derivados de las tecnologías de la producción......................... 90
Zona de agotamiento................................................................................................................... 90
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3.3 El papel de la técnica en la conservación y cuidado de la Naturaleza.................................................................................................................................... 91
La interacción del ser humano con el sistema natural y social.......................................... 91
Barrera de voltaje........................................................................................................................... 92
La producción de sistemas de comunicación y sistemas de control para la conservación y cuidado de la Naturaleza, mediante nuevas técnicas y prácticas....................................................................................................................... 93
• La utilización de materiales reciclables ................................................................................ 93
Polarización del diodo.................................................................................................................. 93
Polarización directa....................................................................................................................... 93 • L a eficiencia en el consumo de energía en los sistemas de control y comunicación: calefacción, refrigeración e iluminación ................................................ 94 Corriente de avance....................................................................................................................... 94 El manejo de residuos en la electrónica.................................................................................... 96 Polarización inversa del diodo..................................................................................................... 96 3.4 La técnica, la sociedad del riesgo y el principio precautorio......................................... 97 Relación voltio-amperio en el diodo.......................................................................................... 98 Las nociones sobre la sociedad del riesgo............................................................................... 99 Tipos de diodo de acuerdo con la relación voltio-amperio................................................. 99 La técnica en la salud y seguridad de las personas................................................................ 99 • Previsión de riesgos y seguridad en el laboratorio de electrónica, comunicación y sistemas de control....................................................................................... 99 Aplicaciones del diodo: rectificador de medio ciclo.............................................................. 100 Las técnicas de producción en la electrónica, comunicación y sistemas de control: riesgos y previsiones ................................................................................................ 101 Aplicaciones del diodo: rectificador de ciclo completo........................................................ 101
3.5 El principio precautorio en la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos............................................................................. 103
Funcionamiento del puente rectificador.................................................................................. 103 La sociedad del riesgo y el principio precautorio................................................................... 105 Puente rectificador como componente integral..................................................................... 105
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Probar el puente rectificador integral....................................................................................... 106 La concientización sobre el principio precautorio en los procesos de producción, de la electrónica, comunicación y sistemas de control como alternativas técnicas para evitar daños sociales, ambientales y a la salud...................... 107 Fuentes de poder............................................................................................................................ 108 Incrementar la capacitancia en el circuito................................................................................ 109 El trabajo por proyectos en la electrónica................................................................................ 111 Diodo Zener...................................................................................................................................... 111 Método del regulador integral.................................................................................................... 112 Fuente de poder variable regulada............................................................................................ 113 Retroalimentación.......................................................................................................................... 115
Integración de conceptos............................................................................................................. 118
Bloque IV. Planeación y organización técnica
4.1 La gestión en los sistemas técnicos.................................................................................... 122
El concepto de gestión técnica y su importancia en los procesos de producción................................................................................................................................. 123
Transistores...................................................................................................................................... 123
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La importancia de las necesidades y demandas de los usuarios de objetos para la producción técnica.......................................................................................................... 124
Transistores de unión bipolar (BJT): estructura..................................................................... 124
La planeación estratégica en la electrónica............................................................................ 126
Transistores de unión bipolar (BJT): estructura y activación.............................................. 127
Activación del BJT.......................................................................................................................... 128
4.2 La planeación y la organización de los procesos técnicos............................................ 131
• Elaboración de diagnósticos de necesidades...................................................................... 126 • Establecimiento de objetivos................................................................................................... 127 • Descripción de estrategias........................................................................................................ 127 El diagnóstico de necesidades en la comunidad................................................................... 127
Interpretación de resultados de laboratorio.......................................................................... 130
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Funcionamiento del transistor BJT............................................................................................ 131
Límites del transistor ................................................................................................................... 133
La planeación de los procesos técnicos en la electrónica................................................... 133 • La organización y administración del proceso.................................................................... 133 • L as herramientas y máquinas a emplear............................................................................... 133
• Los insumos: materiales y energía.......................................................................................... 134
• La evaluación y el control de calidad..................................................................................... 134
Transistores de unión bipolar (BJT): amplificadores ............................................................ 134
• La ejecución y control del proceso técnico.......................................................................... 134
4.3 La normatividad y la seguridad e higiene en los procesos técnicos ....................................................................................................................................... 137
La creación de la norma oficial mexicana (NOM) para la regulación y certificación de los procesos de producción.......................................................................... 137
El planteamiento de normas de seguridad del técnico en el proceso de elaboración de objetos técnicos de la industria electrónica........................................ 137
Transistores de unión bipolar (BJT): ganancia ...................................................................... 138
La organización y seguridad en el laboratorio de electrónica, comunicación y sistemas de control......................................................................................... 139
• Normatividad: Reglamento interno........................................................................................ 139
• Normas de higiene y seguridad............................................................................................... 139
• Mantenimiento industrial (preventivo y correctivo).......................................................... 139
Incremento de ganancia: Par Darlington ................................................................................ 140 Par Darlington ............................................................................................................................... 141 4.4 La planeación y la organización en la resolución de problemas técnicos y el trabajo por proyectos en los procesos productivos...................................... 142 La gestión de los procesos de producción en los productos técnicos como satisfactores de las necesidades y demandas sociales............................................. 142 El método de resolución de problemas como factor de orientación a la visión gestora del proceso de producción técnica........................................................ 142 Comportamiento de Corriente y Voltaje en el transistor BJT............................................. 143
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La resolución de problemas en los procesos de producción de la electrónica............................................................................................................................ 146
• I dentificación de problemas.................................................................................................... 147
• Identificación de necesidades de la localidad..................................................................... 147
El proyecto de electrónica, comunicación y sistemas de control..................................... 147 Combinación de componentes y técnicas para la resolución de problemas ................................................................................................................................ 147 Retroalimentación......................................................................................................................... 150 Integración de conceptos........................................................................................................... 153
Bloque V. Proyecto de producción industrial 5.1 Características del proyecto de producción industrial ................................................. 156 5.1.1 Procesos productivos industriales................................................................................... 156 La caracterización de los procesos de producción............................................................... 156
Los procesos de producción industriales relacionados con la electrónica.................... 157
Espectro de luz visible.................................................................................................................. 157 • La organización en los procesos del trabajo artesanal e industrial............................... 158 • Los cambios generados en las herramientas, máquinas y procesos de ejecución en el trabajo artesanal e industrial............................................................... 158 • El papel de los sujetos............................................................................................................... 159
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Características básicas de las ondas electromagnéticas..................................................... 159
Espectro electromagnético......................................................................................................... 162
5.1.2 Diseño, ergonomía y estética en el desarrollo de los proyectos.............................. 164
La utilidad del diseño, la representación y el lenguaje técnico para el desarrollo de los procesos de producción de la electrónica, comunicación y sistemas de control ...................................................................................... 164
Ondas electromagnéticas y corriente alterna (AC)............................................................... 164
5.1.3 El diseño y el cambio técnico: criterios de diseño........................................................ 166
Señales débiles y amplificadores de pequeña señal............................................................ 166
La elaboración de modelos, prototipos y simulación de productos y procesos técnicos de la electrónica....................................................................................... 167
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5.2 El proyecto de producción industrial................................................................................. 168
5.2.1 El diseño en los procesos productivos y el proyecto de producción industrial.............................................................................................................. 168
El diseño y ejecución de las fases del proyecto de electrónica, comunicación y sistemas de control........................................................................................ 168
Primera etapa: polarización del transistor BJT con divisor de voltaje............................. 169
Características fundamentales en el funcionamiento del transistor polarizado.................................................................................................................... 170
Polarización del transistor con valores.................................................................................... 171
Aplificador de la señal.................................................................................................................. 172
Condensadores de acoplo........................................................................................................... 173
Ubicación de los condensadores de acoplo........................................................................... 174
Cálculo del valor de los condensadores de acoplo.............................................................. 174
Balance del desarrollo del circuito............................................................................................ 176
Condensadores de desacoplo.................................................................................................... 176
Cálculo del valor de los condensadores de desacoplo........................................................ 176
Ganancia con desacoplo............................................................................................................. 177
Segunda etapa: estabilizador de ganancia............................................................................. 178
Retroalimentación negativa....................................................................................................... 178
Tu proyecto..................................................................................................................................... 179
Tercera etapa: incremento de corriente.................................................................................. 180
Configuración seguidor emisor o Colector común.............................................................. 180
Configuración con Par Darlington............................................................................................ 181
Circuitos finales.............................................................................................................................. 182
Integración de conceptos........................................................................................................... 184
La evaluación del proyecto y el diseño de propuestas de mejora................................... 183
Bibliografía................................................................................................................... 3a de forros
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BLOQUE
I Contenido del bloque: 1 Tecnología y su relación con otras áreas de conocimiento 1.1 La tecnología como área de conocimiento y la técnica como práctica social. 1.2 Relación de la tecnología con las ciencias naturales y sociales: la resignificación y uso de los conocimientos. 1.3 La resignificación y uso de conocimientos para la resolución de problemas y el trabajo por proyectos en los procesos productivos.
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Tecnología y su relación con otras áreas de conocimiento Propósitos • Reconocer las diferencias entre el conocimiento tecnológico y el conocimiento científico, así como sus fines y métodos. • Describir la interacción de la tecnología con las diferentes ciencias, tanto naturales como sociales. • Distinguir la forma en que los conocimientos científicos se resignifican en la operación de los sistemas técnicos.
Aprendizajes esperados. El alumno: • Compara las finalidades de las ciencias y la tecnología para establecer sus diferencias. • Describe la forma en que los conocimientos técnicos y los conocimientos de las ciencias se resignifican en el desarrollo de procesos técnicos. • Utiliza conocimientos técnicos y de las ciencias para proponer alternativas de solución a problemas técnicos, así como mejorar procesos y productos.
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