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Prueba Libre Graduado en Secundaria Bloque XI: Electrónica,

Informática y Técnicas de la Información.

Ámbito Científico Tecnológico.

Prueba Libre Título de Graduado en Secundaria - Ámbito Científico-tecnológico CEPer “Siete Villas” BLOQUE XI: Electrónica, Informática y técnicas de la Información

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Tema 1. Circuitos neumáticos e hidráulicos.

1.1.- LOS FLUIDOS

Un fluido es un gas o un líquido, cuyas partículas no mantienen entre ellas la suficiente atracción y o bien se mueven libremente dentro del recipiente que los contiene (gases) o bien cuando se les aplica una fuerza se deslizan unas sobre otras (líquidos).

Los fluidos se llaman así porque una de sus características más notables es que fluyen, se derraman, son capaces de moverse por tuberías.

1.2.-CIRCUITO NEUMÁTICO.

Un circuito neumático es el que realiza un trabajo aprovechando la energía acumulada al aportarle presión a un gas, que suele ser el aire de la atmósfera.

Está formado por una serie de elementos:


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• Compresor: tomar aire de la atmósfera y aportarle presión (crea aire a presión) • Depósito: almacena el aire comprimido y lo enfría • Unidad de almacenamiento: acondiciona el aire antes de introducirlo al circuito, a través de

- Filtro: elimina la humedad y las partículas de polvo del aire - Manómetro: controla la presión del gas - Lubricador: pulveriza una pequeña cantidad de aceite

• Tuberías o conducciones: tubo de caucho que se conecta con el compresor, por dónde se distribuye el aire comprimido.

• Cilindros: elementos que realizan el trabajo o activadores, es decir, se desplazan (es lo que queremos) y realizan el trabajo que sea, constituye el final de cualquier circuito.

- Simple efecto: tiene y única conexión al aire. - Doble efecto: tiene dos conexiones.

• Válvulas: Controlan y regulan el aire que circula por las conducciones y el que entra en los cilindros. Tiene dos posiciones: reposo cuando no está accionada y trabajo cuando permite que el aire entre en el sistema.

- Válvulas de accionamiento: controla la entrada de aire en los cilindros - Válvulas de regulación: regula el flujo de aire por las tuberías.

Este tipo de circuitos se usa para las ruedas, destornilladores, pistolas para pintar…

1.3.-CIRCUITO HIDRÁULICO

Un circuito hidráulico está basado en el principio de Pascal:

- Los fluidos ejercen una fuerza sobre todos los puntos de la superficie de los sólidos que están en contacto con ellos. Esto ocurre porque la fuerza que el líquido ejerce en cada punto de la pared es siempre perpendicular a la superficie de contacto.

- La presión es una magnitud física que relaciona la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo con la superficie sobre la que se reparte esa fuerza.

- Cuanto mayor sea la fuerza ejercida y menor la superficie sobre la que se reparte, más grande es la presión que se ejerce.

- La presión se calcula dividiendo la fuerza ejercida perpendicularmente a una superficie (F) y el área (A) de ésta:

P = F / A

Pascal tiene la respuesta. En el Siglo XVII este científico comprobó que una presión externa que se ejerce

sobre un líquido cerrado herméticamente en un recipiente se transmite por completo a todos los puntos del líquido.


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Por lo tanto, la presión que ejerces en la jeringuilla pequeña llega tal cual a la jeringuilla grande y, a la inversa, la que ejerces en la grande llega tal cual a la pequeña (instantáneamente). Pero ¿esto qué tiene que ver con nuestro pulso?

Si ninguna jeringuilla se mueve, es que la presión es igual en las dos. Teniendo en cuenta que:

P1 = F1/A1 y P2 = F2/A2

Si P1 = P2, entonces, como A1 (superficie de la jeringuilla 1) es menor que A2 (superficie de la jeringuilla 2), F1 también tendrá que ser menor que F2. ¡La pequeña siempre lo tendrá más fácil para ganar! ya que tendrá que ejercer una fuerza (F) menor para conseguir la misma presión (P) que en la jeringuilla grande. Pascal enunció esta relación de la siguiente forma:

“Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a

través de todo el fluido”.

El circuito hidráulico está formado prácticamente por los mismos elementos que un circuito neumático, salvo que el fluido utilizado es un líquido en lugar de un gas:

• Unidad de almacenamiento (depósito y bomba hidráulica): la bomba inyecta el líquido a presión en el circuito.

• Válvula antirretorno: impide el paso del líquido en el otro sentido. • Conducciones: distribuyen el líquido por el circuito. • Cilindros: se desplazan para hacer el trabajo que deseamos. • Válvulas: controlan el paso del líquido al cilindro y el retorno del propio cilindro.

Estos circuitos se usan en excavadoras, frenos…

Las aplicaciones de la neumática, hidráulica y la combinación de ambas son múltiples en los diferentes sectores de la sociedad, donde se requieran movimientos lineales y grandes fuerzas.

Para aprender hazlo...tú

1º Ejercicio.

"Hoy, se utiliza la potencia hidráulica para hacer funcionar muchas y variadas herramientas y mecanismos. En un garaje, un mecánico levanta el extremo de un automóvil con un gato hidráulico. Los dentistas y los peluqueros utilizan transmisión hidráulica, a través de pequeños movimientos de una palanca de mando, para levantar y colocar sus sillas a una altura de trabajo conveniente. Los cierres hidráulicos evitan que puertas pesadas se cierren de golpe. Los frenos hidráulicos han sido un equipo estándar en los automóviles desde los años 30. La mayoría de los automóviles se equipan con transmisiones automáticas que son accionadas hidráulicamente. La dirección hidráulica es otro uso de la potencia hidráulica. Los trabajadores de construcción dependen de la energía hidráulica para la operación de varios componentes de su equipamiento. Por ejemplo, la pala de una niveladora es accionada normalmente por energía hidráulica. Durante el período precedente a la Segunda Guerra Mundial la marina de guerra comenzó a aplicar la hidráulica a los mecanismos navales extensivamente. Desde entonces, los usos navales han aumentado al punto donde muchos dispositivos hidráulicos ingeniosos se utilizan en la solución de problemas de artillería, de aeronáutica, y de navegación. A bordo de la nave, se utiliza la transmisión hidráulica para operar equipos tales como el guinche de ancla, las grúas, dirección, dispositivos teledirigidos, y los impulsores hidráulicos de elevación y de entrenamiento para el armamento y los lanzacohetes. Los elevadores en portaaviones utilizan potencia hidráulica para transferir los aviones de la cubierta de hangar a la cubierta de vuelo y viceversa.

El uso extenso de la hidráulica y de la neumática para transmitir energía es debido al hecho de que los sistemas fluidos correctamente construidos poseen un número de características favorables. Eliminan la necesidad de sistemas complicados de engranajes, de levas, y de palancas. El movimiento se puede transmitir sin la holgura inherente en el uso de las piezas sólidas de máquina. Los líquidos usados no están sujetos a roturas al igual que las piezas mecánicas, y los mecanismos no se están expuestos a un gran desgaste. Las diversas piezas de un sistema de energía fluido se pueden situar convenientemente en puntos muy distanciados, puesto que las fuerzas generadas se


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transmiten rápidamente a distancias considerables con pequeñas pérdidas. Estas fuerzas se pueden desplazar hacia arriba y hacia abajo o a través de codos con pequeñas pérdidas en eficacia y sin mecanismos complicados.

La pregunta que puede presentarse es por qué usar la hidráulica en ciertos usos y neumática en otros. Si la necesidad del sistema requiere velocidad, una cantidad media de presión, y solamente un control relativamente exacto, un sistema neumático puede ser utilizado. Si el uso requiere solamente una cantidad media de presión y de un control más preciso, una combinación de hidráulica y de neumática puede ser utilizada. Si el uso requiere una gran cantidad de presión y/o control extremadamente exacto, un sistema hidráulico deberá ser le opción a elegir."

1. Cita las ventajas de esta forma de transmitir energía respecto de otros mecanismos.

Tarea

1. ¿Sabes qué es? ¿Cómo funciona? ¿Con qué símbolos se representan?

Recuerda que los circuitos neumáticos utilizan aire sometido a presión para transmitir una fuerza para realizar un trabajo, el aire se toma directamente de la atmósfera y se deja salir libremente al final del circuito, normalmente a través de un silenciador, para evitar el ruido que produce.

a) Debes colocar en orden los distintos elementos del circuito neumático y describir la función de cada elemento del circuito

Elemento Función


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c) A qué elemento corresponde cada símbolo

2.¡Vamos a por un sistema hidráulico!

Fíjate en las dos figuras que aparecen a continuación, corresponden a dos sistemas hidráulicos. Parecen iguales, pero si te fijas con detalle, verás como hay una pequeña diferencia entre ellas, ¿la ves?

Ambas disponen de dos émbolos (A y B) conectados por un tubo y rellenos de un fluido, pero en el Sistema 1 el émbolo A1 es más ancho que en el Sistema 2. Si empujamos hacia abajo cualquiera de las dos palancas, según el principio de Pascal, se elevará el peso de 100 kg colocado en la plataforma que está encima del émbolo B.

Tu misión en esta cuestión es decidir y explicar, utilizando el principio de Pascal y la relación entre la presión, la fuerza y la superficie, en cuál de los dos sistemas tendremos que aplicar menos fuerza para elevar el peso de 100 kg.


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Tema 2. La electrónica.

La electrónica está tan presente en nuestra vida como lo está la electricidad: la tele, el ordenador, el reproductor de DVD, los mandos a distancia,…

Los componentes electrónicos se conectan formando circuitos que se montan sobre una placa. La placa formará parte de un dispositivo electrónico que realizará alguna función.

2.1.- COMPONENTES ELECTRONICOS

2.1.1.- COMPONENETES PASIVOS Tienen solo dos terminales y por ellos pasa una sola corriente eléctrica. Entre ellos destacan:

1) Las resistencias o resistores Su misión es la de "repartir" adecuadamente las tensiones y las corrientes que

necesitan los demás componentes para funcionar. Las hay de varios tipos:

a) Fijas, son los componentes que con más frecuencia se ven en los circuitos electrónicos. Son pequeños cilindros fabricados de diversos materiales, pero las más comunes son de cerámica recubierta de carbono. Tienen más o menos resistencia según su tamaño y grosor. En la superficie de las resistencias fijas hay unas bandas de color, se trata de un código que representa el valor en Ω de la resistencia eléctrica que tiene el resistor.

b) Variables tienen un contacto móvil que se puede deslizar o girar para cambiar el valor de la

resistencia que ofrecen. Las hay de dos tipos, aunque las dos se basan en el mismo principio: - Las resistencias ajustables están diseñadas para ajustarse muy de vez en cuando. - Los potenciómetros están diseñados para variar con frecuencia su resistencia, se usan

cuando hacemos girar los botones con los que damos o quitamos volumen en aparatos de radio, música o TV…

c) Especiales son aquellas que depende de algún parámetro físico, variando sustancialmente con la

temperatura a la que están (termistores) o la cantidad de luz que reciben (fotoresistores), son las bombillas que se encienden solas al anochecer o sistemas de calor/frío que se conectan y desconectan automáticamente.


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2) Los condensadores Son dispositivos capaces de almacenar carga eléctrica que más tarde puede usarse para establecer una corriente, mientras el condensador se descarga. La cantidad de carga que puede almacenar por cada voltio al que esté sometido se llama capacidad del condensador y su unidad de medida es el faradio (F) . Un condensador cargado se comporta como un interruptor abierto, impidiendo el paso de corriente. Los más usados son de dos tipos: electrolíticos (también llamados polares) y no polares. También hay condensadores variables, en los que se puede cambiar la capacidad simplemente girando un botón: sintonizadores de los aparatos de radio; para sintonizar una u otra emisora.

3) Las bobinas También llamadas inductores, las bobinas consisten tan solo en un hilo de cobre enrollado.

Cuando encendemos un aparato, la corriente que pasa por sus bobinas cambia bruscamente desde cero hasta cierto valor. Las bobinas "reaccionan" oponiéndose a dicho cambio. Por eso, el encendido no es instantáneo. Lo mismo, pero al revés, sucede cuando apagamos un aparato y la intensidad de corriente cambia bruscamente desde cierto valor hasta cero.

4) Los diodos. Son componentes fabricados con un minúsculo cristal de material

semiconductor montado sobre un pequeño tubo de vidrio o plástico. Su característica principal es que sólo permiten el paso de la corriente en un sentido. Los LED (Light Emitting Diode) o diodos emisores de luz, son diodos con una propiedad muy característica: emiten luz cuando la corriente eléctrica pasa por ellos. Todas las lucecitas verdes, rojas, amarillas, naranjas,... que se ven encendidas en casi todos los aparatos (TV, ordenadores, radios, consolas, etc.) son LEDs. Debido a la pequeñísima potencia que disipan y a su gran duración, se usan en multitud de aplicaciones:linternas,semáforos, rótulos luminosos, etc

2.1.2.-- COMPONENTES ACTIVOS

Tienen varios terminales y por ellos pueden pasar varias corrientes distintas. Actúan sobre el circuito amplificando o modificando la corriente que pasa por él. Entre ellos están:

1) El transistor es la estrella de los componentes electrónicos. Hay diversos tipos, de los que el más sencillo es el transistor bipolar. Está formado por la unión de tres cristales semiconductores de distinto tipo.

- Un cristal central, llamado base y que puede ser P o N. La base actúa como un "grifo" que controla la corriente que pasa del colector al emisor.

- Dos cristales laterales, llamados emisor y colector, que son de distinto tipo que el cristal de la base.

El transistor tiene tres modos de funcionamiento: en corte, en activa y en saturación.

- Funciona en corte cuando no circula corriente por la base. - Funciona en activa cuando circula por la base una pequeña corriente. - Funciona en saturación cuando la corriente que circula por la base supera un cierto valor.

Estos modos se corresponden con las tres funciones que puede realizar en un circuito: interruptor abierto, amplificador e interruptor cerrado.

2) Los circuitos integrados. Un circuito integrado (chip o microchip) es un

pequeño bloque semiconductor en el que están fabricados y convenientemente conectados, en una sola pieza y sin cables, todos o casi todos los componentes electrónicos necesarios para realizar una función determinada. Los chips son tan pequeños que deben ir protegidos por una cápsula, desde la que salen conexiones (patillas) que permiten manejarlo y conectarlos en un circuito.


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2.2.-LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN

Una fuente de alimentación convierte la corriente alterna en corriente continua. En muchos casos la fuente de alimentación está dentro del propio aparato electrónico. En otros, es externa, por ejemplo, los cargadores de las baterías de los móviles.

El primer componente necesario en una fuente de alimentación es un transformador . Su misión es convertir la corriente alterna de la red (220 V, 50 Hz) en otra corriente alterna, pero con una tensión mucho menor, la que necesite el aparato que vamos a conectar después. Ya tenemos la tensión que buscamos, pero sigue siendo alterna. Para convertirla en continua se introduce un simple diodo. Este circuito se conoce como circuito rectificador de media onda. Para conseguir una rectificación completa, es decir, que a la resistencia llegue corriente sin interrupción y siempre en el mismo sentido, se emplea un circuito rectificador de onda completa, que se consigue introduciendo lo que se llama un puente de diodos. La fuente que acabamos de construir tiene otro problema: el voltaje de salida cambiaría si conectásemos un aparato que ofreciese una resistencia diferente. Para evitar este problema y conseguir una tensión estable y perfectamente constante se añade al montaje un circuito integrado denominado regulador de tensión cuya misión es precisamente esa (en este caso, un regulador 7805 que estabiliza una tensión de 5 V).

2.3.-¿QUÉ ES SOLDAR?

Soldar es unir sólidamente dos piezas mediante algunas de estas técnicas: - Fundiéndolas en el punto de unión - Mediante alguna sustancia pegamento, que funde antes que las piezas que se han de soldar.

La mayor parte de las soldaduras se realiza en materiales metálicos con la aportación de una sustancia

pegamento también metálica. Pues bien, en función de la temperatura de fusión del material pegamento, distinguimos:

• Las soldaduras duras, donde la sustancia metálica que une, posee una temperatura de fusión superior a 200 ºC.

Según la fuente de calor que utilicemos para fundir tenemos:

- Soldadura por gas o con soplete. Utiliza el calor de la combustión de una mezcla gaseosa, que se aplica a las superficies de las piezas y a la varilla de metal que se utiliza para unirlas. Este sistema tiene la ventaja de ser portátil ya que no necesita conectarse a la corriente eléctrica.

- Soldadura por arco. Es la más utilizada, sobre todo para soldar acero, y requiere el uso de corriente eléctrica. La corriente crea un arco eléctrico entre un electrodo y la propia pieza. El electrodo se funde y suelda la unión.

- Soldadura aluminotérmica. El calor necesario para este tipo de soldadura se obtiene de la reacción química de una mezcla de óxido de hierro con partículas de aluminio muy finas. El metal líquido resultante se emplea para soldar roturas y cortes en piezas pesadas de hierro y acero, como raíles o rieles de los trenes


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• Las soldaduras blandas, donde el material de unión funde a menos de 200ºC. La más característica es la soldadura con estaño que es la que nos interesa por su aplicación en Electrónica. Consiste en unir dos fragmentos de metal (habitualmente cobre, latón o hierro) con estaño (realmente es una aleación de 40 % de plomo y 60 % de estaño) que asegura la conductividad eléctrica entre los metales que se van a unir. El hilo de estaño para soldadura electrónica suele ser de 0,8 o 1mm de diámetro y se suministra comercialmente en carretes.

¿Con qué y cómo se suelda? El instrumento que utilizamos para soldar con estaño es el soldador eléctrico. Los soldadores más utilizados son: Tipo lapicero y de pistola.

Para aprender... hazlo tú

1. En este ejercicio vas a intentar relacionar cada componente de la fuente de alimentación con la función que desempeña.

Los componentes son: condensador, diodos, transformador, regulador de tensión, puente de diodos

Fuente de alimentación

Componente Nombre Función que realiza


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2. Uno de los componentes electrónicos activos más usados es el transistor, por eso en esta actividad vamos a intentar

aprender una de sus múltiples aplicaciones.

Recordemos las 3 formas de funcionamiento de un transistor: interruptor abierto, amplificador e interruptor cerrado. • Funciona en corte cuando no circula corriente por la base (actúa como un interruptor abierto) • Funciona en activa cuando circula por la base una pequeña corriente. Entre colector y emisor fluye una

corriente proporcional a la de la base, pero mucho mayor (actúa como amplificador) • Funciona en saturación cuando la corriente que circula por la base supera un cierto valor. Colector y emisor

están completamente comunicados y toda la corriente que entre por el colector sale por el emisor (actúa como un interruptor cerrado)

Una vez repasado estos conceptos, vas a intentar explicar qué función tiene el transistor en el siguiente circuito, que es un "interruptor crepuscular".

Te preguntarás ¿y eso que es? Pues es el circuito que permite que se enciendan las luces de cualquier lugar dependiendo de la iluminación del entorno. Cuando anochece (poca luz en el exterior) se encienden las luces de forma automática y cuando amanece y la luz es suficiente se apagan solas.

LDR es un resistor sensible a la luz. Su resistencia eléctrica varía según la luz que recibe: es muy pequeña cuando recibe luz y muy grande cuando no la recibe (o la recibe insuficientemente)

En primer lugar vas a identificar los componentes del circuito escribiendo su nombre bajo el símbolo que los representa:

Ahora debes contestar las siguientes preguntas:

1. ¿En qué situación pasará corriente por el transistor? ¿Cuando haya luz o cuando no haya?

2. Si no pasa corriente por el transistor, ¿se encenderá la bombilla?

3. En el caso anterior, ¿cómo está actuando el transistor? cerrado, abierto o como amplificador.

4. Si la luz exterior es bastante, ¿pasará la corriente por la LDR?

5. Si la corriente no pasa por la LDR ¿Cómo actúa el transistor?

6. En el caso anterior, ¿se encenderá la bombilla?

7. Se te ocurre alguna manera de que se pueda modificar el grado de oscuridad que activa el transistor.

8. Según el circuito razona si es de día o de noche y describe el paso de la corriente por él.


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Tarea

1. En electrónica hay muchísimos símbolos

Se trata de que identifiques los componentes electrónicos que aparecen en el circuito, escribas su nombre y digas, para cada uno de ellos:

• Si se trata de un componente activo o pasivo. • El número de componentes de ese tipo que ves en el circuito. • Qué función desempeña, en general, ese componente en un circuito. (No se trata de que expliques qué es lo que

hace concretamente en este circuito, sino que expliques muy brevemente para qué suele usarse en los circuitos electrónicos).

Componente Activo/ Pasivo Nº Breve descripción


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TEMA 3: La era de las telecomunicaciones

Telecomunicación es comunicación a distancia, ya sea con cable o inalámbrica. Los elementos básicos de la comunicación son: emisor, mensaje y receptor. - En el emisor, el mensaje (ya sea de voz, texto, imagen o datos) se convierte en una corriente eléctrica que

codifica la información. - Lo que realmente "viaja" desde el emisor hasta el receptor es esa señal eléctrica. - Cuando llega al receptor, éste dispone de medios electrónicos para decodificar el mensaje, es decir, volver a

convertir en voz, texto, imagen o datos, la señal eléctrica que recibe.

Las ondas electromagnéticas son una forma de propagación de energía, se producen por la vibración de cargas eléctricas, pueden propagarse por el vacío (son las únicas que pueden hacerlo) y por el aire a 300.000 km/s, la velocidad de la luz.

- Tienen tres características fundamentales: frecuencia (Hz). amplitud y longitud de onda (m). - Al conjunto de todas las ondas electromagnéticas se le denomina espectro electromagnético

Lo más importante de las ondas electromagnéticas es la forma en que se originan, puesto que son

producidas por cargas eléctricas que vibran (como por ejemplo, los electrones en una corriente alterna o en cualquier señal eléctrica variable)

Existen conductores eléctricos diseñados específicamente para convertir las señales eléctricas que viajan por ellos en ondas electromagnéticas y viceversa: son las antenas. Cuando por una antena emisora circula una señal eléctrica, la antena genera una onda electromagnética. Esta onda, al llegar a una antena receptora produce en ella una señal eléctrica idéntica a la original: la telecomunicación se ha establecido.

Se pueden transmitir:

• De forma inalámbrica, sin cables: Se transmiten por el aire diferentes ondas electromagnéticas. • De forma alámbrica, con cables: Se transmiten distintos tipos de señales por distintos cables

dependiendo de: - La distancia que deba cubrir el cable. - La cantidad de información que deba llevar (ancho de banda) se mide en bits (señal digital) o

en hercios (señal analógica) - La velocidad a la que deba circular la información.

Los tipos de cables más usados son:

Cable de pares trenzados, como el de la instalación telefónica de casa. Está formado por dos hilos de cobre muy finos, aunque es normal que se agrupen en cables con 4, 6 u 8 pares. Es el más barato y fácil de manejar, pero solo son útiles para cubrir pequeñas distancias, porque tienen varios inconvenientes:

- Las señales sufren una atenuación importante.

- Son muy sensibles a interferencias producidas por cables o aparatos próximos.

- El ancho de banda que permiten es pequeño.

Cable coaxial, como el que se utiliza en casa para llevar la señal de TV desde la antena hasta la tele. Su ancho de banda es mayor, lo que permite la transmisión de imágenes, y su sistema de aislamiento reduce al mínimo las interferencias. Cuanto más grueso sea el hilo central, más distancia puede cubrir sin que la señal se atenúe significativamente

Cable de fibra óptica, el que tiene, con diferencia, más prestaciones: tiene un ancho de banda mucho

mayor, es inmune a interferencias y las señales pueden viajan prácticamente sin atenuación distancias muy superiores.


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Tipos de telecomunicaciones:

Teléfono

Comunicación en dos sentidos. Por cable usando técnicas de multiplexación (división de frecuencias o tiempos, no se mezclan los llamadas) o inalámbrico (móvil).

Es la instalación más sencilla de todas las que hay en una vivienda. La red telefónica es también el medio por el que se accede a otro de los grandes sistemas de telecomunicación actuales: Internet . Para poder "usar" internet es necesario que el usuario contrate los servicios de un ISP (Internet Service Provider o proveedor de servicios de internet).

Se trata de una empresa que posee ordenadores de gran capacidad, permanentemente conectados a internet (servidores) y dedicados a gestionar el acceso de los usuarios a los distintos servicios que ofrece internet. El usuario se conecta siempre a través de su ISP. Para poder usar la red telefónica para transmitir datos en lugar de voz, es necesario usar un dispositivo que convierta las señales digitales que usa el ordenador en las señales analógicas que viajan por la red telefónica. Este dispositivo es el módem (modulador-demodulador) Si queremos que una misma línea telefónica sea compartida por varios ordenadores para conectarse a internet simultáneamente, deberemos utilizar, además, un router. Su misión es "ordenar el tráfico de datos" para que cada ordenador envíe y reciba los que debe.

Radio

El mensaje es el sonido, y el medio es inalámbrico. La señal que se genera en el micrófono se modula con una onda portadora bien en amplitud (AM) o en frecuencia (FM) y en el receptor se demodula, amplifica y va a los altavoces.

Televisión

La cámara (televisión, vídeo) que graba, transforma la imagen y sonido en señal eléctrica, luego se amplifica, modula y emite de forma inalámbrica o por cable. Existen distintos tipos de pantallas de televisión:

o CRT o tubo de rayos catódicos o LCD o cristal liquido o Plasma o TFT o SED y OLED

Para aprender... hazlo tú

Ejercicio 1.

Las ondas electromagnéticas son una forma de propagación de la energía. Se distinguen unas de otras por tres parámetros: su amplitud, su frecuencia y su longitud de onda. La frecuencia (f) de una onda electromagnética, como la de cualquier onda, se mide en hercios (Hz). La longitud de onda (λ) de una onda


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electromagnética se mide en metros (m), como la de cualquier otra onda.

Viajan por el vacío y por el aire a una velocidad asombrosa: 300.000 km/s, la velocidad de la luz.

Pero lo más importante es su carácter electromagnético. Es decir, la forma en que se originan, puesto que son producidas por cargas eléctricas que vibran (como por ejemplo, los electrones en una corriente alterna o en cualquier señal eléctrica variable)

Existen conductores eléctricos diseñados específicamente para convertir las señales eléctricas que viajan por ellos en ondas electromagnéticas y viceversa: son las antenas.

Cuando por una antena emisora circula una señal eléctrica, la antena genera una onda electromagnética. Esta onda, al llegar a una antena receptora produce en ella una señal eléctrica idéntica a la original: la telecomunicación se ha establecido.


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Y aquí tienes las preguntas que debes contestar:

1. ¿En qué unidades se mide la longitud de onda?

2. ¿Qué ondas son la de menor tamaño?

3. ¿Qué tipo de ondas son más perjudiciales para el organismo las de mayor o menor longitud de onda? ¿En qué te basas para contestar a esta pregunta?

4. ¿Por qué sirven las ondas para las telecomunicaciones?

5. ¿A qué velocidad viajan?

6. ¿Es esta frase correcta? Si no lo es escríbela de forma correcta:

"Las ondas que se utilizan en medicina son de mayor tamaño que las de telecomunicaciones y tienen más energía, por eso hay que protegerse de ellas, por ejemplo al hacerse una radiografía."

7. ¿Es cierto que las ondas de mayor energía son las de menor longitud de onda y las de mayor frecuencia? Pon un ejemplo del dibujo.

8. ¿Existen ondas tan grandes como un edificio? ¿Para qué se usan?

9. Si tuvieras que dibujar una microonda ¿qué longitud de onda le pondrías, qué tamaño?

10. ¿Dónde se convierten las señales eléctricas en electromagnéticas y viceversa?

Ejercicio 2.

¿Sabes el camino que sigue la información de una llamada telefónica una vez que sale de tu teléfono? En este ejercicio lo vas a demostrar.

En primer lugar deberás ordenar las siguientes frases para que describan una secuencia coherente.

a. Todos los teléfonos de un área geográfica pequeña están conectados con una central de conmutación local.

b. De las centrales locales y las de telefonía móvil, la señal se envía a una central de enlace empleando cable coaxial y fibra óptica.

c. La llamada se envía a localizaciones remotas vía satélite o por cable submarino.

d. La señal va del fijo a una caja telefónica externa mediante un cable de pares.

e. Las llamadas desde móvil son recogidas por las torres de telefonía móvil, que las reenvían hasta la central de telefonía móvil correspondiente.

f. Las centrales de enlace encaminan la señal hacia otras centrales de enlace nacionales o hacia una central de enlace internacional, según el destino de la llamada.


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Tema 4. ¡Casa nueva!, ¿Cuántas instalaciones!

Las instalaciones de la vivienda son sistemas que llevan, distribuyen y evacuan del edificio materia, energía o información, destinadas a mejorar nuestra calidad de vida.

Los tipos de instalaciones más comunes son: - Agua fría y agua caliente. - Evacuación de aguas usadas. - Evacuación de aguas de lluvia. - Telecomunicaciones: radio, TV, sonido, video vigilancia, red telefónica o informática. - Climatización (calefacción, ventilación y aire acondicionado). - Instalación eléctrica. - Instalaciones de gas. - Otras Instalaciones menos usuales, como las de aire comprimido, aspiración centralizada y

sistema contra incendios. Una vivienda se puede completar con todas las instalaciones anteriores pero además se le puede dotar de un

cierto grado de automatización. Así ocurre en las llamadas viviendas domóticas, dotadas de control automático para algunas tareas, como por

ejemplo: - Según la hora y la luminosidad del día se pueden subir o bajar las persianas automáticamente o

encender las luces de la vivienda.

- Mandar un mensaje a tu teléfono si hay alguna avería, escape o intruso en tu vivienda.

- Conectar con el móvil ciertos electrodomésticos como el horno o la calefacción.

4.1.-INSTALACIÓN DE SUMINISTRO Y EVACUACIÓN DE AGUA S

El agua, una vez tratada (por ósmosis si provienen del mar) se almacena en depósitos construidos en zonas elevadas, para que llegue con presión hasta los lugares de consumo.

• Si la presión con la que llega es muy elevada, como en pisos más bajos, se usan válvulas reductoras.

• Si es baja o no lleva, como en los pisos muy altos, se usan bombas de agua o

grupos de presión.

• Las instalaciones de agua urbana tienen forma de anillo para evitar que una avería en un punto afecte a toda la línea.

¿Por dónde pasa el agua en nuestra vivienda?

El conjunto de instalaciones encargadas de canalizar el agua desde la red de distribución urbana hasta las zonas de consumo de las viviendas se denomina instalación de fontanería.

Los elementos de una instalación de agua son: • Contador: mide el gasto de agua efectuado en la vivienda. Pertenece a la

compañía suministradora de agua.


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• Llaves de paso y válvulas de corte: interrumpen el flujo de agua y aíslan una zona de la tubería en caso de

avería.

• Tuberías: son las conducciones, de cobre o plástico.

En la vivienda el agua se distribuye por dos circuitos principales e independientes: agua fría y caliente. - De agua fría, que se representa con una línea de color azul con flechas que indican el sentido de

circulación del agua.

- De agua caliente, que se representa con una línea roja. La distribución de agua caliente se hace del mismo modo que el agua fría, mediante una red de tuberías, pero con la diferencia de que antes de ser distribuida, pasa por un elemento calefactor, que eleva su temperatura.

El elemento calefactor del agua puede ser:

• Calderas de gas, gasoil o carbón. • Calentadores o termos eléctricos. • Por energía solar (individual o centralizada).

¿Qué pasa con el agua que hemos usado?

El agua que ha sido utilizada en la vivienda procedente de lavadoras, fregaderos, inodoros, lavabos, e incluso el agua de lluvia de la cubierta del edificio, debe ser canalizada de forma que se garantice su rápida evacuación a la red de alcantarillado.

La red de saneamiento es el conjunto de tuberías y desagües que garantiza la evacuación de las aguas sucias, y que impide el paso de los gases malolientes al interior de los edificios. De las alcantarillas el agua pasa a la EDAR (estación depuradora de aguas residuales), donde se criba, decanta, limpia y trata el agua sucia.

Se le puede someter a tres tipos de depuración, según el tipo de EDAR:

- Pretratamiento y depuración primaria: En él se elimina materia orgánica e inorgánica (arenas, sedimentos, grava) de gran tamaño. Inicialmente se hace pasar el agua por filtros gruesos y posteriormente se la hace sedimentar, siendo los sólidos obtenidos espesados, digeridos (por un proceso microbiológico) y secados sobre lechos de arena, de modo que puedan reutilizarse.

- Depuración secundaria: Reduce la cantidad de materia orgánica presente en el agua acelerando los procesos naturales de eliminación de residuos. Para ello, se utilizan procesos microbianos aeróbicos (en presencia de oxígeno), y se obtiene dióxido de carbono, y residuos como nitratos, fosfatos y materia orgánica (lodos), que son eliminados en el decantador.

- Si el agua no se vierte, sino que se reutiliza, se eliminan prácticamente todos los residuos sólidos que pudiesen quedar y se somete el agua a tratamientos químicos como la cloración, desnitrificación, eliminación de amoniaco, de fósforo, etc. para liberarla de impurezas tanto como sea posible y necesario, a esto se le llama depuración terciaria.


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Si la vivienda está aislada o en zona rural se debe utilizar la fosa séptica o pozo séptico, que es un recipiente con dos cámaras con las siguientes funciones:

• Una de separación de sólidos. • Otra de filtración.

La primera cámara quita los sólidos del agua negra por decantación, es decir, por diferencia de peso, yéndose los sólidos al fondo, y descomponiéndose hasta en un 50%. Los pozos diseñados debidamente cuentan con espacio seguro para la acumulación de al menos, tres años de cieno, pero cuando el nivel del cieno sobrepasa este punto, no ocurre ninguna separación de materia sólida del agua y las aguas negras entran directamente en el área de filtración. Para prevenir esto, el tanque tiene que ser vaciado de cieno, normalmente con una bomba de un vehículo especial para el vaciado de pozos sépticos.

4.2.- INSTALACIÓN ELÉCTRICA

La electricidad producida en las centrales es transformada para que viaje grandes distancias sin perder apenas energía y luego se vuelve a transformar para que llegue con el voltaje necesario a cada lugar de consumo (a las viviendas llega la red de baja tensión).

De la red de baja tensión, la corriente entra a las viviendas por la acometida hasta el cuadro general de

protección y el contador, de donde sale una línea para cada usuario, y el cuadro de mando y protección individual, es el que controla la entrada de corriente a la vivienda, en el que encontramos:

• ICP: interruptor de control de potencia • ID : interruptor diferencial • PIAS: Interruptores automáticos, magnetotérmico


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Elementos básicos de la instalación eléctrica:

Conductores, son hilos metálicos de una aleación de cobre, recubiertos por un material aislante, que se introducen dentro de los tubos corrugados, que son plásticos de diferentes diámetros (macarrones) por donde se canalizan a los puntos de luz o enchufes. Estos hilos tienen diferentes colores dependiendo de su utilización. • Neutro (Azul) • Fases (negro o gris) • Tierra (verde y amarillo a rayas)

La corriente se reparte a la vivienda por medio de cajas de derivación, donde están los empalmes de los distintos circuitos. Estos empalmes hay que realizarlos con fichetas o regletas de conexión. En las instalaciones eléctricas de las viviendas hay circuitos que se representan mediante esquemas eléctricos, que a su vez tienen símbolos eléctricos como los que ves en la imagen siguiente:

Dispositivos de mando:


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4.3.- INSTALACIONES DE CLIMATIZACIÓN El sistema de climatización: modifica la temperatura, ventila o renueva el aire y controla la humedad relativa y pureza del recinto.

Sistemas de calefacción

Calor directo: chimeneas, estufas, radiadores eléctricos. Calor indirecto: Sistemas basados en:

- Un fluido (aire, agua, vapor) - Un emisor (rejilla, radiador, convector, suelo radiante) - Incorporan elementos de seguridad, control y protección (termostatos, llaves de corte y paso, tanques

de expansión)

Sistemas de refrigeración:

En los sistemas de refrigeración, frigoríficos, y aire acondicionado, la capacidad de absorción de calor se mide en frigorías. Los principales son:

• Ventilación: El proceso de ventilación tiene como fin renovar el aire en una determinada dependencia. Poseen filtros que purifican el aire, humidificadores que evitan que se pierda humedad y deshumidificadores que reducen la humedad y puede darse:

- A través de medios de ventilación puramente mecánicos, como ventiladores. - Unido a los sistemas de climatización.

• Sistemas frío/calor: bomba de calor reversible, pueden calentar, enfriar, purificar el aire y mantener el nivel de humedad. Existen dos tipos: split o multisplits y canalizados por conductos (poseen una unidad central).

• Arquitectura bioclimática : la que tiene en cuenta el clima y el entorno para conseguir el confort térmico en el interior de la vivienda, solo con diseño y elementos arquitectónicos.

Gases combustibles Los gases combustibles que utilizamos en nuestras casas pueden ser:

• Gases licuados del petróleo (GLP), que son el butano y el propano (bombonas) • Gas natural y el gas ciudad (canalizados)

La instalación de gas canalizado consta de: • Acometida general. • Contador general/individual. • Tuberías o montantes. • Válvula de corte, paso, seguridad.

Todas las instalaciones de gas necesitan ventilación, por rejillas : • Arriba (gas ciudad y natural) • Abajo (butano y propano)


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Para aprender...hazlo tú

1. Todos sabemos que hay que aprovechar los recursos renovables que nos ofrece la naturaleza. En la imagen inferior tenemos a una pareja que está aprovechando la energía que le proporciona el sol.

Tu misión va a ser: a) Explicar cómo se aprovecha esa energía, y qué es lo que se está obteniendo del sol ¿calor o electricidad?

b) Identificar los elementos que forman esta instalación y su función, rellenando la tabla siguiente. Los elementos de la instalación son: Depósito, colector solar, intercambiador de calor, red de distribución y termo regulador.

c) Nombrar todas las utilidades que tiene este sistema en la casa de nuestros amigos.

Nº Nombre del elemento Función que desempeña

1

2

3

4

5

2. Lee atentamente el siguiente texto, para después poder completar la imagen con los términos correspondientes y responder algunas preguntas:

Una depuradora ideal consta de elementos que criban, decantan, limpian y tratan el agua sucia. En depuradoras de gran capacidad, los lodos provenientes de la materia orgánica se podrían utilizar para abono agrícola, o para la obtención de un biogás combustible, como podemos ver en la siguiente imagen animada.

Las aguas residuales pasan por dos pasos principales:

Pretratamiento y depuración primaria: En él se elimina materia orgánica e inorgánica (arenas, sedimentos, grava) de gran tamaño. Inicialmente se hace pasar el agua por filtros gruesos y posteriormente se la hace sedimentar, siendo los sólidos obtenidos espesados, digeridos (por un proceso microbiológico) y secados sobre lechos de arena, de modo que puedan reutilizarse.


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Depuración secundaria: Reduce la cantidad de materia orgánica presente en el agua acelerando los procesos naturales de eliminación de residuos. Para ello, se utilizan procesos microbianos aeróbicos (en presencia de oxígeno), y se obtiene dióxido de carbono, y residuos como nitratos, fosfatos y materia orgánica (lodos), que son eliminados en el decantador. Si el agua no se vierte, sino que se reutiliza, se eliminan prácticamente todos los residuos sólidos que pudiesen quedar y se somete el agua a tratamientos químicos como la cloración, desnitrificación, eliminación de amoniaco, de fósforo, etc. para liberarla de impurezas tanto como sea posible y necesario.

Los términos que debes colocar en su lugar son:

Tratamiento biológico Pretratamiento Decantador (2)

Depuración secundaria Digestor de lodos Abono agrícola

Aguas residuales Agua depurada Criba

Desengrasado, desarenado y neutralización Depuración primaria Lodos (2)

• ¿Crees que el agua depurada como muestra la imagen se puede reutilizar o simplemente está depurada para verterla a los ríos?

• ¿Este sistema se usaría en una zona rural o aislada, para depurar el agua? ¿Qué se podría hacer?


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Tarea.

1. ¿De dónde viene?

Escribe el recorrido que sigue el agua desde los ríos, pantanos…, hasta nuestras casas.

2. A pensar un ratito

1. ¿Por qué llega el agua desde el depósito hasta el bloque de pisos?

2. ¿Qué diferencia habrá en las tomas de entrada de agua entre los pisos bajo, tercero y décimo del bloque?

3. ¿Cuál es el camino que seguirá el agua tras salir de las viviendas?

4. Explica brevemente las diferencias entre el destino del agua en el bloque de viviendas y la casa en el campo.

4. ¿Cómo podemos ahorrar agua en casa?

Nº Medidas para ahorrar agua en casa

1

2

3


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SIMBOLOS

Tema 1: Circuitos neumáticos e hidráulicos.

Depósito Unidades de almacenamiento Tema 2. Electrónica.

Resistencia Fija Resistencia Ajustable Potenciómetro


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Condensador Condensadores no polares

Condensador variable Diodos Puente de diodos

Regulador de Tensión Transistor

Tema 3. Instalaciones de una vivienda. Agua

Válvula reductora Bomba de presión Válvula de corte Llave de paso De presión de un grifo

Bloque 11 Ciencias (1)

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