Download - Problemáticas estudiantiles en electrónica
10Enseñanza de Electrónica en el LRAB
MARCO TEÓRICO.
El campo de la tecnología es uno de los más abiertos de todos los
conocimientos que se pueden adquirir, e incluso puede ser mayor al de la ciencia.
Para poder desarrollar bien este trabajo es necesario tener en claro la
definición de tecnología, pero esta tiene demasiadas definiciones y cada una es
diferente, pero para este caso tendremos el siguiente que a su vez es el más
generalizado; la tecnología es el desarrollo y aplicación de mecanismos que
pueden ayudar al ser humano con los distintos problemas que este pueda
presentar. De ahí sobresale esta idea, la cual permite que los estudiantes de
distintas instituciones o colegios y en especial en el Liceo Rodrigo Arenas
Betancourt. Esto permite que los conocimientos de tecnología y ciencia sean más
avanzados, y así el estudiante mejore su vida profesional a un futuro cercano.
Esta temática la cual es la tecnología es un estudio que está ligado con
distintas áreas pero con la que primera la asocian es a la informática o sistemas
pero esta tiene una avance aún mayor que la misma informática, es por eso que
esta incluso maneja una ciencia por llamarlo por alguna manera, así cambiando
esta idea.
Por lo general la ciencia que se aplica en la tecnología es la de la física, y
otros como la química en el encontrar elementos que ayuden a la buena creación
de aparatos tecnológicos con una verdadera ayuda a la gente que está siempre
con esto, o la matemática la cual expone distintas formulas que proporciona la
mejor comprensión de la tecnología pero casi siempre está ligada con la física
(Tippens,D.1992).
La ingeniería es otro de los componentes importantes de tecnología debido a
que esta es una de las carreras que tiene el principal objetivo de investigar,
educar, diseñar, consultar, construir, implementar, controlar, evaluar y seguir. Esto
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le permite que sea parte esencial de la tecnología y a su vez de un aporte mayor
que solo la creación sino también dar conocimientos. Aunque la ingeniería es
prácticamente una ciencia, al igual que la tecnología debe tener unas bases las
cuales son las mismas que la de la tecnología como la física, química y
matemáticas pero algunos otros. La ingeniería no es uno de los temas a trabajar
en esta tesis y por eso esta es solo la única parte donde será explicada, seria
nombrada pero no estudiada.
La tecnología se tiene que valer del conocimiento humano, debido a que esto
no sale de la nada, es así que con antecedentes o conocimientos pasados es
como el hombre emplea su sabiduría y que unido con otras ciencias puede llegar a
crear distintas herramientas que solo tienen un propósito, el cual es de ayudar a
mejorar la vida del ser humano, y crear cosas u objetos que nunca se hayan
creado y si generar una satisfacción en el que la creó.
FISICA.
Como ya se ha nombrado la física es una de las ciencias con las que la
tecnología va mayormente ligadas, es de allí que este trabajo va desde el área de
la física. La tecnología debe todo manejo y amplio conocimiento a la física debido
a que esta al estar ligada a las matemáticas prácticamente se encuentra en toda la
naturaleza y los problemas del ser humano.
Es de ahí que es necesario dar una definición exacta y concisa de física,
sabiendo que ya es una ciencia, es necesario tomar esta definición más allá, es
necesario saber qué es lo que estudia, como se estudia o maneja, y sus distintos
campos.
Como ya dicho es la ciencia que estudia o investiga los conceptos
fundamentales de materia, en cuanto a todo lo que se encuentra alrededor del
hombre y sirve de base para la creación de esos productos tecnológicos. El
estudio de la energía que será parte primordial de este trabajo, estudiando sus
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componentes y similares, de ahí la electrónica y la creación de la monografía. De
la misma forma también influye en el estudio del espacio y el tiempo, componentes
que no serán de estudio en la tesis. La física además de solo estudiar estas
temáticas tiende a explorar y estudiar la relación que existe entre ellos mismos
(Tippens,D. 1992).
La física maneja una metodología propia y que es común en casi todas las
áreas de investigación, el manejo del método científico es el punto de partida de la
física, la creación de la hipótesis es fundamental en toda la formulación de leyes y
principios propios de la física, con este método la física maneja la observación del
mundo natural y estudia los “privilegios” que puede conseguir de esta, analiza los
componentes de la naturaleza, y su particularidades (Tippens,D. 1992)
Esta ciencia a su vez maneja distintos campos de estudio debido a que
abarca un gran número de áreas, tantas que cada una maneja su propio estudio
que se especifica en solo esa rama sea cual sea. Entre los distintos campos que
maneja la física se pueden encontrar la física cuántica, la astronomía, la
electrónica y mecánica que serán especificados en este trabajo. La física siendo la
ciencia principal en la tecnología es necesario tenerla en claro, para poder obtener
los otros conocimientos de forma fácil y el entendimiento sea más concreto y
veraz. En ocasiones se verán distintas formulas que pueden que sean
complicadas pero que por ser pocas no influyan mucho en el trabajo, el trabajo
será más de conceptos que de “practicas” o ideas matemáticas como distintas
formulas que pueden llegar a ser muy avanzadas para estudiantes de un grado de
educación media (suelen ser de educación universitaria).
La física y tecnología se relacionan de forma directa debido a que los
conocimientos o principios de la física se aplican en cada rama de la tecnología,
por lo general la tecnología se basa en leyes y principios comunes en la física, que
en un puñado de ellos conforman un elemento tecnológico el cual puede utilizar
desde un principio básico hasta todas las leyes que hay en un libro de física esto
dependiendo de la complejidad del invento tecnológico.
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Por lo cual la física constituye la herramienta del cual parte toda la tecnología
que conocemos y se integra a cada una de nuestras necesidades humanas.
CIENCIA, INGENIERIA Y TECNOLOGÍA.
La diferente relación que existe entre estas temáticas se debe a que una se
relaciona con otra y esa con otra, siendo así la ciencia la primera generando un
estudio y unos conocimientos que los obtiene de la observación y razonamiento
del universo, dando ahí al paso de la ingeniería que es la que se encarga de tomar
estos conocimientos dados por la ciencia y aplicarlos entre un producto
beneficioso, basándose en los propios conocimientos de la ingeniería. Tras la
creación de ese producto, la tecnología toma la tarea de obtener ese producto y
aplicarlo en alguna sociedad o algún grupo y de esa forma comprobar su
efectividad (Insulza,J. 2004)
La tecnología se caracteriza por la principal tarea que esta tiene, que es ver y
hacer la invención de distintos productos basándose de los distintos
conocimientos, procesos y principios científicos.
Con esto obtiene nievas estrategias e innovación, y así la característica
singular de la tecnología.
Analizando lo anterior, sabemos que la tecnología obtiene su distinguido
valor gracias a estas dos temáticas, y de esas forma las otras dos, la ciencia no
sería ciencia sin la ingeniería y la tecnología; la ingeniería no sería ingeniería sin la
ciencia y la tecnología; y por último y más importante la tecnología no sería
tecnología sin la ciencia ni la ingeniería.
Si faltase alguno de estos nada sería completo, debido a que cada uno de
estos temas tiene un papel primordial, y esto facilita que las otras temáticas sean
de fácil manejo y de igual manera la elaboración del producto se facilitara.
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USO DE LA TECNOLOGIA EN AMBIENTES ESCOLARES
En la enseñanza de la tecnología es el manejo amplio es un y el más
importante factor que influye en creación de estrategias de estudio de esta
temática. La tecnología al ser tan amplia, no genera una facilidad en cuanto a la
enseñanza, de hecho esto complicaría el entendimiento de los estudiantes, a
menos de que se enseñe como una asignatura aparte de otras áreas, pero en
otros casos, la institución no se encuentra de buena manera en cuanto a lo que se
trata de tecnología, de allí es que se opta por introducir temáticas de tecnología en
otras materias, ya sean en el área de informática como en el área de física. Es de
ahí que la tecnología no tendría un buen aspecto en cuanto a los conocimientos.
Cuando se presentan estos casos, según la temática que se va a implantar
en la institución o colegio, debe ser centralizada en ese tema especifico ya que
temas distintos pueden llegar a cambiar toda la organización ya establecida. El
tema debe ser guiado de buena forma y tratado a profundidad sin dejar de lado
otros temas que se estén trabajando sea cual sea.
Aún estableciendo la temática dentro de una materia que no sea tecnología,
debe seguir ciertos parámetros o cosas indispensables que ayuden a la mejora
continua de este tipo de temas. Algunos de esas bases o parámetros no solo se
pueden llegar a ser en cuanto los conocimientos o la sabiduría que se encuentra
en la deriva, otras de esas bases pueden ser de tipo físico o material, estas
fuentes o bases pueden llegar a ser:
1. La necesidad de un entorno adecuado, para facilitar la comprensión de
este tema.
2. El colegio debe tener establecido unas condiciones que sean buenas en
cuanto a lo físico, humano, financiero y político, para que el trato entre los
alumnos y los docentes sea de buena manera.
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Así no solamente son estas las condiciones, también se presentan otras de
tipo distinto como un apoyo especifico entre toda la comunidad educativa, es decir,
las directivas, docentes, alumnos y padres de familia deben estar de acuerdo con
todo lo especificado y que estos acepten la propuesta, los docentes deben estar
capacitados en la materia o al menos en esa temática especial, el tener en cuenta
los criterios explícitos para la selección de contenidos y recursos curriculares son
base esencial, debido a que con esto los medios que se trabajen pueden llagar a
la mejora continua de la capacidad académica del estudiante (Gonzales,B. 2005).
Y por supuesto la temática debe ser lo principal ya que esto es lo que el
estudiante requiere y es lo que debe obtener.
El caso planteado en este trabajo es el hecho de la electrónica dentro del
área de física para los grados superiores, y será en estos grados debido a que con
esto pueden llegar a obtener la capacidad de escoger su carrera profesional y así
una vida laboral en el campo de la tecnología.
En otras instituciones el uso de la tecnología y de la electrónica como área y
temática respectivamente, son muy comunes, lo cual hace que el desempeño
académico de sus estudiantes mejore. Estas instituciones se encuentran en la
tarea de beneficiar el “pensum”, por llamarlo de alguna manera, para que los
aportes de conocimientos aumenten.
En el caso del LRAB, no se pueden establecer este tipo de parámetros,
debido a que los recursos con los que cuenta esta institución son escasos en
cuanto a lo que se trata de tecnología, electrónica e investigación, por este motivo
no es fácil la implementación de la tecnología como área y es por ello que lo que
se busca sea introducir temáticas distintas relacionadas con la tecnología que
busquen que el estudiante sea una persona más capacitada. La electrónica es el
caso que se puede enseñar, debido a que esta no es de un manejo complejo, e
incluso los temas de electrónica a dictar serian tan básicos que tan solo darían las
bases para en el caso de encontrar problemas relacionados con esta materia. La
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programación de una agenda escolar es una buena forma de que se establezca
una temática tecnológica, de esta forma el cronograma de temas anteriores no se
ve afectado y la temática se ve trabajada de principio a fin. Y con esto al final
analizar si sirve de alguna manera el hecho de haber instaurado una temática de
mayor complejidad que otras y que van relacionadas con la tecnología.
LA ELECTRONICA.
Como se ha visto y es el tema principal de este trabajo, la electrónica es una
de las bases primordiales de la física, tecnología e ingeniería. El conocer la
definición de la electrónica es primordial en la creación de una enseñanza en
cuanto a esta misma temática y de ese mismo modo para la creación de productos
fuera de la educación.
Para esto se definirá en este trabajo la electrónica y todos sus componentes
y toda la información que se pueda adquirir de ello.
La electrónica es un campo que se estudia desde la física y la ingeniería, y
que por lo general es aplicada al diseño y la diferente aplicación de dispositivos,
de ahí su relación con la tecnología. En la electrónica lo primordial tienden a ser
los circuitos electrónicos los cuales también cumplen una función específica,
dentro de la electrónica, la cual esta depende de un factor esencial en la
electrónica y el cual es el flujo de electrones para la generación, transmisión,
recepción, y almacenamiento de información dentro de un dispositivo que se crea
a partir de este campo de la tecnología, y todo con el fin de satisfacer las
necesidades del ser humano. Además, consta que no solamente es utilizada para
almacenar información, sino que también puede identificarla, sea la forma como se
realizo, ya sea en forma auditiva, por medio de voz o música, en imágenes, o por
medio de datos o números y analizarla por medio de distintos aparatos como la
radio, televisión, o la computadora (Ernesto,L. 2008).
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Aparte del solo procesamiento de datos, la electrónica se ve involucrada en
muchas características propias y las cuales siempre tienen que ver con distintos
componentes que esta posee. Y en especial el caso de los circuitos electrónicos,
los cuales ofrecen una variada gama de funciones para procesar esta información,
incluyendo la amplificación de señales débiles hasta un nivel utilizable; la
generación de ondas de radio; la extracción de información, como por ejemplo la
recuperación de la señal de sonido de una onda de radio (demodulación); el
control, como en el caso de la superposición de una señal de sonido a ondas de
radio (modulación), y operaciones lógicas, como los procesos electrónicos que
tienen lugar en las computadoras (Ernesto,L. 2008).
Entre otras cosas la electrónica como otros campos de estudio sea cual sea,
ciencia, lenguas, etcétera, mantiene unos antecedentes que por lo general, se
debe a una creación o un descubrimiento. El caso de la electrónica se debe al
estudio de la electricidad, lo cual viene desde la filosofía que además es de
tiempos remotos desde antes de Cristo. Posterior a eso, lo que afianzó la
electricidad y en especial la moderna fueron las distintas las distintas creaciones
que se propiciaron, todo esto con el inicio de los tubos de vacío en el siglo XX. Y
gracias a esto se logro la manipulación de señales, cosas que fueron innovadoras
debido a que antiguamente no era posible esta clase de cosas debido a los
aparatos existentes. Algunas de las cosas que influenciaron el inicio de estas
nuevas aplicaciones o dispositivos, fueron algunas simples en las que por ejemplo
se evidencio en señales de radio, y amplificadores de sonido, teniendo así una
gran acogida y “apetito” por ello, generando que se incrementara la demanda de
estos sistemas, lo cual hizo que esto tomara un gran peso en cuanto a la
enseñanza. El desarrollo de una amplia variedad de tubos, diseñados para
funciones especializadas, posibilitó el rápido avance de la tecnología de
comunicación radial antes de la II Guerra Mundial, y el desarrollo de las primeras
computadoras, durante la guerra y poco después de ella (Johnson,J. 2007).
Hoy en día la formación y constante avance de sistemas dentro de la
electrónica hicieron de esta una gran rama. El avance ha sido tal que en la
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actualidad los tubos de vacio fueron desapareciendo, para ser remplazados los
transistores en prácticamente todas sus aplicaciones. Al incorporar un conjunto de
materiales semiconductores y contactos eléctricos, el transistor permite las
mismas funciones que el tubo de vacío, pero con un coste, peso y potencia más
bajos, y una mayor fiabilidad. Los progresos subsiguientes en la tecnología de
semiconductores, atribuible en parte a la intensidad de las investigaciones
asociadas con la iniciativa de exploración del espacio, llevó al desarrollo, en la
década de 1970, del circuito integrado. Estos dispositivos pueden contener
centenares de miles de transistores en un pequeño trozo de material, permitiendo
la construcción de circuitos electrónicos complejos, como los de los
microordenadores o microcomputadoras, equipos de sonido y vídeo, y satélites de
comunicaciones (Reinoso,R. 2009)
Tras esto podemos llegar a ver los distintos componentes eléctricos, entre
los cuales podemos ver a los conductores eléctricos como el componente
primordial de la electrónica, pero no es solo el único. Los componentes eléctricos
son tan complejos, no en su totalidad, pero debido a esto se ve la tarea de
separarlos entre activos y pasivos. Nombrando así a pasivos a aquellos que son
reóstatos, los condensadores e inductores. Los activos a casi todos aquellos que
producen la energía como las baterías o populares pilas, los generadores, los
tubos de vacío y los transistores (Reinoso,R. 2009)
Para poder mejorar los componentes de este trabajo, se es necesario el
nombrar a cada uno de estos componentes, iniciando así con el tubo de vacío, el
cual consiste en una cámara de vidrio en el cual se ha extraído el aire y que lleva
en su interior varios electrodos metálicos. Su funcionamiento es particular y se
debe a dos elementos que están dentro de sí, estos son los cátodos y ánodos y
este ultimo conectado a una terminal positiva de una fuente de
alimentación(Reinoso,R. 2009)
Para poder analizar mejor, los transistores se componen de
semiconductores, en ellos se presentan distintos elementos que se encuentran
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con otros materiales que son extraños, de esta manera se presenta una
abundancia y en otras ocasiones una carencia de electrones libres. El transistor
bipolar fue inventado en 1948 para sustituir al tubo de vacío tríodo. Está formado
por tres capas de material dopado, que forman dos uniones pn (bipolares) con
configuraciones pnp o npn. Una unión está conectada a la batería para permitir el
flujo de corriente (polarización negativa frontal, o polarización directa), y la otra
está conectada a una batería en sentido contrario (polarización inversa). Si se
varía la corriente en la unión de polarización directa mediante la adición de una
señal, la corriente de la unión de polarización inversa del transistor variará en
consecuencia. El principio puede utilizarse para construir amplificadores en los
que una pequeña señal aplicada a la unión de polarización directa provocará un
gran cambio en la corriente de la unión de polarización inversa (Reinoso,R. 2009)
Entre otros encontramos los reóstatos los cuales al conectar una batería a un
material conductor, una determinada cantidad de corriente fluirá a través de dicho
material. Esta corriente depende de la tensión de la batería, de las dimensiones de
la muestra y de la conductividad del propio material. Los reóstatos de resistencia
conocida se emplean para controlar la corriente en los circuitos electrónicos. Se
elaboran con mezclas de carbono, láminas metálicas o hilo de resistencia, y
disponen de dos cables de conexión. Los reóstatos variables, con un brazo de
contacto deslizante y ajustable, suelen utilizarse para controlar el volumen de
radios y televisiones. Por otra parte los condensadores están formados por dos
placas metálicas separadas por un material aislante. Si se conecta una batería a
ambas placas, durante un breve tiempo fluirá una corriente eléctrica que se
acumulará en cada una de ellas. Si se desconecta la batería, el condensador
conserva la carga y la tensión asociada a la misma. Las tensiones rápidamente
cambiantes, como las provocadas por una señal de sonido o de radio, generan
mayores flujos de corriente hacia y desde las placas; entonces, el condensador
actúa como conductor de la corriente alterna. Este efecto puede utilizarse, por
ejemplo, para separar una señal de sonido o de radio de una corriente continua, a
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fin de conectar la salida de una fase de amplificación a la entrada de la siguiente
(Reinoso,R. 2009)
Después de los anteriores, los inductores es uno de los componentes más
importantes de la electrónica debido a que consisten en un hilo conductor
enrollado en forma de bobina. Al pasar una corriente a través de la bobina,
alrededor de la misma se crea un campo magnético que tiende a oponerse a los
cambios bruscos de la intensidad de la corriente. Al igual que un condensador, un
inductor puede utilizarse para diferenciar entre señales rápida y lentamente
cambiantes. Al utilizar un inductor conjuntamente con un condensador, la tensión
del inductor alcanza un valor máximo a una frecuencia específica que depende de
la capacitancia y de la inductancia. Este principio se emplea en los receptores de
radio al seleccionar una frecuencia específica mediante un condensador variable.
Así otros componentes son los sensores los cuales por medio de una
percepción pueden llegar a identificar cambios de al medir cualquier magnitud
como una temperatura, o una posición. Los transductores trabajan junto con los
sensores, ya que este es el que le da el transductor la información y este lo
transforma en señales eléctricas.
Aparte de estos los amplificadores son uno de los temas o componentes de
gran cabida dentro de la electrónica, estos a su vez pueden a dividirse en tres
como lo son los de sonido, los cuales son muy comunes en la radio, televisión, o
grabaciones, y que consiste en amplificar la señal eléctrica que después es
reproducido en forma de sonido por un altavoz; los amplificadores de video son
otros de los componentes de la electrónica, y funciona transformando la señal de
igual forma que en el de sonido, con el detalle de que se interpreta en una forma
visual dentro de una pantalla de televisión. Otros son los amplificadores de
radiofrecuencia.
Los osciladores constan de un amplificador y de algún tipo de
retroalimentación: la señal de salida se reduce a la entrada del amplificador.
21Enseñanza de Electrónica en el LRAB
La electrónica ha puesto en claro un desarrollo de los circuitos integrados ha
revolucionado los campos de las comunicaciones, la gestión de la información y la
informática. Los circuitos integrados han permitido reducir el tamaño de los
dispositivos con el consiguiente descenso de los costes de fabricación y de
mantenimiento de los sistemas. Al mismo tiempo, ofrecen mayor velocidad y
fiabilidad. Los relojes digitales, las computadoras portátiles y los juegos
electrónicos son sistemas basados en microprocesadores. Otro avance importante
es la digitalización de las señales de sonido, proceso en el cual la frecuencia y la
amplitud de una señal de sonido se codifica digitalmente mediante técnicas de
muestreo adecuadas, es decir, técnicas para medir la amplitud de la señal a
intervalos muy cortos. La música grabada de forma digital, como la de los discos
compactos, se caracteriza por una fidelidad que no era posible alcanzar con los
métodos de grabación directa (Johnson,R. 2008)
Así de ese modo la electrónica no solo ha presentado una serie de
desarrollos en este ámbito, ya que la electrónica no está presente en aparatos
tecnológicos, también se encuentra presente en el ámbito de la medicina en
cuanto a la generación de artefactos que pueden llegar a facilitar el trabajo del ser
humano en esta rama. Todo esto genera que el ser humano desarrolle aparte la
idea de usar el planeta para la creación de aparatos, esto ha facilitado el hecho de
que los recursos sean más abundantes. En cuanto a la computación la electrónica
siempre va dirigida a la mejora continua de estos aparatos. En la actualidad la
electrónica en la computación ha realizado el trabajo de que los estudiantes de
instituciones educativas, tengan nuevos conocimientos en cuanto a este tema.
Formalizando así una nueva experiencia de ideas en estudiantes de instituciones,
naciendo así en ellos la programación de computadoras (ver imágenes 1 y 2).
Fig 1. Circuito electrónico de computadora Fig 2. Desarrollo cognitivo de electrónica
computacional.
22Enseñanza de Electrónica en el LRAB
Además la electrónica debe verse como un estudio que va más de la
creación de aparatos y de componentes, la electrónica se basa totalmente de
otras ciencias distintas las cuales son el soporte primordial de esta rama, la física
por ejemplo es la de le da todos sus conocimientos en cuanto a la formación de
esta, la física le proporciona las leyes y teorías en las que se basa la electrónica,
de ahí es donde esta sabe las formulas y todos los conocimientos necesarios para
la buena creación de sistemas que cada vez sean de mejor planeamiento. Las
matemáticas influyen en la electrónica debido a que como toda ciencia, esta
maneja unas formulas especificas para sí misma de esa forma la matemática
juega un papel importante en la electrónica. De la misma forma la química es otra
de las ciencias que se encuentra y está presente en la electrónica, esta le explica
todo a cerca de la energía y electricidad al igual que la física, con esta ciencia
también puede establecer todos los componentes que le son necesarios para la
buena realización de sus distintos mecanismos y sistemas (Shackelford,R. 2008).
Con la reunión de todas estas ciencias e involucradas con la electrónica
pueden ayudar con la generación de cosas que son muy cotidianas en toda la
vida, por ejemplo el caso de la radio, en ella influyen todos los factores desde los
complementos hasta las ciencias ya nombradas.
La electrónica junto con la mecánica (ambas ramas de la física) forman una
rama especial la cual es la mecatrónica, en ella todos los factores o conocimientos
de la electrónica se suman con los de la mecánica, la cual estudia todos los
movimientos y reposo de los cuerpos bajo una fuerza. La combinación entre estas
dos ramas es esencial ya que de ahí llegan a verse nuevas teorías que generan
que la electrónica tenga un mayor nivel de importancia. Con esta “fusión” se le
facilita parte de trabajo a la electrónica, y con esto mismo puede llegar a crear
mecanismos que solo no puede como lo es el caso de motores y cosas por el
estilo (Shackelford,R. 2008).
23Enseñanza de Electrónica en el LRAB
CIRCUITOS ELECTRÓNICOS.
“un circuito eléctrico es el recorrido por el cual circulan los electrones. Consta
básicamente de los siguientes elementos: un generador que proporciona la
energía eléctrica, un hilo conductor, un elemento de maniobra (interruptor,
pulsador, conmutador, etc.), y un receptor que puede ser una bombilla, motor
timbre, etc. (ver imagen 3) Se denomina corriente eléctrica la circulación de forma
continua de electrones por un circuito”. (Reinoso, R. 2009).
Los circuitos electrónicos se pueden considerar que son la base primordial
de la electrónica, gracias a estos mecanismos es que todos los aparatos
electrónicos. Los circuitos electrónicos trabajan principalmente con la energía
eléctrica y su función más fácil es la de transmitirla.
A su vez permiten convertir esta energía y distribuirla por todas las partes del
mecanismo, como ya se había dicho, por otra parte estos permiten controlar y
procesar la información, esto se puede evidenciar en aparatos como
computadoras, televisores y radios.
Estos están compuestos por sensores en la totalidad, los sensores son
utilizados para captar las distintas señales de el mundo físico, de ahí trata en
convertirlas en voltaje o distintos tipos de señales de corriente. Los circuitos
permiten que estas señales provenientes de los sensores sean procesadas dentro
de estos mismos, luego es transformada la información, con esto pueden volver a
ser enviadas por medio de los circuitos y sensores.
Para que el circuito funcione de buena manera, requiere que la estructura
atómica que se encuentra dentro de la energía sea propia a la calidad del circuito.
La energía que se transporta por el circuito electrónico es una corriente
eléctrica, la cual es una unión de varios electrones que se encuentran libres, y que
después son atraídos por átomos.
24Enseñanza de Electrónica en el LRAB
Fig 3. Funcionamiento de un circuito eléctrico.
La corriente tiene un sentido, por tanto esta viaja desde el polo negativo de la
pila hasta el positivo de la misma, por convenio se ha establecido el sentido
contrario, desde el polo positivo al negativo.
En cuanto a los circuitos electrónicos, se debe tener en cuenta los términos
de voltaje, tensión o diferencia de potencial; el voltaje es la fuerza eléctrica que
hace que los electrones libres se muevan de un átomo a otro. El voltaje se mide
por medio del voltio y es representado por la letra v, en física y otras ciencias. El
voltio es suministrado por una batería sea cual sea. Este voltaje o tensión se
reparte entre todos los elementos del circuito (Roberts,L. 2002).
Para llevar a cabo que la corriente se maneje de buena manera, es
necesario decir que el voltaje es medido por medio de un voltímetro.
La intensidad es otra de los factores que influyen dentro de la electrónica y
en especial en los circuitos, es la cantidad de electrones que por medio del circuito
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y es medido y analizado por medio de amperios.
Entre otros se encuentran las resistencias la cual consiste en la dificultad que
presenta el paso de la corriente eléctrica dentro de algún material, esta dificultad
puede ser mayor o menor. La resistencia de un conductor depende de las
características de este material, es decir, de su resistividad, asá como de su
longitud y de su sección, la mayor característica resistencia es que con el paso de
la energía comienza a tomar una temperatura alta; en otros casos estas tienden
en generar que el voltaje de la bombilla se a menor, haciendo que el paso sea
poco.
El conocimiento de los distintos tipos de circuitos electrónicos, es base
primordial en cuanto a la formación profesional de conocimientos asociados con la
electrónica. Los circuitos electrónicos son muy variados, entre los que se pueden
considerar los más importantes se encuentran los circuitos simples, paralelos y
mixtos.
Todos se asemejan entre sí, además son los circuitos más básicos en cuanto
a la electrónica, son los que son de mayor estudio en la electrónica básica, para
esto se ve necesario que se conozcan las unidades básicas eléctricas, para que
con ello, las relacionemos y sea importante en la sabiduría tecnológica de los
estudiantes.
A parte de estos circuitos encontramos circuitos que son distintos debido a la
forma en la que trabajan.
Este es el caso del circuito del electricista, en el cual para conocer los datos
este circuito requiere efectuar algunos cálculos, ecuaciones y distintas leyes como
la ley de ohm o la ley de watt.
Otro tipo de circuito encontrado en los circuitos básicos de la electricidad y
electrónica es el circuito sencillo que es aquel conformado por un mínimo de
26Enseñanza de Electrónica en el LRAB
elementos, como lo son una batería, un alambre o cable conductor, un elemento
resistivo (bombilla, led a simplemente una resistencia eléctrica) y un interruptor. En
dicho circuito se presentan unas características básicas como lo son: flujo de
corriente, voltaje, resistencia y potencia.
En el tema anterior, se evidencio el montaje de resistencias y su
comportamiento. Ahora, se estudiara esta clase de circuitos, pero con
características de funcionamiento al incluir una batería.
Cuando un montaje de resistencias presenta un flujo de corriente, su nombre
ya es de circuito electrónico. Al presentarse este flujo de corriente, existe caída de
potencial en cada uno de los elementos, así como una potencia.
Ahora se hablara de los tres circuitos nombrados anteriormente.
Circuito Serie.
Un circuito serie está compuesto de resistencias en secuencia y una
respectiva batería, la que suministra corriente. Estas toman una dirección singular
lo que se puede asumir, que por lo general el flujo de corriente del terminal es
negativo de la batería al terminal positivo de la misma (Reinoso, R. 2009).
En distintos textos y centros de enseñanza se asume el flujo de corriente del
terminal. Sin embargo, se sabe o sobreentiende que no es flujo de electrones, sino
de huecos.
Estos disponen de de dos o más operadores que son conectados
seguidamente por el mimo cable. Y así todos los elementos que son conectados
con la misma serie son atravesados por la misma corriente eléctrica (ver imagen
4)
27Enseñanza de Electrónica en el LRAB
Fig 4. Circuito serie.
Circuito Paralelo.
En esta clase de circuito, al montaje paralelo se le conecta una batería que
suministra un voltaje determinado. Sin embargo, se debe tener en cuenta que este
tipo de circuito es totalmente distinto del circuito serie, presentando así distintas
formulas y leyes (Reinoso, R. 2009).
En el circuito serie la corriente es la misma en todo el montaje y el voltaje se
divide en cada uno de sus elementos. En esta clase de circuito paralelo, la
corriente se divide y el voltaje es el mismo en cada uno de ellos. Básicamente el
circuito paralelo tiene dos o más elementos que están conectados con distinto
cables (ver imagen 5).
Fig 5. Circuito paralelo
28Enseñanza de Electrónica en el LRAB
Circuito Mixto.
Son aquellos que contienen elementos conectados en paralelo y elementos
conectados en serie. Para la aplicación de este tipo es necesario el tener los
conocimientos de los circuitos en serie y en paralelo (ver imagen 6). Estos tipos de
circuitos presentan elementos mayores y/o que no se pueden usar solamente en
circuitos en serie o en paralelo como motores, resistencias, etc (Reinoso, R.
2009).
Fig 6. Circuito mixto.
Otros Circuitos.
Los circuitos ya nombrados no son los únicos que existen, aparte podemos
encontrar circuitos como los integrados los cuales son pequeños que incluso
pueden ser considerados chips, estos son la base de los transistores, de tan solo
un circuito integrado pueden crearse un gran número de transistores, de ahí la
creación de nuevos circuitos más complejos, otra de las características de los
circuitos integrados es que al ser tan pequeño requiere de menos espacio y valor
(Roberts,L. 2002).
A parte de este se pueden encontrar otros circuitos los cuales cada uno tiene
una función específica como lo es el caso de los circuitos amplificadores, los
cuales se utilizan para aumentar la tensión, la corriente o la potencia de una señal;
29Enseñanza de Electrónica en el LRAB
el circuito de alimentación eléctrica, que suministra la energía a el aparato que lo
necesite; el circuito de comunicación de temporización tienen la función de
seleccionar y combinar señales de manera controlada.
Los semiconductores hacen parte de la electrónica debido a que traspasa la
energía, estas son sustancia que se relacionan con la electricidad.
30Enseñanza de Electrónica en el LRAB
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
¿Cómo incorporar tematicas tecnológicas y electrónicas a los jóvenes de la
actualidad no tengan en claro estos conocimientos en el Liceo Rodrigo Arenas
Betencourt?
El trabajo explora una nueva forma de relación entre las personas y el uso
creativo de la tecnología y la transferencia de conocimientos a contextos escolares
y en especial a grados superiores. Alcanzar este objetivo constituye una opción
para mejorar las condiciones de exclusión a bachilleres que no tienen
conocimientos a cerca de la electrónica, y una respuesta a la urgente necesidad
de elevar la calidad de vida del país. De esta forma involucrar toda la comunidad y
transformar la forma de “vida” de esta, genera un cambio y una perspectiva hacia
el mundo actual. Además de todo esto, la comunicación sería fundamental y una
de los factores más primordiales de esta monografía.
Es de ahí el surgimiento de esta monografía, para darle solución a este
problema que se mantiene en los jóvenes de la actualidad.
OBJETIVOS.
Objetivo general.
Introducir la temática de la electrónica basándose en la tecnología dentro de
la institución para que sea enseñada dentro de la asignatura de física, y
desarrollando un breve énfasis en circuitos.
Objetivos específicos.
1. Adquirir fundamentos y teoría sobre la electrónica por medio de una breve
explicación y una concisa investigación.
31Enseñanza de Electrónica en el LRAB
2. Trabajar con estudiantes sobre el nivel de tecnología que estos tengan
para llagar a la obtención de resultados.
3. Realizar una cartilla la cual además de enseñar, proporcione a los
estudiantes talleres prácticos para que estos mismos la realicen y
aumenten sus conocimientos.
METODO.
Diseño.
Esta investigación se fundamenta en el paradigma cualitativo y su marco
metodológico en la investigación-acción. Dicha selección obedece al hecho de que
las condiciones que se diagnosticaron para contestar a la pregunta de
investigación se consideran de un carácter social y cultural dentro de un aspecto
de enseñanza, es decir, referidas al conjunto de concepciones prácticas y
símbolos que se relacionan con la educación de ciencia y tecnología en la
institución y grado de escolaridad que es participante, adicionalmente se requiere
que la misma institución y población llegue a ser participante de la investigación y
de la misma forma pueda impactar los patrones de estudio para potencializarlos y
transformarlos. Se considera que la investigación-acción es el diseño más
adecuado para adelantar esta o estas acciones tendientes a contestar la pregunta
del trabajo.
Teniendo en cuenta lo anterior, se requiere de una especificación del diseño;
trabajándose con una población especifica y con unos instrumentos los cuales
proceder ayudaran a que la información obtenida. Posterior a esto se procederá a
llevar a cabo un procedimiento que la manejará un grupo de investigación y será la
que proporcionara todos los resultados que serán revisados y analizados.
Población.
Para la perfecta realización de este trabajo fue requerido una población
especifica la cual es la aportará la mayor parte de la información requerida. Esta
32Enseñanza de Electrónica en el LRAB
población son los mismos estudiantes del Liceo Rodrigo Arenas Betancourt, estas
personas son de los grados de educación media, en especial los estudiantes del
grado once, los cuales se encuentran entre las edades de 15 a 17 años. Esta
población es buena en el sentido de que están a punto de llegar a una vida de
formación profesional, por este motivo garantiza que el trabajo llegará a tener una
buena estructura en la teoría que este posea. El número total de estudiantes
encuestados está entre los 10 a 15 estiudiantes.
Instrumentos.
Al ser un trabajo de investigación, la monografía desarrolla una característica
que es el uso de instrumentos para la obtención de la información requerida. Para
esto fue realizado como instrumento la encuesta (ver anexo), el cual es un estudio
observacional, en el cual con la realización de preguntas podemos llegar a
encontrar y obtener la distinta información que se requiere. La encuesta al ser uno
de los métodos de investigación más fáciles de usar, es la mejor opción para el
estudio de este tipo de caso, la información es concreta y clara. El producto dejado
por este trabajo será una cartilla aportada a la institución y que sea usada por la
misma.
Procedimiento.
La manera como se trabajará esta monografía será tomando el instrumento
ya nombrado el cual es la encuesta y desde esto empezar a realizarla a la
población, para la posterior obtención de datos y ser analizados. Posterior a la
encuesta empezar la realización del producto el cual es una cartilla que tendrá la
principal tarea de ayudar a los estudiantes a la comprensión de temas
relacionados con la de esta monografía. Después de una investigación extendida
es posible demostrar los conocimientos adquiridos a través de un trabajo escrito
(el cual es este), aparte del producto dado, también se trabajaran varios tipos de
prácticas las cuales permitirán obtener nuevos resultados, para la posterior
exposición de las mismas.
33Enseñanza de Electrónica en el LRAB
RESULTADOS.
Los resultados presentados a continuación son datos obtenidos gracias a
una encuesta realizada en el grado once del Liceo Rodrigo Arenas Betancourt.
Esta encuesta evalúa los conocimientos que tienen los estudiantes de esta
institución. Esta encuesta mas que estar relacionada con la electrónica está
centralizado de toda la tecnología en general. La encuesta fue realizada a tan solo
una parte de la población nombrada. (de 10 a 15 personas de grado 11)
Estas primeras cinco preguntas fueron realizadas con solo dos posibles
repuestas, fueron realizadas a una fracción de la población total.
La comprensión y resultados de estas preguntas se verá en la siguiente
tabla.
Porcentaje respuesta A. Porcentaje respuesta B.
Pregunta 1 100% 0%
Pregunta 2 100% 0%
Pregunta 3 100% 0%
Pregunta 4 0% 100%
Pregunta 5 100% 0%
Pregunta 6 40% 60%
Tabla 1. Resultados preguntas cerradas.
Cada pregunta tiene una respuesta correcta (respuesta A.). estos resultados
arrojan que los estudiantes de grado once que fueron encuestados tienen en claro
34Enseñanza de Electrónica en el LRAB
algunos conocimientos del tema trabajado.
En cuanto a las preguntas realizadas de tipo abierta, los resultados serán
mostrados en las siguientes graficas.
Pregunta 7.
innovacion progreso
0.600000000000001
0.4
¿Defina con sus palabras que es tecnologia?
Grafica 1. Primer resultado
La grafica demuestra que los estudiantes encuestados relacionan a la
tecnología con nuevos cambios y creaciones del hombre.
Pregunta 8.
circuitos robotica variado funcionamientos
0.2 0.2
0.600000000000001
0.2
¿Que temas le gustaria aprender de tecnologia?
Grafica 2. Segundo resultado
35Enseñanza de Electrónica en el LRAB
El resultado arrojado es que la mayoría de los estudiantes no se enfocan en
una parte esencial de la tecnología y menos de la electrónica, se enfocan en
conocimientos generales.
Pregunta 9.
60%40%
¿Cual es el aparato tecnologico que mas utiliza?
celularcomputador
Grafica 3. Tercer resultado.
El resultado demuestra que los estudiantes de grado once están
familiarizados con el celular como un objeto tecnológico, aunque el computador
tiene gran cabida en la vida diaria de los estudiantes del grado once.
36Enseñanza de Electrónica en el LRAB
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
TIPPENS, D. (1992). Física 1. McGRAW-HILL INTERAMERICANA, S.A: Colombia, páginas 410.
Documento de internet: http://www.wordiq.com/definition/technology (11 de febrero de 2011)
Documento de internet: http://www.physics.about.com/od/physics101thebasics/f/whatisphysics.htm/ (12 de febrero de 2011)
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Documento de internet: http:// platea.pntic.mec.es/curso20/34_flash/html8/ (10 de abril de 2011)
AGUILAR, E. (2006). Construcción de un Modelo Institucional para la Educación en Ciencia y Tecnología, vol 38, No 2. Revista Colombiana de física: Colombia, página 664.
OLOBRI, J (2004). Basic Electronic Troubleshooting Thechniques. AEMC INSTRUMENTS: EEUU, páginas 50.
ROBERTS, L (2002) Basic Electronic Circuits. TECHNOLOGY CONCEPS: EEUU, páginas 15.
SIERRA, C. (1997) Fundamentos de Electricidad y Electronica Basica. A CÓDICE EDITORES: Bogotá, Colombia, Paginas 200.
37Enseñanza de Electrónica en el LRAB
ANEXOS.
LICEO RODRIGO ARENAS BETANCOURT.
NOMBRE:
FECHA:
Encuesta Grado Once.
1. ¿Qué opina usted sobre la enseñanza de la tecnología?
a. Es buena.b. Es mala.
2. ¿Cree que se debe enseñar tecnología en el colegio?
a. Sib. No
Por qué:
3. ¿En qué cree que puede influir la tecnología en su diario vivir?
4. ¿Cree que la tecnología sirve de base en una carrera profesional?
a. Sib. No.
5. Defina con sus palabras ¿qué es tecnología?
6. La palabra tecnología la asemeja a.
a. Físicab. Informática.
7. ¿Piensa que la tecnología se encuentra en todos los aparatos de la vida diaria?
a. Sib. No
8. ¿Qué temas le gustaría aprender de tecnología?
9. ¿Usted trabajaría en empleos asociados a la tecnología?
a. Sib. No
10. ¿Cuál es el aparato tecnológico que más utiliza?
38Enseñanza de Electrónica en el LRAB
CONCLUSIONES.
Tras una serie de prácticas aplicadas sobre los estudiantes de grado once
del Liceo Rodrigo Arenas Betancourt se lograron obtener una serie de resultados
los cuales demostraron de distintas formas la comprensión de las enseñanzas
dadas.
Los estudiantes de grado once, además experimentaron una serie de
trabajos manuales donde ponían a prueba los conocimientos de los mismos para
la creación de mecanismos que tuvieran gran cercanía con el tema propuesto en
este trabajo.
Las practicas fueron tratadas de manera directa, donde todos los
conocimientos fueran enseñados en clases corrientes y que fueran acorde con el
tema como la clases de fisca en horario adecuado. También fueron elaboradas por
medio de didácticas y por medio de laboratorios que sirvieran de apoyo y los
cuales facilitaran la tarea de aprendizaje en los estudiantes.
Frente a estos tipos de actividades los estudiantes demostraron una buena
comprensión de los temas y además presentaron ideas las cuales eran de ayuda
al tema. Por otra parte los estudiantes daban aportes a los temas tratados con
conclusiones que estos mismos presentaban, generando así debates que
ayudaban a la profundización de la temática planteada. Las actividades extra
clases formaban parte fundamental en este tipo de prácticas debido a que
facilitaban la comprensión por parte de los estudiantes, además daba la ayuda de
una profundización de temas, y genera mejores estrategias de trabajo. La
utilización de guías es de igual manera una de las estrategias utilizadas las cuales
permitían una evaluación hacia los estudiantes de los temas tratados,
considerando así la colaboración de los estudiantes y consiguiendo los resultados
que son esenciales en para este trabajo.
39Enseñanza de Electrónica en el LRAB
Dentro de las guías tratadas fueron integradas encuestas y preguntas con el
objetivo de obtener información acerca de los temas que los estudiantes quisieran
trabajar que estuvieran ligados con la idea principal del trabajo.
Resultados.
Tras la realización de actividades y de guias se concluyo que los estudiantes
de grado once del Liceo Rodrigo Arenas Betancourt, son estudiantes aptos para el
aprendizaje de “electrónica”.
Esta idea se puede demostar por medio de las actividades que los
estudiantes realizaron
Por otra parte los estudiantes demostaron, que están interesados por la
utilización de la electrónica en temas de la actualidad:
77%
20%
3%
Guia N° 1
medio ambientecreacion de nuevos aparatosmejoracion de aparatos
40Enseñanza de Electrónica en el LRAB