Mapa Conceptual Actividad Global
Circuitos eléctricos y sistemas computacionesles
Termodinámica aplicada a los sistemas computacionales
Ondas, acústica y software
Leyes
Acústica física
Frecuencia
Definición
Fundamentos de las ondas
Conceptos
Impedancia y reactancia
Ejemplo
Tipos de onda
Ejemplo
Escalas de temperatura
Electrónica analógica y digital
Gestin de sonido
Ejemplo
Ejemplo
Ejemplo
Ley de Ohm vs. Ley de Kirchhoff
Circuitos serie-paralelo
Ejemplo
Comunicaciones Inalámbricas
Las ondas electromagnéticas se propagan a través del aire y son capturadas por antenas receptoras en los dispositivos receptores. Estas ondas son luego convertidas de nuevo en señales eléctricas para su procesamiento.
Propagación y recepción
Los dispositivos transmisores convierten datos digitales en señales electromagnéticas mediante un proceso llamado modulación, combinando la señal de datos con una portadora de alta frecuencia.
Generación de señales
Las comunicaciones inalámbricas operan en diferentes bandas de frecuencia asignadas por las autoridades reguladoras. Esto asegura que tecnologías como Wi-Fi y redes móviles puedan coexistir sin interferencias, utilizando partes específicas del espectro electromagnético.
Espectro electromagnético y bandas de frecuencia
Las antenas juegan un papel clave al transmitir y recibir señales electromagnéticas. Dirigen la energía electromagnética en una dirección específica, lo que afecta la eficiencia y la calidad de la comunicación inalámbrica.
Importancia de las antenas
Análisis de Vibraciones
Se aplican técnicas de procesamiento de señales y análisis modal para comprender el comportamiento dinámico del sistema. La acústica es fundamental para evaluar cómo las vibraciones mecánicas se traducen en ondas de presión acústica y su impacto en el entorno.
Análisis de Vibraciones
Se utilizan sensores de vibración para medir la respuesta dinámica de estructuras y componentes. Estos datos se convierten en señales eléctricas y son procesados para su análisis.
Adquisición de Datos:
Se interpretan los resultados del análisis para evaluar problemas como resonancias no deseadas, vibraciones excesivas y fatiga estructural. La acústica juega un papel clave en la evaluación del impacto acústico en el entorno y en la salud auditiva.
Interpretación de Resultados
Se desarrollan modelos matemáticos y simulaciones numéricas para representar el sistema y predecir su respuesta ante diferentes condiciones. La acústica se integra en estos modelos para considerar la propagación del sonido en estructuras con cavidades o espacios huecos.
Modelado y Simulación
Gestión térmica de hardware
Los dispositivos electrónicos están equipados con sensores de temperatura que proporcionan datos en tiempo real al sistema operativo o firmware. Estos datos se utilizan para monitorear continuamente la temperatura de los componentes críticos.
Monitoreo constante de la temperatura
Los fabricantes diseñan hardware con componentes de refrigeración, como ventiladores y disipadores de calor, para disipar el calor generado por el funcionamiento de los dispositivos electrónicos.
Diseño de hardware con sistemas de refrigeración
Cuando la temperatura alcanza niveles críticos, el software interviene para aumentar la velocidad del ventilador y aumentar el flujo de aire, ayudando así a disipar el calor de manera más efectiva.
Control activo de la velocidad del ventilador
La intervención de la temperatura es crucial para prevenir daños permanentes en el hardware. Si la temperatura continúa aumentando y alcanza niveles críticos, el sistema puede tomar medidas de emergencia, como reducir la frecuencia de la CPU o apagar el dispositivo, para evitar daños catastróficos debido al sobrecalentamiento.
Prevención de daños por sobrecalentamiento
Diseño de sistemas de energía renovable
Utilizando los principios termodinámicos, se desarrollan modelos y se llevan a cabo simulaciones para entender el comportamiento de los sistemas de energía renovable en diferentes condiciones ambientales y de operación.
Modelado y Simulación
La termodinámica proporciona los principios físicos fundamentales que rigen la conversión de energía en sistemas de energía renovable, como la energía solar, eólica y geotérmica.
Fundamentos Termodinámicos
La gestión térmica, basada en los principios termodinámicos, es esencial para garantizar un funcionamiento óptimo y prolongar la vida útil de los componentes de los sistemas de energía renovable, contribuyendo así a su eficiencia y sostenibilidad a largo plazo.
Gestión Térmica y Eficiencia
La aplicación de la termodinámica en el diseño permite optimizar la eficiencia y la producción de energía de estos sistemas, determinando tamaños óptimos, disposiciones eficientes y estrategias de gestión térmica adecuadas.
Optimización del Diseño
Memoria RAM y ROM
La RAM almacena temporalmente datos y programas en ejecución. Los circuitos eléctricos permiten el acceso rápido a los datos almacenados en la RAM, enviando señales eléctricas para leer, escribir y refrescar la información.
Funcionamiento de la RAM
Tanto la memoria RAM como la ROM se crean utilizando chips de silicio y procesos especializados de fabricación de circuitos integrados. Estos chips contienen transistores, condensadores y otros componentes electrónicos que forman las células de memoria.
Creación y Tecnología
Los circuitos eléctricos son fundamentales en el funcionamiento de la memoria RAM y ROM. Permiten la manipulación y el acceso eficiente a los datos almacenados, garantizando un rendimiento óptimo del sistema computacional.
Importancia de los Circuitos
La ROM almacena datos permanentes y críticos del sistema, como el firmware de inicio. Los circuitos eléctricos de la ROM se utilizan para leer estos datos durante el arranque del sistema, proporcionando instrucciones fundamentales para iniciar la computadora.
Funcionamiento de la ROM
Comunicaciones digitales
La adaptación precisa de impedancia entre los componentes del sistema garantiza una transferencia eficiente de energía y reduce las pérdidas de señal.
Adaptación de impedancia
Se elige cuidadosamente la frecuencia de operación para optimizar la eficiencia de la transmisión y minimizar la interferencia en el canal de comunicación.
Selección de frecuencia de operación
Se ajustan dinámicamente los parámetros del sistema, como la modulación y la potencia de transmisión, utilizando retroalimentación del canal para mejorar continuamente la eficiencia de la comunicación.
Optimización del rendimiento
Se diseñan circuitos con reactancias adecuadas para minimizar distorsiones y pérdidas de señal, optimizando así el rendimiento del sistema.
Consideración de reactancias
Fundamentos de las ondas
Partes de una onda
Definición
Propagación
Es la propagación de energía (y no de masa) en el espacio debido a la perturbación de alguna de sus propiedades físicas, como son la densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético.
Las ondas suelen necesitar de un medio material para propagarse, aunque algunas lo pueden hacer perfectamente en el vacío (dependiendo de la naturaleza de la onda).
Tipos de onda
Según su periodicidad
Según el movimiento del medio
Según el medio en que se propagan
Según su dirección
Ondas mecánicas
Ondas unidimensionales
Ondas periódicas
Ondas longitudinales
Ondas no periódicas
Ondas transversales
Ondas electromagnéticas
Ondas bidimensionales
Ondas electromagéticas
Ondas gravitacionales
Ondas tridimensionales
Acústica física
Es la rama de la ciencia que se ocupa de los fenómenos sonoros perceptibles por el oído humano.
Principio de huygen
Fénomeno sonoro
Ondas
Longitud
Periodo
Velocidad
Disfracción
Escalas de la Temperatura
escala Kelvin
escala Fahrenheit
escala Rankine
Escala celsius
Es la medida usada comúnmente en Estados Unidos para la medición de temperatura termodinámica.
conocida como “escala centígrada”, es la más utilizada junto con la escala Fahrenheit.
Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa.
Es la medida que suele utilizarse en ciencia.
establece el “cero absoluto” como punto cero, lo que supone que el objeto no desprende calor alguno y equivale a -273,15 °C .
Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa. el punto de congelación del agua ocurre a los 32 °F y su punto de ebullición a los 212 °F.
En esta escala, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C y su punto de ebullición a 100 °C.
se define al medir los grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos o bajo cero.
Leyes de la Termodinámica
Ley CERO
Primera ley
Tercera ley
Segunda ley
Establece que
Establece que
Establece que
Establece que
“si dos sistemas termodinámicos que están en equilibrio térmico con un tercero, también están en equilibrio entre sí”
“La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se destruye, permanece constante”.
es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto (0 kelvin).
la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse.
Es decir, no existe la eficiencia del 100% de una máquina térmica.
puede formular también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico.
También conocida como ley de la conservación de la energía
También se extrae que no todos los procesos termodinámicos son reversibles.
Conceptos principales
Corriente eléctrica
Circuito eléctrico
Partes del circuito eléctrico
concepto
concepto
Eléctronica
Analógica
Digital
Señal
Sistema binario
Señal
Componentes
Tiene dos estados
Conversiones
Valores infinitos
Receptor
Generador
Conductor
Valores discretos (0 y 1)
Modificación continua en el tiempo
Leyes
Ley de Ohm
Ley de Kirchhoff
Se utiliza para analizar circuitos eléctricos más complejos que involucran múltiples elementos y mallas.
Relaciona la corriente eléctrica, la resistencia y el voltaje en un circuito eléctrico.
Consiste en dos leyes: la Ley de Corrientes y la Ley de Voltajes.
Representada por la fórmula V = I * R, donde V es el voltaje, I es la corriente y R es la resistencia.
La Ley de Corrientes establece que la suma algebraica de las corrientes en cualquier nodo en un circuito es igual a cero.
Describe la relación lineal entre el voltaje aplicado y la corriente que fluye a través de un conductor.
La Ley de Voltajes establece que la suma algebraica de las caídas de voltaje en una malla cerrada en un circuito es igual a cero.
Se aplica principalmente en circuitos simples y resistivos.
Es fundamental para resolver circuitos más complejos donde se encuentran múltiples corrientes y voltajes.
No tiene en cuenta la distribución de corriente en un circuito complejo.
Circuitos Eléctricos
En serie
En paralelo
Concepto
Características
Concepto
Características
Beneficios
Elementos necesarios
Desventaja
Ventaja
Frecuencia Eléctrica
Definición
Rangos
Terminología
Función
Importancia
Medición
Impedancia y Reactancia Eléctrica
Impedancia
Reactancia
Resistencia al paso de corriente alterna
Oposición al paso de corriente alterna
Ofrecida por inductores (bobinas) y condensadores
Representada por un número complejo: Z = R + jX
Parte real (R): resistencia eléctrica
Medida en Ohmios (Ω)
Parte imaginaria de la impedancia: X
Parte imaginaria (X): reactancias inductivas y capacitivas
Junto con resistencia eléctrica (R) determina la impedancia total (Z)
Elementos pueden tener resistiva, inductiva o capacitiva
Impedancia y Reactancia Eléctrica
Impedancia
Reactancia
Resistencia al paso de corriente alterna
Oposición al paso de corriente alterna
Ofrecida por inductores (bobinas) y condensadores
Representada por un número complejo: Z = R + jX
Parte real (R): resistencia eléctrica
Medida en Ohmios (Ω)
Parte imaginaria de la impedancia: X
Parte imaginaria (X): reactancias inductivas y capacitivas
Junto con resistencia eléctrica (R) determina la impedancia total (Z)
Elementos pueden tener resistiva, inductiva o capacitiva
Proyecto final - Mapa conceptual sobre las sesiones 7-12
Kimberly
Created on February 19, 2024
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Mapa Conceptual Actividad Global
Circuitos eléctricos y sistemas computacionesles
Termodinámica aplicada a los sistemas computacionales
Ondas, acústica y software
Leyes
Acústica física
Frecuencia
Definición
Fundamentos de las ondas
Conceptos
Impedancia y reactancia
Ejemplo
Tipos de onda
Ejemplo
Escalas de temperatura
Electrónica analógica y digital
Gestin de sonido
Ejemplo
Ejemplo
Ejemplo
Ley de Ohm vs. Ley de Kirchhoff
Circuitos serie-paralelo
Ejemplo
Comunicaciones Inalámbricas
Las ondas electromagnéticas se propagan a través del aire y son capturadas por antenas receptoras en los dispositivos receptores. Estas ondas son luego convertidas de nuevo en señales eléctricas para su procesamiento.
Propagación y recepción
Los dispositivos transmisores convierten datos digitales en señales electromagnéticas mediante un proceso llamado modulación, combinando la señal de datos con una portadora de alta frecuencia.
Generación de señales
Las comunicaciones inalámbricas operan en diferentes bandas de frecuencia asignadas por las autoridades reguladoras. Esto asegura que tecnologías como Wi-Fi y redes móviles puedan coexistir sin interferencias, utilizando partes específicas del espectro electromagnético.
Espectro electromagnético y bandas de frecuencia
Las antenas juegan un papel clave al transmitir y recibir señales electromagnéticas. Dirigen la energía electromagnética en una dirección específica, lo que afecta la eficiencia y la calidad de la comunicación inalámbrica.
Importancia de las antenas
Análisis de Vibraciones
Se aplican técnicas de procesamiento de señales y análisis modal para comprender el comportamiento dinámico del sistema. La acústica es fundamental para evaluar cómo las vibraciones mecánicas se traducen en ondas de presión acústica y su impacto en el entorno.
Análisis de Vibraciones
Se utilizan sensores de vibración para medir la respuesta dinámica de estructuras y componentes. Estos datos se convierten en señales eléctricas y son procesados para su análisis.
Adquisición de Datos:
Se interpretan los resultados del análisis para evaluar problemas como resonancias no deseadas, vibraciones excesivas y fatiga estructural. La acústica juega un papel clave en la evaluación del impacto acústico en el entorno y en la salud auditiva.
Interpretación de Resultados
Se desarrollan modelos matemáticos y simulaciones numéricas para representar el sistema y predecir su respuesta ante diferentes condiciones. La acústica se integra en estos modelos para considerar la propagación del sonido en estructuras con cavidades o espacios huecos.
Modelado y Simulación
Gestión térmica de hardware
Los dispositivos electrónicos están equipados con sensores de temperatura que proporcionan datos en tiempo real al sistema operativo o firmware. Estos datos se utilizan para monitorear continuamente la temperatura de los componentes críticos.
Monitoreo constante de la temperatura
Los fabricantes diseñan hardware con componentes de refrigeración, como ventiladores y disipadores de calor, para disipar el calor generado por el funcionamiento de los dispositivos electrónicos.
Diseño de hardware con sistemas de refrigeración
Cuando la temperatura alcanza niveles críticos, el software interviene para aumentar la velocidad del ventilador y aumentar el flujo de aire, ayudando así a disipar el calor de manera más efectiva.
Control activo de la velocidad del ventilador
La intervención de la temperatura es crucial para prevenir daños permanentes en el hardware. Si la temperatura continúa aumentando y alcanza niveles críticos, el sistema puede tomar medidas de emergencia, como reducir la frecuencia de la CPU o apagar el dispositivo, para evitar daños catastróficos debido al sobrecalentamiento.
Prevención de daños por sobrecalentamiento
Diseño de sistemas de energía renovable
Utilizando los principios termodinámicos, se desarrollan modelos y se llevan a cabo simulaciones para entender el comportamiento de los sistemas de energía renovable en diferentes condiciones ambientales y de operación.
Modelado y Simulación
La termodinámica proporciona los principios físicos fundamentales que rigen la conversión de energía en sistemas de energía renovable, como la energía solar, eólica y geotérmica.
Fundamentos Termodinámicos
La gestión térmica, basada en los principios termodinámicos, es esencial para garantizar un funcionamiento óptimo y prolongar la vida útil de los componentes de los sistemas de energía renovable, contribuyendo así a su eficiencia y sostenibilidad a largo plazo.
Gestión Térmica y Eficiencia
La aplicación de la termodinámica en el diseño permite optimizar la eficiencia y la producción de energía de estos sistemas, determinando tamaños óptimos, disposiciones eficientes y estrategias de gestión térmica adecuadas.
Optimización del Diseño
Memoria RAM y ROM
La RAM almacena temporalmente datos y programas en ejecución. Los circuitos eléctricos permiten el acceso rápido a los datos almacenados en la RAM, enviando señales eléctricas para leer, escribir y refrescar la información.
Funcionamiento de la RAM
Tanto la memoria RAM como la ROM se crean utilizando chips de silicio y procesos especializados de fabricación de circuitos integrados. Estos chips contienen transistores, condensadores y otros componentes electrónicos que forman las células de memoria.
Creación y Tecnología
Los circuitos eléctricos son fundamentales en el funcionamiento de la memoria RAM y ROM. Permiten la manipulación y el acceso eficiente a los datos almacenados, garantizando un rendimiento óptimo del sistema computacional.
Importancia de los Circuitos
La ROM almacena datos permanentes y críticos del sistema, como el firmware de inicio. Los circuitos eléctricos de la ROM se utilizan para leer estos datos durante el arranque del sistema, proporcionando instrucciones fundamentales para iniciar la computadora.
Funcionamiento de la ROM
Comunicaciones digitales
La adaptación precisa de impedancia entre los componentes del sistema garantiza una transferencia eficiente de energía y reduce las pérdidas de señal.
Adaptación de impedancia
Se elige cuidadosamente la frecuencia de operación para optimizar la eficiencia de la transmisión y minimizar la interferencia en el canal de comunicación.
Selección de frecuencia de operación
Se ajustan dinámicamente los parámetros del sistema, como la modulación y la potencia de transmisión, utilizando retroalimentación del canal para mejorar continuamente la eficiencia de la comunicación.
Optimización del rendimiento
Se diseñan circuitos con reactancias adecuadas para minimizar distorsiones y pérdidas de señal, optimizando así el rendimiento del sistema.
Consideración de reactancias
Fundamentos de las ondas
Partes de una onda
Definición
Propagación
Es la propagación de energía (y no de masa) en el espacio debido a la perturbación de alguna de sus propiedades físicas, como son la densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético.
Las ondas suelen necesitar de un medio material para propagarse, aunque algunas lo pueden hacer perfectamente en el vacío (dependiendo de la naturaleza de la onda).
Tipos de onda
Según su periodicidad
Según el movimiento del medio
Según el medio en que se propagan
Según su dirección
Ondas mecánicas
Ondas unidimensionales
Ondas periódicas
Ondas longitudinales
Ondas no periódicas
Ondas transversales
Ondas electromagnéticas
Ondas bidimensionales
Ondas electromagéticas
Ondas gravitacionales
Ondas tridimensionales
Acústica física
Es la rama de la ciencia que se ocupa de los fenómenos sonoros perceptibles por el oído humano.
Principio de huygen
Fénomeno sonoro
Ondas
Longitud
Periodo
Velocidad
Disfracción
Escalas de la Temperatura
escala Kelvin
escala Fahrenheit
escala Rankine
Escala celsius
Es la medida usada comúnmente en Estados Unidos para la medición de temperatura termodinámica.
conocida como “escala centígrada”, es la más utilizada junto con la escala Fahrenheit.
Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa.
Es la medida que suele utilizarse en ciencia.
establece el “cero absoluto” como punto cero, lo que supone que el objeto no desprende calor alguno y equivale a -273,15 °C .
Es la medida utilizada en la mayoría de los países de habla inglesa. el punto de congelación del agua ocurre a los 32 °F y su punto de ebullición a los 212 °F.
En esta escala, el punto de congelación del agua equivale a 0 °C y su punto de ebullición a 100 °C.
se define al medir los grados Fahrenheit sobre el cero absoluto, por lo que carece de valores negativos o bajo cero.
Leyes de la Termodinámica
Ley CERO
Primera ley
Tercera ley
Segunda ley
Establece que
Establece que
Establece que
Establece que
“si dos sistemas termodinámicos que están en equilibrio térmico con un tercero, también están en equilibrio entre sí”
“La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se destruye, permanece constante”.
es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto (0 kelvin).
la cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse.
Es decir, no existe la eficiencia del 100% de una máquina térmica.
puede formular también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico.
También conocida como ley de la conservación de la energía
También se extrae que no todos los procesos termodinámicos son reversibles.
Conceptos principales
Corriente eléctrica
Circuito eléctrico
Partes del circuito eléctrico
concepto
concepto
Eléctronica
Analógica
Digital
Señal
Sistema binario
Señal
Componentes
Tiene dos estados
Conversiones
Valores infinitos
Receptor
Generador
Conductor
Valores discretos (0 y 1)
Modificación continua en el tiempo
Leyes
Ley de Ohm
Ley de Kirchhoff
Se utiliza para analizar circuitos eléctricos más complejos que involucran múltiples elementos y mallas.
Relaciona la corriente eléctrica, la resistencia y el voltaje en un circuito eléctrico.
Consiste en dos leyes: la Ley de Corrientes y la Ley de Voltajes.
Representada por la fórmula V = I * R, donde V es el voltaje, I es la corriente y R es la resistencia.
La Ley de Corrientes establece que la suma algebraica de las corrientes en cualquier nodo en un circuito es igual a cero.
Describe la relación lineal entre el voltaje aplicado y la corriente que fluye a través de un conductor.
La Ley de Voltajes establece que la suma algebraica de las caídas de voltaje en una malla cerrada en un circuito es igual a cero.
Se aplica principalmente en circuitos simples y resistivos.
Es fundamental para resolver circuitos más complejos donde se encuentran múltiples corrientes y voltajes.
No tiene en cuenta la distribución de corriente en un circuito complejo.
Circuitos Eléctricos
En serie
En paralelo
Concepto
Características
Concepto
Características
Beneficios
Elementos necesarios
Desventaja
Ventaja
Frecuencia Eléctrica
Definición
Rangos
Terminología
Función
Importancia
Medición
Impedancia y Reactancia Eléctrica
Impedancia
Reactancia
Resistencia al paso de corriente alterna
Oposición al paso de corriente alterna
Ofrecida por inductores (bobinas) y condensadores
Representada por un número complejo: Z = R + jX
Parte real (R): resistencia eléctrica
Medida en Ohmios (Ω)
Parte imaginaria de la impedancia: X
Parte imaginaria (X): reactancias inductivas y capacitivas
Junto con resistencia eléctrica (R) determina la impedancia total (Z)
Elementos pueden tener resistiva, inductiva o capacitiva
Impedancia y Reactancia Eléctrica
Impedancia
Reactancia
Resistencia al paso de corriente alterna
Oposición al paso de corriente alterna
Ofrecida por inductores (bobinas) y condensadores
Representada por un número complejo: Z = R + jX
Parte real (R): resistencia eléctrica
Medida en Ohmios (Ω)
Parte imaginaria de la impedancia: X
Parte imaginaria (X): reactancias inductivas y capacitivas
Junto con resistencia eléctrica (R) determina la impedancia total (Z)
Elementos pueden tener resistiva, inductiva o capacitiva