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Tema 1. El campo de la electrónica
Jairo Ruiz
Objetivo
• Identificar cual es el campo de acción de la
electrónica y su papel en el desarrollo
industrial
Contenido básico
• 1.1. Tecnología, Ingeniería, ciencia y
electrónica
• 1.2. Campos de aplicación: Agronica,
automatización (Industria: Robótica,
instrumentación, control),
Telecomunicaciones (teleinformática, las TICs,
las redes), otras (Domótica, mecatronica)
• 1.3. Elementos de currículo
Tecnología, Ingeniería, ciencia y
electrónica
• Un poco de historia
• Que es la electricidad y que es electrónica
• Técnica, tecnología, ciencia e ingeniería
Un poco de historia
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Tales de Mileto 600 AC (propiedades del ambar)
Gilbert pública “De Magnet” 1600
Boyle (Electricidad en el vacio) 1675
Von Guerick (generador eléctrico) 1672
Musschenbroek (Botella de Leyden) 1746
Franklin (Clases de carga-1752-, pararrayos 1752)
Priestley (primer libro de la historia de la
electricidad) 1767
• Galvani (Experimentos de conducción en ranas
1787)
• Volta (Pila) 1800
• Ampere (bases de la electrodinámica 1820)
• Prescott (Relación corriente y calor) 1841 y
Joulerelación entre corriente y energía
producida
• Maxwell (Leyes dela electrodinámica en
términos matemáticos 1855)
• Cable telegráfico 1860
• Graham Bell (teléfono) 1875
• 1881 primera central hidroeléctrica (Niagara)
• 1880-1900 se fundan diversas empresa de
telefonía, organizaciones de normalización, JJ
Tomson descubre el electrón y Marconi
interconecta con ondas de radio
• 1900 – Desarrollo de las telecomunicaciones, la
electrónica y la computación
• 1900-1940 Se usan los tubos al vacío como
rectificadores y amplificadores
• 1904. Fleming diseña e implementa el diodo
termoinico
• 1906 Forest diseña e implementa el tríodo
• 1912 Se constituye el Instituto de Ingeniería de
radio (IRE).
• 1915 Se establece servicio telefónico entre NY y
SF
• 1927 Se establece experimentalmente la T.V
• 1933 Armstrong demuestra la transmisión FM
• 1936 Esquema hidroeléctrico (Boulder)con
115000 Hp
• 1940 se formaliza la teoría básica del
semiconductor
• 1946 se presenta ENIAC (Computadora digital)
• 1948 Shockey, Bardeen, Bratain elaboran el transistor
(semiconductor)
• 1958 Transmisión de voz vía satélite y creación del
laser.
• 1959 Kilby y Noyce inventan el circuito integrado
• 1963 de AIEE y IRE nace el Instituto de Ingenieros
Eléctricos y Electrónicos
• 1980 primer cable de fibra óptica se instala en Chicago
• 1987 Se demuestra la superconductividad
• 1995 se establece Internet
• 1996- 2010 Se desarrollan variados dispositivos para
transmisión inalámbrica, nuevos FPGA´s, se amplia la
compresión de los DLP y los micro (nanotecnología)
Definiciones de electricidad
• “LA ELECTRICIDAD es el fenómeno físico que surge de la
existencia e interacción de cargas eléctricas”1
• “La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es
ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas
eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos
mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.”2
1. DORF, Richard. “Circuitos eléctricos”. Sexta edición. Alfaomega. Mexico.2006. P 2
2. WIKIPEDIA, LA ENCICLOPEDIA LIBRE. “Electricidad”. [Publicación digital]. Actualizada al 10 de
febrero del 2010. Disponible desde internet en
http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad#cite_note-larousse-0. con acceso el 10 de febrero
de 2010.
Definición de electrónica
• "El campo de la Ciencia y la Ingeniería que trata de
dispositivos electrónicos y de su utilización, entendiendo por
dispositivo electrónico aquel en el que tiene lugar la
conducción por electrones a través del vacío, de un gas o de
un medio semiconductor.“ (IRE, 1950)
• "La rama de la Ciencia y la Técnica que se ocupa, por un lado,
del funcionamiento de los electrones en el vacío, en presencia
de campos eléctricos y magnéticos y de las interacciones
electrón—materia y electrón—radiación, lo que constituye
básicamente el estudio de los dispositivos electrónicos. Por
otro lado, se ocupa del diseño de los dispositivos y sus
aplicaciones prácticas, basadas en los principios y dispositivos
anteriores.“(INSTITUTO DE MICROELECTRÓNICA APLICADA,
2000)
• "La ciencia que estudia dispositivos basados
en el movimiento de los electrones libres en el
vacío, gases o semiconductores, cuando dichos
electrones están sometidos a la acción de
campos electromagnéticos. Técnica que aplica
a la industria los conceptos de ésta ciencia.“
(Real Academia de la Lengua española)
Técnica
• concepto para denominar aquella actividad
que busca transformar la naturaleza pero que
esta asociada a otros modos de conocer
distintos a la ciencia: conocimiento ordinario,
pericias artesanales, además de componentes
estéticos, ideológicos y filosóficos (González
W, 2000, 8)
Tecnología
• El que-hacer de la tecnología (Tekhné-logos)
• Tekhné:
“un saber objetivo y sistematizado con categoría de
universal en cuanto, se apoya en el conocimiento de
causalidades, es decir, es explicativo y no meramente
descriptivo. Por tanto el técnico, se halla en condiciones
intelectuales de elaborar explicaciones, mientras que el
empírico solo describe sin apuntar al logos de esas
ejecuciones descritas….según la opinión de Aristóteles,
la tekhné, más que experiencia o empírea, es
conocimiento…El conocimiento puede ser enseñado, es
decir, puede ser llevado al plano de la pedagogía y la
didáctica” (Gallego R., 1998, pp 81-82)
Logos (sabiduría) - espíteme
• La espíteme, consiste en demostrar la interna
necesidad de aquello que no podía ser de otra
manera, porque se trata de un saber
apodíctico. Demostrativo quiere decir una
exhibición de lo que la cosa es en su estructura
interna, de su logos o constitución
fundamental”. Esa demostración, convierte a
la espíteme en un discurso. De ahí su gran
diferencia con la tekhne. (Gallego R., 1998, pp
85)
Logos (sabiduría) - espíteme
• La espíteme, consiste en demostrar la interna
necesidad de aquello que no podía ser de otra
manera, porque se trata de un saber
apodíctico. Demostrativo quiere decir una
exhibición de lo que la cosa es en su estructura
interna, de su logos o constitución
fundamental”. Esa demostración, convierte a
la espíteme en un discurso. De ahí su gran
diferencia con la tekhne. (Gallego R., 1998, pp
85)
Tecnología
• lo que marca la diferencia y que distingue hoy a la
tecnología moderna de todas las anteriores es su
cada vez más estrecha relación orgánica y
profunda con la ciencia. Al igual que la ciencia, la
tecnología moderna es una actividad altamente
organizada, planificada y sistemática que avanza
con gran velocidad –estamos en la sociedad de
los flujos- y que se propone objetivos elegidos
conscientemente, dejando cada vez menos
posibilidades al azar y a la empiria, aunque, como
se ha dicho, el azar jamás podría desaparecer de
la experiencia humana (Gómez, H; 2010)
Ingeniería
• En “sentido amplio, sus raíces pueden remontarse hasta el
nacimiento de la civilización misma y su progreso ha sido
paralelo al progreso de la humanidad. Nuestros
antepasados remotos intentaron controlar y utilizar los
materiales y las fuerzas naturales para el beneficio
general, tal como lo seguimos haciendo en la actualidad. Se
dedicaron a observar las leyes de la naturaleza, y
desarrollaron conocimientos de las matemáticas y la ciencia
que no eran compartidos por la gente común. Aplicaron
este conocimiento con discreción y buen juicio, logrando
así satisfacer necesidades sociales mediante la construcción
de puentes, caminos y edificios, medios de riego y de
control de corrientes de agua, mediante trabajo creativo”
(Wright, 1994:2)
Ingeniería
• “entre los años 1000 y 1200, en el que
aparece y se utiliza por primera vez el título de
ingeniero. Las palabras “ingenio” e
“ingenioso” provienen del latín ingenerare
que significa “crear”. De allí que la persona
que creaba o diseñaba maquinas de guerra
vino a ser conocida como el ingeniator o
ingeniero” (Becerra G., 2010, 47)
Ingeniería
• Entre el industrial, el simple obrero y el investigador
científico, apareció el ingeniero” (Mumford, 1971: 239240). Con la emergencia de esta figura profesional de la
sociedad moderna aparece la primera escuela para su
preparación académica. Fue la Ecole Polytechnique de
Paris, creada en 1794. Se buscaba que “los nuevos
ingenieros tenían que dominar todos los problemas
que supone el desarrollo de las nuevas máquinas y
obras, y la aplicación de las nuevas formas de energía;
la esfera de la profesión debe ser tan amplia en todas
sus ramas especializadas como la de Leonardo lo había
sido en su primitivo estado relativamente
indiferenciado” (Mumford, 1971; 240).
Ingeniería y ciencia
• Si bien es cierto que es el conocimiento
científico, en su sentido de aplicabilidad y
resolución de necesidades humanas y sociales, lo
que le da sustento y rigor al trabajo ingenieril, se
tiene que la ingeniera no es una ciencia, ella no
se puede construir por sí misma, pues recibe los
conocimientos con los que trabaja del exterior.
Su preocupación, entonces, no es el avance del
conocimiento científico, la búsqueda de leyes
y paradigmas, sino su aplicabilidad, su uso y
rentabilidad práctica. En ese sentido no
reflexiona su propio quehacer, sólo lo práctica.
Definición de Ingeniería
• La ingeniería es el conjunto de conocimientos
teóricos, de conocimientos empíricos y de prácticas,
que se aplican profesionalmente para disponer de las
fuerzas y los recursos naturales, y de los objetos, los
materiales y los sistemas hechos por el hombre para
diseñar, construir, operar equipos,
instalaciones,
bienes y servicios con fines económicos dentro de un
contexto social dado, y exigiendo un nivel de
capacitación científica y técnica ad hoc –
particularmente en física, ciencias naturales y
economía-,especial y notoriamente superior al del
común de los ciudadanos” (Valencia, 2004: 162).
Ciencia
• La Ciencia se entiende hoy como un modo de
conocimiento valido, una actividad compleja
y
ordenada. Es aquí en esta primera
aproximación en donde se declara que la
ciencia es fundamentalmente un Sistema
Complejo, que atiende a múltiples hechos y
objetos, de carácter heterogéneo y
simultaneo.
Ciencia
• Rama del saber humano constituida por el
conjunto de conocimientos objetivos y
verificables sobre una materia determinada que
son obtenidos mediante la observación y la
experimentación, la explicación de sus principios
y causas y la formulación y verificación de
hipótesis y se caracteriza, además, por la
utilización de una metodología adecuada para el
objeto de estudio y la sistematización de los
conocimientos (Ciencia médica)
Espísteme de la tecnología
CATEGORIA
EMPIRIA
TECNICA
TECNOLOGIA
Origen
Fuego
Cobre
Precisión y exactitud
MATERIA
Natural
No directamente
natural
Elementos químicos
HERRAMIENTA
Básicas (caza)
Extensión mano
(Artefactos)
Extensión del
cerebro
(Tecnofactos)
PROCESO
Representaciones
Representaciones de
representaciones
Manejo de
matemáticas básicas
Representaciones
de representaciones
Ciencias exactas,
modernidad (orden)
DISCURSO
De padres a hijos
Discurso con mínimo
de elaboración
(artefacto)
Hipótesis –
deducción
(Ecuaciones
diferenciales)