Introducción a la Ingeniería Electrónica: Desde Materiales hasta Computadoras Cuánticas

Definición de Ciencia y Tecnología

1. Definición de ciencia: Búsqueda sistemática del conocimiento a través de la observación y la experimentación del universo que nos rodea.

2. Definición de tecnología: Aplicación práctica en todos los niveles de este conocimiento.

Beneficios y Desventajas de la Tecnología

Beneficios:

  1. Mejora del estilo de vida
  2. Estudio de enfermedades
  3. Desarrollo de aparatos de “conocimiento”

Desventajas:

  1. Desinformación
  2. Robo de datos
  3. Sobreexplotación de recursos naturales

Materiales y sus Propiedades

4. Definición de materia prima: Materiales naturales de origen mineral, vegetal y animal.

5. Definición de material: Sustancia transformada por medio de procesos químicos o físicos que está disponible para fabricar productos tecnológicos.

6. Propiedades químicas de la materia:

  • Toxicidad
  • Inflamabilidad
  • Acidez

7. Propiedades físicas de la materia:

  • Color
  • Forma
  • Tamaño

8. Propiedades ecológicas de la materia:

  • Toxicidad
  • Renovabilidad
  • Biodegradabilidad
  • Reciclabilidad

9. Materiales de uso común: Vidrio, madera, cemento, aluminio, oro, algodón, lycra.

10. Materiales en investigación y nuevo desarrollo: (Se requiere información adicional para completar este punto).

Clasificación de los Materiales Sólidos

12. Materiales sólidos amorfos: Presentan una forma irregular y una distribución al azar de sus átomos. Ejemplos: vidrio, poliestireno.

14. Materiales sólidos cristalinos: Poseen un orden definido y característico en la disposición de sus átomos. Ejemplos: diamante, sal.

Características de Otros Estados de la Materia

15. Características de los materiales no sólidos (líquidos):

  • Conservan su volumen
  • Expansión limitada (no compresibles)
  • Fluidez
  • Viscosidad
  • Capilaridad
  • Tensión superficial

16. Características de los materiales gaseosos:

  • Ocupan todo el volumen proporcionado
  • Altamente compresibles
  • Difusión
  • Baja densidad
  • Efusión

Electrónica: Historia y Conceptos Básicos

1. Definición de electrónica: Estudio y aplicación de los comportamientos de los electrones en diversos escenarios.

Hitos Importantes en la Historia de la Electrónica

  • 1883: Thomas Alva Edison descubre la emisión termoiónica.
  • 1903: Se descubre el diodo.
  • 1912: Guillermo Marconi desarrolla la radio.
  • 1928: John Logie Baird desarrolla la televisión.
  • 1948: Se inventa el transistor.

7. Circuito integrado: Circuito electrónico muy pequeño de materiales semiconductores diseñado para conseguir una función electrónica específica.

8. Primer procesador integrado: Intel 4004 (microprocesador).

10. Año de creación del primer nanoprocesador: (Se requiere información adicional para completar este punto).

El Silicio como Semiconductor

13. Razones por las que el silicio es un material semiconductor:

  • Abundancia
  • Buena conductividad y resistencia
  • Buen comportamiento a temperatura ambiente

Aparatos Electrónicos y Clasificación de Computadoras

14. Ejemplos de aparatos electrónicos:

  1. Computadora
  2. Teléfono
  3. Televisión
  4. Reloj inteligente
  5. iPad

2. Software: Programas que hacen posible la ejecución de tareas específicas. Ejemplos: apps, navegadores web, programas de edición.

3. Hardware: Parte tangible del PC. Ejemplos: monitor, microprocesador, teclado, ratón.

Clasificación de las Computadoras

4. Por su capacidad de datos:

  • Analógicas: Aceptan datos sin codificarlos.
  • Digitales: Realizan cálculos y operaciones lógicas.
  • Híbridas: Combinan características de las analógicas y digitales (ejemplo: computadora portátil con pantalla táctil).

5. Por su tamaño:

  • Supercomputadoras
  • Macrocomputadoras
  • Computadoras personales
  • Computadoras portátiles
  • Computadoras de escritorio
  • Estaciones de trabajo (Workstations)
  • Tabletas
  • Smartphones
  • Netbooks
  • Relojes inteligentes

Evolución de las Computadoras

6. Factores que impulsan la evolución de las computadoras:

  • Competencia
  • Aumento de la demanda
  • Avances tecnológicos

7. Computadora cuántica en desarrollo en China: JiuZhong 3 (se requiere información adicional sobre el año previsto de finalización).

Componentes Electrónicos

12. Descripción de componentes electrónicos:

  • Resistencia: Dificulta el paso de la corriente eléctrica.
  • Transistor: Entrega una señal de salida amplificada, transforma la corriente continua en alterna, responde como interruptor digital en pequeños voltajes.
  • Diodo: Permite el flujo de corriente en una sola dirección. Se utiliza para convertir corriente alterna en continua, regular voltajes y como elemento de protección. Pueden ser electrolíticos o cerámicos.
  • Microcontroladores: Circuitos integrados programables en los que se graban instrucciones para ejecutar acciones de manera manual o automática.
  • Oscilador de cristal: Generan señales eléctricas de frecuencia precisa. Responden a pulsos eléctricos por las propiedades piezoeléctricas de sus materiales.
  • Fusible: Protege los aparatos de cortocircuitos interrumpiendo el flujo de corriente cuando la intensidad supera un valor determinado (efecto Joule).
  • Capacitor: Almacena energía eléctrica en forma de campo electrostático.
  • Bobina (Inductor): Almacena energía en forma de campo magnético. Esta energía puede ser transferida a las baterías de los aparatos electrónicos.

Generaciones de Computadoras

Generaciones de ComputadorasCaracterísticas
Primera GeneraciónTamaño de cuartos, uso de válvulas de vacío.
Segunda GeneraciónMás pequeñas, mayor rapidez, uso de transistores.
Tercera GeneraciónUso de circuitos integrados (chips), mayor velocidad, menor consumo de energía.
Cuarta GeneraciónComputadoras personales, CPU en un solo circuito integrado (microprocesadores).
Quinta GeneraciónAlmacenamiento de información digital en gigabytes, lenguajes de programación más potentes, uso de DVD.
Sexta GeneraciónChips con procesadores para llevar a cabo varias tareas simultáneamente, arquitectura vectorial, inteligencia artificial.

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