Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

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Fundamentos de la comunicación


La comunicación es una parte esencial de nuestras vidas. Nos permite transmitir nuestros pensamientos, sentimientos e información de un lugar a otro. En el campo de la electrónica y los sistemas de comunicación, el concepto de comunicación se puede descomponer en algunos elementos fundamentales. Este artículo te guiará a través de esos fundamentos.

Definición de comunicación

La comunicación en los sistemas electrónicos y de comunicación es el proceso de transmitir información de un punto a otro. Este proceso involucra un transmisor que envía la información y un receptor que la colecta. El objetivo principal es asegurar que el mensaje enviado sea recibido correctamente.

Componentes del sistema circulatorio

El sistema de comunicación básico incluye los siguientes componentes:

  • Transmisor: El dispositivo que envía la información. Convierte la señal original en otra forma que pueda ser transmitida a distancia.
  • Medio de transmisión: El camino por el cual viaja la información. Esto puede ser cables, aire, cables de fibra óptica o cualquier otro medio por el cual puedan viajar señales.
  • Receptor: El dispositivo que recoge la señal transmitida y la convierte de regreso a su forma original.

Ejemplo visual: Modelo de comunicación

Transmisor Medio de transmisión Receptor

Tipos de señales en comunicación

En los sistemas de comunicación, las señales son los métodos por los cuales se codifica y se transmite la información. Hay dos tipos principales de señales:

  • Señales analógicas: Estas señales cambian continuamente a lo largo del tiempo y pueden tomar cualquier valor en cualquier rango. Ejemplos incluyen señales de voz y vídeo.
  • Señales digitales: Estas señales tienen niveles discretos, a menudo representados por valores binarios (0 y 1). Las señales digitales se utilizan en ordenadores y la mayoría de los sistemas de comunicación modernos.

Ejemplo visual: Señales analógicas vs. digitales

Señal Analógica Señal digital

Modulación

La modulación es un concepto importante en los sistemas de comunicación. Se refiere al proceso de cambiar las propiedades de la señal portadora, como la amplitud o la frecuencia, de acuerdo con la señal de información. La modulación nos permite transmitir datos a grandes distancias sin perder calidad.

Tipos de modulación

  • Modulación de amplitud (AM): En este tipo, la amplitud de la señal portadora cambia en proporción a la señal de información.
  • Modulación de frecuencia (FM): La frecuencia de la señal portadora cambia según la amplitud de la señal de información.
  • Modulación de fase (PM): La fase de la señal portadora se cambia dependiendo de la señal de información.

Ejemplo: Fórmula de modulación de amplitud

La señal modulada en amplitud se puede representar matemáticamente como:

S(t) = (A + m(t)) * cos(2πf c t)

Donde:

  • A es la amplitud de la señal portadora.
  • m(t) es la señal de mensaje.
  • f c es la frecuencia de la señal portadora.

Ancho de banda

El ancho de banda es el rango de frecuencias que un canal de comunicación puede manejar. Es necesario para determinar cuánta información se puede transmitir a través de un canal de comunicación. Cuanto mayor sea el ancho de banda, más datos se pueden transmitir.

Ejemplo visual: Ancho de banda

Baja Frequencia Alta frecuencia Ancho de banda

Ruido

El ruido es una interferencia no deseada que afecta a una señal de comunicación. Puede distorsionar la información que se está transmitiendo, dando lugar a errores. Al diseñar sistemas de comunicación, se realizan esfuerzos para minimizar el efecto del ruido.

Tipos de ruido

  • Ruido térmico: Producido por el movimiento aleatorio de los electrones en un conductor.
  • Ruido de intermodulación: Este ruido se produce cuando señales mezcladas producen nuevas frecuencias que interfieren con las señales originales.
  • Diafonía: Ocurre cuando una señal proveniente de una línea de comunicación interfiere con una señal proveniente de otra línea.

Capacidad del canal

La capacidad del canal es la tasa máxima a la que se pueden transmitir datos a través de un canal de comunicación sin errores. Está determinada por el ancho de banda y el nivel de ruido.

Ejemplo: Fórmula de capacidad de Shannon

La capacidad C de un canal se da por la fórmula de Shannon:

C = B * log 2 (1 + SNR)

Donde:

  • B es el ancho de banda del canal.
  • SNR es la relación señal-ruido.

Protocolo de comunicación

Los protocolos de comunicación son un conjunto de reglas que definen cómo se transmiten y reciben los datos. Estos protocolos aseguran que los dispositivos en la red puedan comunicarse correctamente.

Ejemplos de protocolos de comunicación

  • HTTP (Protocolo de Transferencia de Hipertexto): Utilizado para transferir páginas web por Internet.
  • FTP (Protocolo de Transferencia de Archivos): Utilizado para transferir archivos entre ordenadores en una red.
  • SMTP (Protocolo Simple de Transferencia de Correo): Utilizado para enviar correo electrónico.

Importancia de la codificación y decodificación

La codificación es el proceso de convertir información en una señal adecuada para la transmisión. La decodificación es el proceso opuesto; convierte la señal recibida de regreso a su forma original. Estos procesos aseguran que la información pueda ser enviada y recibida efectivamente.

Ejemplo de codificación: ASCII

Uno de los estándares de codificación más comunes es ASCII (Código Estándar Americano para el Intercambio de Información), que asigna un número único a cada letra. Por ejemplo, la letra 'A' está representada por el número 65.

Resumen

Los sistemas de comunicación son una parte fundamental de la tecnología moderna. Comprender los fundamentos como componentes, señales, modulación, ruido y codificación nos ayuda a entender cómo se envían y reciben datos de manera efectiva en los sistemas electrónicos. Estos conceptos no solo son teóricos sino también fundamentales, impulsando los avances tecnológicos y asegurando una comunicación fluida en nuestro mundo.


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