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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Electrónica y Comunicación


En el mundo de hoy, la electrónica y la comunicación forman la columna vertebral de muchas tecnologías que usamos todos los días. Desde teléfonos móviles hasta televisores, todo involucra los principios de electrónica y comunicación. A medida que profundizamos en la comprensión de los fundamentos de esta materia en Física de décimo grado, exploraremos los conceptos básicos, los componentes y sus aplicaciones en la sociedad.

Conceptos básicos de electrónica

La electrónica es una rama de la física y la ingeniería eléctrica que se ocupa del estudio y uso de dispositivos que controlan el flujo de electrones u otras partículas cargadas. Estos dispositivos están hechos de semiconductores como el silicio e involucran tanto corrientes eléctricas como campos magnéticos. Exploremos algunos conceptos clave:

Corriente, voltaje y resistencia

La corriente es la tasa a la que fluye la carga eléctrica a través de un conductor. Se mide en amperios (A). En términos simples, es el flujo de carga eléctrica.

El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos en un circuito. Proporciona la fuerza que impulsa la corriente a través de un conductor. El voltaje se mide en voltios (V).

La resistencia es la oposición al flujo de corriente en un conductor. Se mide en ohmios (Ω). La resistencia determina cuánta corriente fluirá cuando se aplica un voltaje. La ley de Ohm, un principio fundamental en la electrónica, define la relación entre estos elementos de la siguiente manera:

V = I × R

Donde V es el voltaje, I es la corriente y R es la resistencia.

Semiconductores

Los semiconductores son materiales que tienen conductividad eléctrica entre conductores y aislantes. El silicio es un material semiconductor comúnmente usado en la electrónica. Los semiconductores se utilizan para fabricar componentes como diodos y transistores.

Componentes de electrónica

Resistencias

Las resistencias son componentes que limitan el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Se utilizan para controlar los niveles de voltaje y corriente dentro de un circuito. Una representación simple de una resistencia puede ser la siguiente:

Condensador

Los condensadores almacenan y liberan energía eléctrica en los circuitos. Se utilizan en diversas aplicaciones, como filtrar el ruido de las fuentes de alimentación y sintonizar radios. Un condensador se representa por dos líneas paralelas, así:

Diodo

Los diodos permiten que la corriente fluya en una sola dirección. Esta propiedad se utiliza para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Un diodo puede representarse de la siguiente manera:

Transistor

Los transistores se utilizan para amplificar o conmutar señales electrónicas. Son los bloques de construcción de los dispositivos electrónicos modernos, desempeñando un papel vital en el funcionamiento de computadoras, teléfonos inteligentes y otros dispositivos. Una representación común es:

Conceptos básicos de comunicación

La comunicación implica la transferencia de información de un lugar a otro. En electrónica, se refiere a la transmisión y recepción de señales electrónicas a través de varios medios, como aire, cable y espacio. Los sistemas de comunicación son vitales para conectar el mundo.

Señales analógicas vs. digitales

Las señales pueden ser analógicas o digitales. Una señal analógica es continua y puede tomar cualquier valor dentro de un rango. Ejemplos incluyen el habla humana y la música. Las señales digitales, por otro lado, tienen niveles discretos. Este es el lenguaje de las computadoras. Aquí hay una comparación:

Señal analógica:

Señal digital:

Modulación

La modulación es el proceso de cambiar una señal portadora para que esa señal pueda usarse para transmitir información. Los diferentes tipos de modulación son los siguientes:

  • Modulación de amplitud (AM): Varía la amplitud de la onda portadora.
  • Modulación de frecuencia (FM): Cambia la frecuencia de la onda portadora.
  • Modulación de fase (PM): Cambia la fase de la onda portadora.

Sistemas de comunicación

Los sistemas de comunicación involucran la transmisión de información usando ondas electromagnéticas. Los componentes principales de un sistema de comunicación incluyen:

Transmisor

Un transmisor se encarga de convertir información en señales que pueden ser transmitidas. Una representación simple podría verse así:

Transmisor

Receptor

El receptor convierte la señal recibida de nuevo en información útil. Se puede representar como:

Receptor

Medio de transmisión

El medio de transmisión transporta la señal del transmisor al receptor. Puede ser aire, cable, fibra óptica, etc. Diferentes medios requieren diferentes consideraciones, como velocidad y atenuación.

Aplicaciones cotidianas

Veamos algunas de las aplicaciones de la electrónica y la comunicación en la vida cotidiana:

Televisión y radio

Los televisores y las radios son dispositivos que reciben señales de transmisores de radiodifusión. Mientras que las radios utilizan principalmente modulación de amplitud y frecuencia, las señales de televisión combinan varios tipos de modulación para transmitir contenido de audio y visual.

Teléfonos móviles

Los teléfonos móviles han transformado las comunicaciones al facilitar la comunicación inalámbrica. Utilizan componentes y sistemas electrónicos complejos, incluidos transistores, circuitos integrados y microprocesadores para el procesamiento de señales.

Internet y redes

Internet es una red de comunicaciones global que utiliza electrónica extensamente. Enrutadores, conmutadores y servidores son los componentes clave que permiten la transferencia de datos en todo el mundo. Las redes de área local (LAN) y las redes de área amplia (WAN) representan subredes más pequeñas dentro de Internet.

Conclusión

Comprender la electrónica y las comunicaciones requiere una comprensión de muchos conceptos en física e ingeniería. Estos conceptos son la esencia de muchas tecnologías modernas e influyen significativamente en nuestras interacciones con el mundo. Comprender estos fundamentos en Física de décimo grado proporciona una base sólida para la educación y la innovación futura en este campo en constante evolución.


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