Guía de orientación para la asignatura Materiales y Componentes del CPE en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA “Guía de orientación para la asignatura Materiales y Componentes del CPE en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica”. Autor: Yadier Sánchez Martin. Tutor: Ing. Migdalia Morera Valhuerdi.. Santa Clara 2017 “Año 59 de la Revolución”.

(2) Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica. TRABAJO DE DIPLOMA “Guía de orientación para la asignatura Materiales y Componentes del CPE en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica”. Autor: Yadier Sánchez Martin. E-mail: [email protected]. Tutor: Ing. Migdalia Morera Valhuerdi. E-mail: [email protected]. Santa Clara 2017 “Año 59 de la Revolución”.

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Tutor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) i. PENSAMIENTO. “Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: LA VOLUNTAD.” Albert Einstein..

(5) ii. DEDICATORIA. Nadie camina en esta vida sin haber pisado en falso, nadie recoge rosas sin sentir sus espinas. Vale más fracasar por intentar un triunfo, que dejar de triunfar por temor al fracaso. Hoy quiero dedicarle este trabajo a todas aquellas personas que estuvieron siempre presente conmigo sin importar lo dura que fueran las circunstancias, por darme el apoyo suficiente para no rendirme en este largo y duro camino, y decirme las palaras específicas y concretas para que supiera que podía contar con todos ellos. Hoy quiero darle las gracias porque sin ellos no lo hubiese podido lograr..

(6) iii. AGRADECIMIENTOS. A mi mama por permitirme gozar de su presencia, cariño y consejos. A mi papa por ser tan paciente y demostrarme que con esfuerzo todo se puede lograr. A mi hermano. A mi esposa. A mis tíos. A mis primos. A mis abuelos. A toda mi familia. A todos los profesores que me ayudaron durante mis estudios y en especial a mi tutora Migdalia por su gran apoyo. A mis amigos y compañeros de estudio por tantas noches de desvelo y porque me ayudaron mucho en momentos difíciles de la carrera. A todos muchas gracias..

(7) iv. TAREA TÉCNICA. Con el propósito de darle cumplimiento a los objetivos trazados en esta tesis, se tuvo en cuenta una serie de tareas técnicas para la confección del informe, ellas fueron: . Identificación de referentes de guías elaboradas por universidades con aplicación en la docencia.. . Caracterización de la asignatura Materiales y Componentes para conocer sus particularidades y utilizar su contenido en la guía de orientación.. . Elaboración de prácticas reales de circuitos electrónicos.. . Confección de la guía para la asignatura Materiales y Componentes.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(8) v. RESUMEN. Las guías de estudio forman parte del proceso de enseñanza-aprendizaje en todo el mundo, ya sean, manuales o los propios libros. En el presente trabajo aparecen los elementos a tener en cuenta en la creación de una guía de estudio, así como sus características y los pasos necesarios para la confección de la misma según criterios de algunos autores. Además, se caracteriza la asignatura de Materiales y Componentes para el Curso por Encuentro en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. También se selecciona el contenido para la realización de la guía de orientación y las unidades para la elaboración de las prácticas reales de los laboratorios de circuitos electrónicos. Finalmente, se elabora la estructura de la guía..

(9) vi. TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO .....................................................................................................................i DEDICATORIA .................................................................................................................... ii AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii TAREA TÉCNICA ................................................................................................................iv RESUMEN ............................................................................................................................. v INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 CAPÍTULO 1.. UTILIZACIÓN DE LAS GUÍAS DE ORIENTACIÓN EN LAS. UNIVERSIDADES DEL MUNDO........................................................................................ 5 1.1.. Definición de guías de orientación. .......................................................................... 5. 1.2.. Características de las guías de orientación. .............................................................. 8. 1.2.1. Funciones de las guías de orientación....................................................................... 8 1.2.2. Elementos claves de las guías de orientación. .......................................................... 8 1.2.3. Objetivo metodológico de las guías de orientación. ................................................. 9 1.2.4. Elaboración de las guías de orientación. ................................................................... 9 1.2.5. Método docente para la guía de orientación. ............................................................ 9 1.3. Aplicación de las guías. ............................................................................................. 11 1.4. Utilización de guías en universidades del mundo. ..................................................... 11 CAPÍTULO 2.. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y. COMPONENTES ................................................................................................................. 17.

(10) vii 2.1.. Datos generales de la asignatura. ........................................................................... 17. 2.2.. Objetivos de la asignatura Materiales y Componentes. ......................................... 18. 2.3.. Ubicación en el plan de estudio. ............................................................................ 18. 2.4.. Adecuación al perfil profesional. ........................................................................... 18. 2.5.. Relación con otras asignaturas. .............................................................................. 18. 2.6.. Plan de estudio. ...................................................................................................... 19. 2.7.. Contenidos del laboratorio. .................................................................................... 19. 2.8.. Características de los instrumentos y componentes. .............................................. 19. 2.8.1.. Multímetro analógico. ..................................................................................... 20. 2.8.2.. Multímetro digital. .......................................................................................... 20. 2.8.3.. Fuente de voltaje. ............................................................................................ 21. 2.8.4.. La breadboard. ................................................................................................ 22. 2.8.5.. EL osciloscopio digital. .................................................................................. 24. 2.8.6.. Generador de funciones digital. ...................................................................... 26. 2.8.7 El capacitor. ........................................................................................................ 27 2.8.8.. Resistencias. .................................................................................................... 28. 2.8.9.. El diodo. .......................................................................................................... 28. 2.8.10.. El transistor. ................................................................................................... 30. 2.8.11. Empalmes y derivaciones. .............................................................................. 30 CAPÍTULO 3.. CONFECCIÓN. DE. LA. GUÍA. PARA. LA. ASIGNATURA. MATERIALES Y COMPONENTES ................................................................................... 32 3.1. Estructura de la guía de orientación. .............................................................................. 32 3.2. Descripción General de las prácticas de laboratorios reales de la guía de orientación. 33 3.3. Conocimientos previos y habilidades. ........................................................................... 35 3.3.1. Instrumentos................................................................................................................ 35.

(11) viii 3.3.2. Componentes. ............................................................................................................. 35 3.3.3. Conceptos.................................................................................................................... 35 3.4. Guía desarrollada para la práctica del laboratorio. ........................................................ 35 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................... 47 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 49 ANEXOS .............................................................................................................................. 52.

(12) 1. INTRODUCCIÓN. Para apoyar el desarrollo de proyectos, tareas de investigación y el desarrollo de asignaturas en todo el mundo se utilizan materiales como guías, manuales u otros documentos de consulta. Estos pueden estar contenidos por un tema específico o integrado por varias materias relacionadas entre sí. Es una técnica de enseñanza que se sostiene generalmente en dos métodos pedagógicos. . El constructivismo: Se basa en la teoría del conocimiento constructivista. Postula la necesidad de entregar al alumno herramientas que le permitan crear sus propios procedimientos para resolver una situación problemática, lo cual implica que sus ideas se modifiquen y sigan aprendiendo. El constructivismo en el ámbito educativo propone un paradigma donde el proceso de enseñanza-aprendizaje se percibe y se lleva a cabo como proceso dinámico, participativo e interactivo del sujeto, de modo que el conocimiento sea una auténtica construcción operada por la persona que aprende. Es decir, a partir de los conocimientos previos de los educandos, el docente guía para que los estudiantes logren construir conocimientos nuevos y significativos, siendo ellos los actores principales de su propio aprendizaje. [1]. . La metodología activa: Consiste en una enseñanza más activa, que parte de los intereses del alumno y que sirve para la vida. Las metodologías para el aprendizaje activo se adaptan a un modelo de aprendizaje en el que el papel principal corresponde al estudiante, quien construye el conocimiento a partir de unas pautas, actividades o escenarios diseñados por el profesor. [2]. Una guía que sirva como material de orientación de una asignatura ofrece una gran ventaja porque muestra el camino al desarrollo teórico-práctico y favorece el proceso de enseñanza-.

(13) INTRODUCCIÓN. 2. aprendizaje de los estudiantes. Las guías suelen ser caracterizadas como objetos homogéneos, “coherentemente ordenados", con propósitos "comunicativos" indudables. Se suele afirmar también que sus autores y lectores cumplen "roles" estipulados, y presentan un "panorama general de la disciplina" en forma gradual. [3] Dicho de otro modo, y según estas perspectivas, estos materiales pretenden "hacer fácil lo difícil” y para ello sus autores alternarían "expresiones científicas" con "lenguaje de todos los días". Otros procedimientos que se mencionan como propios son las nominalizaciones, la voz pasiva, las definiciones, las ilustraciones, los elementos icónicos, ejemplos concretos y reformulaciones. Se supone que estas características allanan los textos, eliminan obstáculos y simplifican la lectura que realizan los estudiantes. [3] Este proyecto de investigación para la asignatura Materiales y Componentes (MC) del curso por encuentro (CPE) de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica (ITE) está dirigido a crear una guía de orientación para desarrollar habilidades en la realización de prácticas reales de circuitos electrónicos. En la Facultad de Ingeniería Eléctrica (FIE) de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, se han realizado guías con el objetivo de perfeccionar las actividades docentes en varias asignaturas. En el caso de MC se precisa de tácticas o estrategias para mejorar dicha asignatura pues cuenta con un número reducido de horas clase y los estudiantes no cuentan con el tiempo suficiente para realizar las actividades de la misma. Por las razones expuestas anteriormente se declara como situación problémica de este trabajo: La necesidad de organizar las tareas del laboratorio atendiendo a la poca cantidad de horas clases que reciben los estudiantes del CPE en la asignatura MC y que los mismos dispongan de una guía que mejore el desempeño y la comprensión de la asignatura. Esto lleva a plantear el siguiente problema científico: ¿Cómo realizar una guía para mejorar el desempeño de los estudiantes del CPE en la asignatura MC? La investigación tiene como objeto de estudio: Los materiales de orientación en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la asignatura de MC, por lo que se propone como objetivo general: Crear una guía de orientación para la asignatura de MC del CPE en la carrera de.

(14) INTRODUCCIÓN. 3. Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica que les facilite a los estudiantes su trabajo y desempeño en las prácticas de los laboratorios reales de dicha asignatura. La esencia de este trabajo lo constituye la confección de una guía para la asignatura MC en la cual se desarrollen medios de trabajo en las prácticas de los laboratorios reales. En el desarrollo de la investigación se da respuesta a las siguientes interrogantes científicas:  ¿Qué características deben tener las guías de orientación utilizadas para la asignatura MC en el CPE?  ¿Qué características poseen las prácticas de laboratorios reales?  ¿Qué características tiene la asignatura de MC?  ¿Cómo estructurar la guía para la asignatura de MC? Para darle cumplimiento al objetivo general, proponemos los siguientes objetivos específicos:  Identificar las guías y materiales utilizados en la asignatura MC del CPE para la confección de la guía.  Caracterizar las prácticas de los laboratorios reales y el tiempo a utilizar para la realización de las mismas.  Describir la asignatura MC.  Elaborar la guía de orientación para la asignatura MC. Esta investigación contribuye a mejorar el desempeño de los estudiantes en la asignatura MC mediante la confección de una guía de orientaciones a través de la realización de prácticas de laboratorio reales. También se pretende proporcionar una enseñanza orientada a la adquisición de conocimientos que permita al estudiante desenvolverse en la materia preparándose, así como mejor profesional. Con la realización de este trabajo se da solución a las dificultades presentadas por los estudiantes de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, se mejora la asignatura, se optimiza el tiempo de estudio y los resultados de investigación tienen aplicación teórico-práctica en la formación del estudiante..

(15) INTRODUCCIÓN. 4. La estructura de este trabajo cuenta con una introducción, un desarrollo que está formado por tres capítulos, conclusiones, recomendaciones, bibliografía y anexos. En el primer capítulo se muestran aspectos a tener en cuenta en la elaboración de una guía de orientación, se hace referencia a guías, manuales u otros materiales que se emplean en la docencia en universidades del mundo. Seguidamente en el capítulo dos se caracteriza la asignatura de Materiales y Componentes para el Curso por Encuentro en la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, así como la función de las prácticas de los laboratorios reales. En el último capítulo se confecciona la guía de orientación, se describe cómo quedara estructurada y se muestra uno de los ejemplos. Finalmente se presentan las conclusiones, recomendaciones y los anexos..

(16) 5. CAPÍTULO 1. UTILIZACIÓN DE LAS GUÍAS DE ORIENTACIÓN EN LAS UNIVERSIDADES DEL MUNDO. El presente capítulo contiene información que sirve de base a este trabajo, los elementos a tener en cuenta para la elaboración de una guía de orientación, así como sus características y los pasos para la confección de la misma. Además, se refiere a la aplicación de las guías en las universidades del mundo. 1.1. Definición de guías de orientación. ¿Qué es una Guía de Estudio? Es un medio comprensible que guía el aprendizaje en la modalidad semipresencial, es una vía fundamental de comunicación pedagógica entre los profesores principales y los estudiantes, que permite obviar en gran medida las dificultades de la cierta separación física profesor-alumno. Es un material de trabajo que será utilizado en el proceso de instrucción para objetivar el contenido de la enseñanza de la misma y vincular la teoría con la práctica. [4] ¿Qué es la orientación? La orientación es un proceso sistemático de ayuda, dirigida a personas en período formativo, de desempeño profesional y de tiempo libre, con la finalidad de desarrollar en ellas aquellas habilidades teórico-prácticas, mediante una intervención continuada y técnica, basada en los principios de prevención, desarrollo e intervención social, con la implicación de los agentes educativos y socio-profesionales. [5].

(17) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 6. DEL MUNDO. Desde el punto de vista sistémico, una definición completa del proceso de orientación debe contener los siguientes elementos: . La naturaleza de la orientación: ¿qué es?, un proceso que no escapa de la posibilidad de definirlo como una actividad, como técnica, pasando por considerarla una relación (que es la tendencia más frecuente), restando así importancia a otros aspectos de la orientación.. . La justificación del proceso: ¿por qué?, atiende a una situación que no es abordada por otros procesos dentro de la estructura social.. . El propósito: ¿para qué se orienta?, la intención y la justificación contribuirán a definir el objetivo, tanto de la sociedad como del individuo.. . El método: ¿cómo?, significa la manera de abordar el proceso de asesoría, según los procedimientos, técnicas e instrumentos utilizados para ofrecer orientación preventiva.. . El momento del proceso responde a la pregunta: ¿cuándo se orienta?, que se refiere a un proceso permanente, a lo largo de toda la vida.. Bajo una concepción más amplia de la orientación que incluye las áreas de atención y la integración de las mismas se considera que la ayuda al individuo se puede ofrecer en ocho áreas básicas vocacional, pedagógica, universitaria, profesional, económica, social, política, y cultural. [6] En la Tabla 1 se ofrece las definiciones, objetivos y funciones de orientación que abordan fundamentalmente la dimensión escolar. [6] Tabla 1 Definición de la orientación con énfasis en los aspectos escolares.. Definición. Objetivos. Funciones. Proceso educativo mediante el Promover el rendimiento -Asistencia cual se asiste al educando con el escolar. fin de que este pueda obtener el pleno. rendimiento. en. sus. al. educando. -Apoyo a los alumnos en. las. actividades.

(18) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 7. DEL MUNDO. actividades escolares, formular y. escolares.. realizar planes según aptitudes y sus intereses para alcanzar más armónicamente los fines últimos de una educación integral. Proceso. de. continuo. asesoramiento -Asesorar en la formación -Asesoramiento. donde. el. docente de hábitos de estudio.. promueve actividades de tipo preventivo dirigido a la formación de hábitos de estudio, atención y concentración. en. -Desarrollar. preventivo.. habilidades -Prevención. cognitivas básicas.. y. desarrollo.. clase,. aprovechamiento del tiempo y desarrollo. de. habilidades. cognitivas. Está dirigida a ofrecer ayuda y Promover el rendimiento Ayuda y atención atención al alumno para que académico. alcance. un. alto. rendimiento. académico y progrese en sus estudios. Proceso dirigido al desarrollo de -Formar hábitos, actitudes Formación y guía a los habilidades aprender actitudes,. y y. destrezas formar. para y valores.. hábitos,. valores. y. comportamientos positivos hacia. -Formar. sujetos. conductas. positivas frente al estudio.. el medio escolar y frente a las -Desarrollar habilidades y actividades de aprendizaje.. destrezas..

(19) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 8. DEL MUNDO. 1.2. Características de las guías de orientación. Un material de orientación está compuesto por un conjunto de elementos destinados a contribuir al desarrollo de tareas dentro de un ámbito específico en centros educativos. Es un proceso de ayuda y acompañamiento continúo, en todos sus aspectos, con objeto de mejorar el proceso educativo. Según las circunstancias, la orientación puede atender preferentemente a algunos aspectos en particular: educativos y vocacionales, pero lo que da identidad a la orientación es la integración de todos los aspectos en una unidad de acción coordinada. [7] 1.2.1. Funciones de las guías de orientación. . Función articuladora del sistema de medios de enseñanza: Contiene indicaciones sobre cómo abordar la bibliografía básica y los otros materiales de estudio, así como, sobre la forma de relacionar las distintas fuentes de información.. . Función orientadora del aprendizaje de los estudiantes: Desarrolla la capacidad de aprender, enseñar al alumno a pensar, a orientarse independientemente, despertar su creatividad y a desenvolverse en el aprendizaje colaborativo.. . Función estimuladora del proceso de aprendizaje: Suscita motivaciones que animen a emprender el esfuerzo y a renovarlo en cada etapa, permitir que en el educando se despierte el espíritu de búsqueda e indagación.. . Función de autoevaluación: Facilita el autocontrol del proceso por el estudiante posibilitando la retroalimentación y la autoevaluación. [8]. 1.2.2. Elementos claves de las guías de orientación. . Objetivos que debe alcanzar el estudiante: Claros y precisos.. . Actividades: Estrechamente relacionadas con los objetivos. Propician la participación activa y el trabajo independiente y se entremezclan con los conceptos y contenidos esenciales.. . Lenguaje: Claro, simple, directo, utilizando el diálogo en la exposición de los contenidos. [9].

(20) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 9. DEL MUNDO. 1.2.3. Objetivo metodológico de las guías de orientación. . El estudiante debe convertirse en el responsable de su propio aprendizaje, que desarrolle habilidades de búsqueda, selección, análisis y evaluación de la información, asumiendo un papel más activo en la construcción del conocimiento.. . Participe en actividades que le permitan intercambiar experiencias y opiniones con sus compañeros.. . Se comprometa en procesos de reflexión sobre lo que hace, cómo lo hace y qué resultados logra, proponiendo acciones concretas para su mejora.. . Tome contacto con su entorno para intervenir social y profesionalmente en él, a través de actividades como trabajar en proyectos, estudiar casos y proponer solución a problemas.. . Desarrolle la autonomía, el pensamiento crítico, actitudes colaborativas, destrezas profesionales y capacidad de autoevaluación. [10]. 1.2.4. Elaboración de las guías de orientación. Para la elaboración de una guía de orientación, es necesario tener en cuenta: . Una visión global del contenido a incluir.. . La prioridad que tendrá cada tema o materia.. . Las habilidades que se quieren desarrollar en el estudiante.. . El papel que tendrá el profesor en la utilización del material. [11]. 1.2.5. Método docente para la guía de orientación. El Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) es un método docente cimentado en el estudiante como protagonista de su propio aprendizaje. [12] Consiste en la presentación de situaciones reales o simuladas que requieren la aplicación del conocimiento, en las cuales el alumno debe analizar la situación y elegir o construir una o varias alternativas para su solución. [13] En este método, el aprendizaje de conocimientos tiene la misma importancia que la adquisición de habilidades y actitudes. El mismo consiste en que los estudiantes de manera.

(21) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 10. DEL MUNDO. autónoma, deben encontrar la respuesta a una pregunta o solución a un problema de forma que al conseguir resolverlo correctamente suponga que los estudiantes tuvieron que buscar, entender e integrar y aplicar los conceptos básicos del contenido del problema, así como los relacionados. Los estudiantes, de este modo, consiguen elaborar un diagnóstico de las necesidades de aprendizaje y construir el conocimiento de la materia. En sentido estricto, el ABP no requiere que se incluya la solución de la situación o problema presentado. Al inicio de una materia, el estudiante no tiene suficientes conocimientos y habilidades que le permitan, en forma efectiva, resolver el problema. El objetivo, es que el estudiante sea capaz de descubrir qué necesita conocer para avanzar en la resolución de la cuestión propuesta. Es importante aplicar esta estrategia ya que las competencias se adquieren en el proceso de solución de problemas y en este sentido, el alumno aprende a solucionarlos cuando se enfrenta a problemas de su vida cotidiana, a problemas vinculados con sus vivencias dentro del Colegio o con la profesión. Asimismo, el alumno se apropia de los conocimientos, habilidades y normas de comportamiento que les permiten la aplicación creativa a nuevas situaciones sociales, profesionales o de aprendizaje. [14] Se puede trabajar en forma individual o de grupos pequeños de alumnos que se reúnen a analizar y a resolver un problema seleccionado o diseñado especialmente para el logro de ciertos resultados de aprendizaje. [15] . Se debe presentar primero el problema, se identifican las necesidades de aprendizaje, se busca la información necesaria y finalmente se regresa al problema con una solución o se identifican problemas nuevos y se repite el ciclo.. . Los problemas deben estar diseñados para motivar la búsqueda independiente de la información a través de todos los medios disponibles para el alumno y además generar discusión o controversia en el grupo.. . El mismo diseño del problema debe estimular que los alumnos utilicen los aprendizajes previamente adquiridos.. . El diseño del problema debe comprometer el interés de los alumnos para examinar de manera profunda los conceptos y objetivos que se quieren aprender..

(22) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 11. DEL MUNDO. . El problema debe estar en relación con los objetivos del programa de estudio y con problemas o situaciones de la vida diaria para que los alumnos encuentren mayor sentido en el trabajo que realizan.. . Los problemas deben llevar a los alumnos a tomar decisiones o hacer juicios basados en hechos, información lógica y fundamentada, y obligarlos a justificar sus decisiones y razonamientos.. . Se debe centrar en el alumno y no en el Prestador de Servicios Profesionales (PSP).. La guía de orientación facilita, o fuerza, a la interdisciplinaridad y la integración de conocimiento, atravesando las barreras propias del conocimiento fragmentado en disciplinas y materia. [16] 1.3. Aplicación de las guías. En las universidades del mundo la utilización de guías como método para el proceso de enseñanza-aprendizaje es muy frecuente. Su importancia reside en que suele ser una técnica de gran ayuda para los profesores y que además proporciona al estudiante las habilidades necesarias para el entendimiento de la asignatura. Para un mejor desempeño se realizan materiales de orientación más sencillos como las guías y manuales universitarios ya que estos eliminan obstáculos y simplifican la lectura que realizan los estudiantes. [3] 1.4. Utilización de guías en universidades del mundo. Existen guías, manuales o materiales de orientación que son ampliamente utilizados en algunas universidades del mundo. Ejemplos de ello son:  En la Universidad de Harvard se creó el manual “The Art of Electronics” Figura 1. Este sirve de guía y auxilio a los usuarios. Provee notas explicativas adicionales, ejemplos resueltos, las soluciones para los ejercicios seleccionados y los ejercicios del laboratorio. Además, contiene ayudas como glosarios, asignaciones de lectura según los objetivos, hojas de datos y resúmenes. La guía o manual es un producto.

(23) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 12. DEL MUNDO. de los años de experiencia en la enseñanza de la Universidad de Harvard. Los autores proveen conceptos de temas, que los estudiantes consideran difíciles. [17]. Figura 1 El arte de la electrónica..  En la Universidad de Alcalá Figura 2 se creó una guía docente de la asignatura Laboratorio de Electrónica Analógica con el fin de ayudar a los estudiantes a mejorar su desempeño cognoscitivo en la asignatura donde el mismo se deberá preparar de manera libre y presentarse a un examen final. [18] . Práctica 1.- Diseño, montaje y simulación de un amplificador multi-etapa con transistores.. . Práctica 2.- Amplificador Operacional. Aplicaciones.. . Práctica 3.- Respuesta en frecuencia de amplificadores.. . Práctica 4.- Montaje de un oscilador en puente de Wien con limitación de ganancia.. . Práctica 5.- Sistema de adquisición de datos.. Figura 2 Universidad de Alcalá..  Desde años atrás la Universidad de Manizales Figura 3 ha estado en búsqueda de metodologías que permitan un aprendizaje eficaz en ingeniería en especial en el área experimental de las ciencias básicas y la electrónica por lo cual para darle solución creó una guía de Práctica de Laboratorio de Electrónica y Circuitos, con el objetivo de conocer y comprender las funciones que prestan los instrumentos de mediciones, así como los componentes electrónicos a utilizar en el montaje de circuitos eléctricos. [19].

(24) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 13. DEL MUNDO. Figura 3 Universidad de Manizales..  En la Universidad de Michoacana De San Nicolás de Hidalgo Figura 4 se creó una guía con la misión de contribuir al desarrollo de la sociedad, formando ingenieros de excelencia, creativos, críticos, emprendedores, con alto nivel académico, capaces diseñar, planear, controlar, administrar, innovar y aplicar sus conocimientos para la solución de problemas en las diversas áreas de la ingeniería eléctrica, electrónica o en computación. [20]. Figura 4 Universidad Michoacana De San Nicolás de Hidalgo..  En la Universidad Autónoma del Estado de México Figura 5 se creó un manual de prácticas que sirve de guía a todos los docentes en el programa de la unidad de aprendizaje de Electrónica Analógica. Este material ayuda al catedrático a fomentar en el alumno el uso sistemático de los procesos de inducción, deducción, análisis y síntesis, que permiten despertar el sentido de creatividad y el interés por la investigación científica, logrando desarrollar experiencias de aprendizaje que ayuden a comprender la relación entre la teoría y la práctica de los circuitos electrónicos analógicos, así como su interacción en diversas aplicaciones, en las que se habrá de enfrentar en su desarrollo profesional. Este manual o guía cuenta con siete prácticas de laboratorios las cuales son: [21] . Práctica I: Introducción al Laboratorio de Electrónica.. . Práctica II: Simulación y desarrollo de un rectificador de onda completa..

(25) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 14. DEL MUNDO. . Práctica III: Diseño de un regulador de voltaje mediante Zener.. . Práctica IV: Recortadores de voltajes mediante diodos.. . Práctica V: Calculo, simulación y medición de ganancias y parámetros de corriente-voltaje en C.D. de un transistor BJT.. . Práctica VI: Calculo, simulación y medición de ganancias y parámetros de corriente-voltaje en C.A. de mediana frecuencia de un transistor BJT.. . Práctica VII: Amplificador multi-etapa.. Figura 5 Universidad Autónoma del Estado de México..  En la Universidad del Cauca, Popayán Figura 6 se creó una guía de laboratorio de taller de electricidad y electrónica que afiancen. los conceptos fundamentales. relacionados con los procesos de medición y manejo de equipos de instrumentación, al tiempo que se inicia el trabajo con los elementos básicos de operación en el campo de la electricidad y la electrónica para finalmente utilizar algunos circuitos operacionales de propósito general, que permiten. iniciar la exploración en la. utilización de éstos en los diversos campos de aplicación, de tal forma que se logre una interrelación entre el aspecto teórico y el desenvolvimiento en el manejo práctico, para así conjugar la visión de todo un bagaje de conocimientos adquiridos previamente con la sana costumbre de la búsqueda, la investigación y la consulta, estructurando un desarrollo de destrezas y habilidades en el planteamiento, análisis y solución de problemas que permitan atacar con claridad metodológica las eventualidades que puedan presentarse en el desarrollo de este tipo de desarrollos. Se ha buscado que las prácticas sugeridas recojan la mayoría de los conceptos adquiridos con anterioridad, así como el incentivar la búsqueda de soluciones de ingeniería mediante la utilización de circuitos prácticos que ofrezcan también soluciones reales a requerimientos específicos. [22].

(26) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 15. DEL MUNDO. Figura 6 Universidad del Cauca, Popayán..  En la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Figura 7 realizan materiales de orientación con el objetivo de que los estudiantes desarrollen habilidades teóricoprácticas en el transcurso de la asignatura. Dentro de la facultad de Ingeniería Eléctrica existen materiales que sirven de guía de estudio de algunas asignaturas, éstos resumen contenidos y dan ejemplos resueltos que abarcan diferentes temas. Como parte de estos ejemplos están los trabajos de tesis de los propios estudiantes como: . La versión 2 del Manual para Prácticas de Laboratorio de las asignaturas de Electrónica Analógica, de Alain Martin Santín. Dicho manual quedó conformado en dos tomos que se complementan entre sí, el primero está dedicado a las actividades de laboratorios simulados y cuenta con treinta y tres prácticas. El segundo tomo posee veinte y dos prácticas y está orientado a las actividades en el laboratorio real. También se elaboraron 6 videos ilustrativos como apoyo a las prácticas de laboratorio. De esta forma quedó disponible un material docente que responde a las nuevas exigencias de la enseñanza en las asignaturas de Electrónica Analógica. [23]. . La propuesta de Guía de Estudio de la Electrónica Analógica III para el Curso por Encuentro, de Yimy García Mosquera. Este material que conforma la propuesta de guía de estudio contiene un documento guía, bibliografía, cuestionarios, folleto de ejercicios, ficheros de simulación y videos educativos. [24]. . El Manual de proyectos de la asignatura Metodología de la Investigación para el segundo año de la carrera de Telecomunicaciones y Electrónica de Amarys Pérez Reyes. Un material donde aparecen los elementos a tener en cuenta en la creación de un manual de proyectos, y los pasos para la elaboración de los mismos según criterios de algunos autores. [17].

(27) CAPÍTULO 1. UTILIZACION DE LAS GUIAS DE ORIENTACION EN LAS UNIVERSIDADES. 16. DEL MUNDO. Figura 7 Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas.. Como conclusiones de este capítulo podemos decir que la utilización de las guías de estudio y manuales de prácticas es de gran utilidad en el desarrollo de la enseñanza y aprendizaje de los estudiantes en todas las universidades de Cuba y el mundo..

(28) 17. CAPÍTULO 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. Materiales y Componentes es una asignatura integradora del tercer año del Curso por Encuentro de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica, y se imparte en el primer semestre del año. Los objetivos generales que en ella se persiguen son: dominar las características físicas y el principio de funcionamiento de los diferentes tipos de materiales y componentes electrónicos, así como desarrollar habilidades prácticas necesarias para un profesional egresado de la especialidad. [25] 2.1. Datos generales de la asignatura. Tabla 2 Datos generales de la asignatura.. Nombre de la asignatura. Materiales y Componentes. Centro. Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas. Tipo. Obligatorio. Periodo. Semestral. Curso. 2017-2018. Idioma. Español. Horas/clases total. 16 h/c. Horas/clases practicas. 16 h/c.

(29) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 18. 2.2. Objetivos de la asignatura Materiales y Componentes. El objetivo de esta asignatura es ayudar a los alumnos a interactuar con los componentes físicos en la realización de prácticas de laboratorios reales y relacionar la comprensión conceptual y las técnicas de resolución de problemas. Con este fin, se utilizan ejemplos y problemas de evaluación con los que se ilustran las técnicas de resolución de problemas y que da la oportunidad a los alumnos de practicar lo aprendido hasta ese momento. Además, proporciona a los estudiantes una base relativa a la práctica de la ingeniería y consigue la comprensión de conceptos e ideas basándose en lo anteriormente aprendido en la asignatura de circuitos eléctricos. [26] 2.3. Ubicación en el plan de estudio. La asignatura de Materiales y Componentes se estudia en el primer semestre del tercer año del CPE de la carrera en Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. 2.4. Adecuación al perfil profesional. Resulta complicado en un curso de Materiales y Componentes presentar a los alumnos experiencias de ingeniería del mundo real. Por este motivo se ha realizado un gran esfuerzo para desarrollar problemas y ejercicios, así como un grupo de prácticas de laboratorios, que utilicen valores reales como en la vida cotidiana. Para ello se ha incluido un número de problemas de aplicación y ejercicios de evaluación con la finalidad de crear el máximo de interés por parte de los alumnos hacia la ingeniería. Estos problemas requieren el tipo de conocimiento que se espera del futuro ingeniero a la hora de afrontar problemas reales. 2.5. Relación con otras asignaturas. Esta asignatura tiene estrechos vínculos con Circuitos Eléctricos y Electrónica Analógica I. Para aquellos alumnos que tienen que simultanear los estudios con el trabajo, el seguimiento del aprendizaje se podrá complementar mediante las tutorías..

(30) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 19. 2.6. Plan de estudio. La. asignatura. consta. de. tres. temas,. los. que. se. desarrollan. en. el. laboratorio real. Estos son: Tema I: “Instrumentos Electrónicos”. Tiene como objetivos realizar mediciones y conocer las características generales de los instrumentos de laboratorio, dominar las normas para la operación de los instrumentos del laboratorio de manera segura e interpretar los símbolos que se utilizan en los instrumentos para describir sus características. Tema II: “Componentes Electrónicos”. Tiene como objetivos identificar componentes aplicando diferentes normas y códigos, y realizar el montaje y medición de parámetros característicos de circuitos sencillos, desarrollados a partir de la identificación, selección y aplicación de componentes pasivos de uso general. Tema III: “Labores manuales primarias”; con el objetivo de realizar labores manuales primarias: empalmes, derivaciones y soldaduras. [25] 2.7. Contenidos del laboratorio. 1. Instrumentos del laboratorio. 2. Resistores. 3. Montaje de circuitos con resistores y utilización de equipamientos. 4. Capacitores. 5. Diodos y transistores. 6. Empalmes y derivaciones. 2.8. Características de los instrumentos y componentes. En la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, los estudiantes cuentan, para realizar las prácticas reales, con un módulo de instrumentos, en el cual se incluyen fuentes de alimentación UNI-T UTP3702, multímetros digitales RIGOL DM3058E, multímetros analógicos 4317, osciloscopios digitales RIGOL DS1052E, generadores de funciones digitales XJ1631 y breadboard (tableros de conexiones) DAC-457000. También cuentan con varias series de componentes como.

(31) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 20. resistencias, capacitores, transistores, diodos, etc. A continuación, se presentan las principales características técnicas de cada uno de los instrumentos y componentes: 2.8.1. Multímetro analógico. Así como existen instrumentos para medir el peso, la longitud, el volumen, la temperatura y otros parámetros asociados con los cuerpos también hay instrumentos de medición necesarios en el taller de electrónica que sirven para obtener medidas específicas de corriente eléctrica, voltajes, resistencias, frecuencias, etc. El instrumento mostrado en la Figura 8. es de mucha utilidad ya que cuenta con varias funciones y se puede utilizar para. medir resistencias con el óhmetro; corrientes eléctricas con el amperímetro y voltajes con el voltímetro. [27]. Figura 8 Multímetro analógico.. Con relación a los multímetros electrónicos estos tienen como ventaja fundamental sobre los no electrónicos, que poseen una mayor resistencia interna y esta es además independiente del campo de medida seleccionado. Esto reduce el efecto de carga de los voltímetros y además hace que la sensibilidad sea mayor. 2.8.2. Multímetro digital. El instrumento mostrado en la Figura 9 se denomina multímetro por su capacidad de medir una gran variedad de magnitudes eléctricas, entre las más comunes están las medidas de voltaje y corriente, tanto alternas como continuas, medida de resistencia, capacitancia, frecuencia y conductividad..

(32) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 21. Figura 9 Multímetro digital.. El multímetro DM3058E da una capacidad confiable de medición efectiva, midiendo DCV, ACV, DCI, ACI, resistencias, diodos, frecuencia, temperatura, etc. Estos se diseñan para un uso simple y eficiente de un puesto de trabajo. Incluye las opciones de software para la programación remota de casi cualquier interface. El DM3058E es una gran herramienta de puesto de trabajo para las medidas básicas a pesar de su aplicación o necesidad. [28]  Algunas de sus características: . Muestras por el gatillo: De 1 a 2,000.. . Demora del gatillo: De 8ms a 2000ms.. . Nivel de entrada: TTL compatible (alto nivel de entrada cuando el gatillo está abierto). . Condición de gatillo: Ascenso selecto/Filos de caída.. . Impedancia de entrada: Mayor de 20kΩ en paralelo con 400 pF, DC-acoplado.. . Anchura de impulso mínimo: 500μs.. . Nivel eléctrico: TTL compensado (entrada mayor o igual a 1kΩ).. . Polaridad de salida: Positivo, negativo (selecto).. . Impedancia de salida: 200Ω (típico).. 2.8.3.. Fuente de voltaje.. Ejemplos de fuentes de voltaje continuo son las pilas y baterías que almacenan energía por medio de fenómenos químicos. Otro tipo de fuente de voltaje continua es aquella capaz de tomar energía de la red eléctrica y convertirla. La fuente que aparece en la Figura 10 es un ejemplo. [29].

(33) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 22. Figura 10 Fuente de voltaje.. Una de las características de esta fuente de voltaje es su capacidad para suministrar voltajes tanto positivos como negativos mediante la manipulación de una lámina metálica.  Algunas de sus propiedades son: . Voltaje de salida: De (0-32V).. . Corriente de salida: De (0-3A).. . Ruido y murmullo: CV menor e igual que (1mVrms), CC menor e igual que (1mArms).. . Regulación: CV (20 mV) valor típico, CC (50 mV) valor típico.. . Método de indicación: Pantalla digital, y muestran los valores de corriente y voltaje.. . Características: Conversión automática de voltaje y corriente y limita la corriente por protección.. . Dimensiones: (600x380x245mm).. . Peso: 9,5 Kg.. 2.8.4.. La breadboard.. También llamado tablero electrónico, es una herramienta de simulación real de circuitos electrónicos. Permite desde un punto de vista práctico, ensamblarlos, comprobar su correcto funcionamiento y realizar modificaciones en él sin serias complicaciones de soldadura. A continuación, se muestra un ejemplo en la Figura 11..

(34) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 23. Figura 11 Breadboard.. Como lo muestra la Figura 12, está compuesto por dos tipos de módulos, el tipo1 utilizado principalmente para suministrar la energía al circuito y tener la capacidad de distribuirla, y el tipo 2 utilizado para ubicar los componentes electrónicos. Cualquiera que sea el tipo de módulo pueden ser unidos en la cantidad requerida para ampliar el tamaño de la breadboard.. Figura 12 Módulos de la Breadboard..  Algunas de las características de la breadboard: . Suministro de energía DC:.  Salida de DC estable: (+5V, 1AMP), (-5V, 300m, 1AMP).  Salida variable de DC: (0V a +15V, 1AMP), (0V a -15V, 1AMP). . Potenciómetros:.  Resistencia variable VR1=1K..

(35) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 24.  Resistencia variable VR2=100K. . Generador de función:.  Rango de frecuencia: Hz ~ 10Hz, 10Hz ~ 100HZ, 100HZ ~ 1 KHz, 1 kHz ~ 10KHZ, 10KHz ~ 100KHz. . Amplitud:.  Salida de onda sinusoidal: 0 a 8Vpp variable.  Salida de onda de triangular: 0 a 6Vpp variable.  Salida de onda cuadrada: 0 a 8Vpp variable.  Modo de salida TTL: 5Vpp. . Altavoz:.  Diámetro de (2-112) pulgadas, 8 Ohm/0.25 W usado para la carga. . Dimensiones:.  250 x 95 x 325 mm (W x H x D). . Peso:.  (4.3kg). . Accesorios estándar:.  Cordón de poder.  Pin: 6 pcs.  Breadboard, 2820 puntos de lazo. 2.8.5.. EL osciloscopio digital.. Cuando en un circuito la medida de voltaje está cambiando tan rápidamente que un multímetro no es capaz de detectarlo, se necesita un medidor que pueda proporcionar información más detallada de los cambios de voltaje, EL OSCILOSCOPIO. Figura 13. [30].

(36) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 25. Figura 13 El osciloscopio.. Un osciloscopio normal está compuesto de dos canales lo que permite tomar dos medidas de voltaje al mismo tiempo. El elemento utilizado para medir se denomina sonda o punta de osciloscopio. La punta y el osciloscopio están diseñados para trabajar a una frecuencia límite. En nuestro caso esta frecuencia es de 20 MHz La entrada de voltaje cuando es superior a 20Vpp debe atenuarse desde la punta a 10, 20 o 50 veces menos de su valor original. RIGOL Serie DS1000D/E son osciloscopios con almacenamiento digital que ofrecen una excepcional visión y medida de las formas de onda en un equipo compacto y ligero. Estas series son ideales para realizar pruebas de producción, mantenimiento, diseño y desarrollo y todas las demás aplicaciones que necesiten pruebas, medidas y reparaciones de circuitos analógicos/digitales, así como en la educación y entretenimiento.  Algunas de sus características son: . Tiene 16 canales digitales opcionales (osciloscopio con analizador lógico), cada canal puede encenderse/apagarse independientemente, o en grupos de 8 bits.. . Pantalla TFT LCD mono/color con resolución de 320*234.. . Proporciona almacenamiento e impresión mediante USB, el firmware es actualizable a través de la conexión USB.. . Intensidad ajustable de la forma de onda, para una visualización más efectiva.. . Configuración automática mediante una pulsación para mayor facilidad de uso..

(37) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 26. . Salva 10 formas de ondas, 10 configuraciones, soporta formatos CSV y bitmap.. . Función de scan retardado, para facilitar la atenuación a los detalles y visualización de una forma de onda.. . Cuenta con 20 mediciones automáticas.. . Medidas automáticas de seguimientos de los cursores.. . Grabación de formas de onda, grabación y reproducción dinámica de formas de onda.. . Rápida calibración de offset seleccionable por el usuario.. . Función FFT incluida, contador de frecuencia.. . Filtros digitales, incluye FPB, FPA, FPR.. . Funciones matemáticas de suma, resta y multiplicación.. . Tipos de disparo avanzados: flanco, video, ancho de pulso, pendiente, alternativo, patrón y duración (osciloscopio con analizador lógico).. 2.8.6.. Generador de funciones digital.. El generador de funciones XJ1631 a la salida entrega diferentes señales (sinusoidales, cuadradas, y triangulares), con frecuencias que varían en un amplio rango. El generador que se muestra en la Figura 14 es un ejemplo. [31]. Figura 14 Generador de Funciones digital..  Algunas de sus características: . Frecuencia de salida: (0.1 Hz-10MHz).. . Impedancia de salida: 50 Ω.. . Amplitud de la señal de salida: 10 Vpp (carga de 50 Ω), 20 Vpp (carga de 1 MΩ).. . Atenuación de la señal de salida: 0dB, 20dB, 40dB..

(38) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 27. . Consumo de potencia: menor o igual a 30VA.. . Fuente de Alimentación: 110V, 60Hz.. . Este instrumento tiene las siguientes dimensiones: 220 x 80 x 240mm y presenta como peso 2kg.. 2.8.7 El capacitor. También llamado condensador, el capacitor es un componente electrónico que puede almacenar energía en forma de carga. Está formado por dos materiales conductores separados por un material dieléctrico (no conductor de electricidad) como lo muestra la Figura 15.. [32]. Figura 15 El capacitor.. Existen en el mercado diferentes tipos de condensadores dependiendo de la polarización y el material utilizado para elaborarlos, así es posible encontrar capacitores polarizados electrolíticos, no polarizados de poliéster, de tantalio, y cerámicos, además de capacitores variables como se muestra en la Figura 16.. Figura 16 Tipos de condensadores..

(39) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 2.8.8.. 28. Resistencias.. Una resistencia eléctrica es un elemento que se opone al paso de una corriente a través de ella. Se dice que es un componente de tipo pasivo porque no genera ningún tipo de corriente o voltaje por sí sola. Existen en el mercado una gran cantidad de resistencias eléctricas para circuitos electrónicos. En la Figura 17 se pueden observar las más comunes. [32]. Figura 17 Resistencias.. Las resistencias de carbón tienen un valor fijo indicado por los colores. Para entender como leerlo se presenta a continuación un ejemplo Figura 18 con la tabla del código de colores.. Figura 18 Resistencia de carbón.. 2.8.9.. El diodo.. El diodo es un componente electrónico que permite la circulación de la corriente eléctrica en un solo sentido. Consta de la unión de dos materiales semiconductores, Uno tipo P (ánodo), caracterizado por ausencia de electrones de enlace (o huecos) en su orbital de valencia y el tipo N (cátodo) con presencia extra de electrones. Un diodo ideal permite la.

(40) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 29. circulación de corriente en forma directa cuando se polariza el terminal P directamente al positivo de la fuente, y el N al negativo. Los elementos más utilizados para su elaboración son el silicio Si y el germanio Ge y realmente es necesario que la diferencia de potencial supere los 0.7V en diodos de Si y 0.4V en los de Ge para que exista conducción. A continuación, se muestra en la Figura 19 un ejemplo. [33]. Figura 19 El diodo.. Diodos de diferentes materiales semiconductores dopados con impurezas (elementos diferentes) permiten generar diversas aplicaciones. El diodo Zener, por ejemplo, es utilizado de forma inversa para conseguir voltajes de salida constantes, El diodo Gunn, construido de elementos como Galio y Arsénico, permite obtener osciladores de alta frecuencia ideales en transmisión en microondas. En el diodo LED y el láser la caída de voltaje en la interfaz PN libera luz de frecuencias visibles y no visibles que son utilizados para generar imágenes, leer CDs, enviar señales de control remoto, entre otras aplicaciones. Si la luz incide desde afuera a la juntura se presentan alteraciones en la conducción, a este tipo de diodos se las denomina fotodiodos, ideales como sensores de luz, celdas solares y comunicaciones ópticas. En todos los diodos el terminal N se diferencia porque está marcado con una banda o porque es más corto. Desde el punto de vista del diseño la fecha que lo identifica siempre está orientada en la dirección PN..

(41) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 2.8.10.. 30. El transistor.. Es un dispositivo fabricado con tres materiales semiconductores ordenados de forma PNP o NPN, a los que se le denominan emisor, base y colector. El material tipo N presenta un proceso de dopado que le permite aumentar el número de átomos portadores de carga negativas o electrones, mientras que el tipo P, de portadores de cargas positivas o huecos (ausencia de electrones). El elemento intermedio funciona como un activador permitiendo la circulación de corriente desde el emisor al colector. A continuación, en la Figura 20, se muestran diferentes tipos de transistores. [34]. Figura 20 Transistores.. Si la corriente en la base es muy elevada o nula el transistor funciona como un conmutador, pero si logra mantenerse en valores intermedios el resultado es un efecto amplificador de la corriente de base. Todos los sensores analógicos de temperatura, señales de telecomunicaciones, de sonido (micrófono), etc. necesitan de esta etapa preamplificadora. El efecto puede obtenerse siempre que las condiciones de diseño sean ajustadas, es decir una serie de valores adecuados de resistencias y condensadores que regulen las corrientes que circulan por el transistor. 2.8.11. Empalmes y derivaciones. ¿Qué son los Empalmes y derivaciones? Un empalme o amarre electrónico es la unión de dos o más cables de una instalación electrónica dentro de un aparato o equipo electrónico. [35].

(42) CAPÍTULO 2. DESCRIPCION GENERAL DE LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 31. Figura 21 Empalmes y derivaciones.. En la Figura 21 anterior se muestran algunos de los empalmes y derivaciones que se imparten en la asignatura de Materiales y Componentes. Como conclusiones del capítulo podemos decir que es de vital importancia el conocimiento previo por parte de los alumnos de las principales características de los instrumentos, así como identificar los diferentes componentes a utilizar en el montaje de los circuitos..

(43) 32. CAPÍTULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUÍA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. Durante el desarrollo del capítulo se da a conocer la estructura de la guía de orientación de la asignatura Materiales y Componentes para los estudiantes del Curso por Encuentro de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. 3.1. Estructura de la guía de orientación. En la figura 22 se muestra la portada de la guía de orientación de la asignatura MC.. Figura 22 Portada de la guía de orientación..

(44) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 33. A partir de la integración de los conceptos presentados en capítulos anteriores, según los autores referidos, y dadas las características particulares de la presente investigación, se describen una serie de pasos que se debe tener en cuenta para el desarrollo de la guía de los laboratorios. La guía debe quedar estructurada de la siguiente forma: . Denominación de la guía y presentación de los autores.. . Índice.. . Introducción general.. . Orientación para el estudio por unidades. La estructura que se recomienda adoptar para las unidades es la siguiente:  Titulo.  Objetivos específicos.  Conocimientos previos para el desarrollo de la práctica de laboratorio.  Introducción.  Desarrollo de las orientaciones para el estudio. (Actividades).  Resumen.  Ejercicios de autoevaluación.  Materiales complementarios.. . Bibliografía.. 3.2. Descripción General de las prácticas de laboratorios reales de la guía de orientación. En este epígrafe se describe la estructura de las prácticas de laboratorios a realizar por los estudiantes. Cada práctica de laboratorio cuenta con la siguiente estructura: . Tema: Titulo del tema referido en cada práctica.. . Laboratorio No: Especifica el número del laboratorio.. . Instrumentos: Se hace mención a los diferentes instrumentos a utilizar en la realización de la práctica.. . Objetivos: Cada laboratorio viene especificado con los objetivos a vencer en la resolución de la práctica..

(45) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. . 34. Introducción: Se da una breve reseña acerca de las observaciones que hay que tener en cuenta con los instrumentos a utilizar y una descripción de las principales funciones de cada uno de ellos a la hora de la realización de la técnica operatoria.. . Técnica operatoria: Define los pasos a seguir para la realización del laboratorio.. . Conclusiones: Cada estudiante deberá arribar a conclusiones concretas después de realizar el laboratorio.. . Bibliografía: Se muestran algunas de las reseñas bibliográficas donde el estudiante puede buscar información para consolidar sus conocimientos.. Con respecto a las prácticas, lo primero que se hizo, fue determinar el tiempo con que se cuenta, para impartir las prácticas reales de los laboratorios en el semestre. Este tiempo permite estimar el número de prácticas y en base a eso distribuir los temas a tratar en cada una. Una visión realista del tiempo con que se cuenta en el semestre es de cuatro meses completos. Basado en esto se diseñaron 6 prácticas de laboratorio. Cada una tendrá una duración de una hora y media. Después de haber realizado un análisis de las características y particularidades de las guías de orientación de otras universidades y la identificación de los principales objetivos a vencer en la asignatura Materiales y Componentes se determina la confección de una guía conformada por seis laboratorios divididos por temas.  Los temas son: . Tema 1: Instrumentos del laboratorio. . Tema 2: Resistores.. . Tema 3: Montaje de circuitos con resistores y utilización del equipamiento.. . Tema 4: Capacitores.. . Tema 5: Diodos y transistores.. . Tema 6: Empalmes y derivaciones..

(46) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 35. 3.3. Conocimientos previos y habilidades. Es de suma importancia que los estudiantes antes de enfrentarse a la práctica de los laboratorios deben conocer el uso y precauciones de los instrumentos, así como tener conocimientos básicos de algunos conceptos de la asignatura de Circuitos Eléctricos y Electrónica Analógica I. A continuación, se mencionan algunos de los instrumentos, componente y conceptos que los estudiantes deben conocer: 3.3.1. Instrumentos. . Multímetro analógico.. . Multímetro digital.. . Tablero de conexiones (breadboard).. . Fuente de alimentación.. . Osciloscopio.. . Generador de funciones digital.. 3.3.2. Componentes. . Resistores.. . Capacitores.. . Inductores.. . Diodos.. . Transistores.. 3.3.3. Conceptos. . Ley de ohm.. . Ley de Kirchhoff (LKV y LKC).. 3.4. Guía desarrollada para la práctica del laboratorio. En este epígrafe se desarrolla un ejemplo que fue tomado de la propia Guía de Orientación para la asignatura Materiales y Componentes del Curso por Encuentro de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. El tema escogido fue:” Familiarización con los instrumentos del Laboratorio. Trabajo con los instrumentos”.  A continuación, se muestra el ejemplo:.

(47) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 36. Práctica de laboratorio 1 “Familiarización con los instrumentos del Laboratorio. Trabajo con los instrumentos.”  Objetivos . Conocer las características generales de los instrumentos del laboratorio y dominar las normas para la operación de los mismos de manera segura.. . Conocer los símbolos que se utilizan en los instrumentos para describir las características de los mismos.. . Conocer las funciones principales de los osciloscopios y generadores de señales.. . Medir voltajes DC y AC..  Conocimientos previos para el desarrollo de la práctica. Al utilizar un instrumento del laboratorio deben tenerse en cuenta las siguientes observaciones: . No someterlos a sacudidas violentas o golpes, porque son muy propensos a roturas.. . No forzar los controles y conmutadores cuando lleguen al tope, pues se pueden provocar corrimientos y luego interpretaciones erróneas sobre los campos de medida seleccionados, lo que puede traer graves consecuencias.. . En el caso de los instrumentos electrónicos, verificar la posición del selector de voltaje de alimentación, antes de conectarlos a la línea, si se tiene dudas, comenzar conectándolos a 110 Volt, luego, si no funciona, a 220 Volt.. . Cumplir otras recomendaciones de los fabricantes sobre aislamiento garantizado, posición de trabajo, etc..  Instrumentos. . Multímetro analógico.. . Multímetro digital. . Fuente doble variable.. . Tablero de conexiones (breadboard).. . Osciloscopio de doble trazo.. . Generador de funciones..

(48) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 37.  Multímetro Analógico. Así como existen instrumentos para medir el peso, la longitud, el volumen, la temperatura y otros parámetros asociados con los cuerpos también hay instrumentos de medición necesarios en el taller de electrónica que sirven para obtener medidas específicas de corriente eléctrica, voltaje, resistencias, frecuencias y otras. Este instrumento de la Figura 23 es el más importante ya que cuenta con varias funciones y se puede utilizar para medir resistencias como óhmetro; corrientes eléctricas como amperímetro.. Figura 23 Multímetro analógico..  Multímetro digital. El uso de los multímetros electrónicos digitales Figura 24 dispone de las siguientes ventajas: . Lectura más fácil de las mediciones.. . Mayor exactitud (0.1 % contra 1% para los analógicos).. . Mayor resolución, lo cual significa que para cubrir un intervalo dado necesitan un menor número de campos de medida.. Presentan como principal desventaja, en algunos casos, el tiempo de demora en la.

(49) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 38. presentación de la información. Los voltímetros reales no tienen una resistencia infinita de entrada, Rin= ∞. El valor de esa resistencia depende de la sensibilidad del instrumento (“unidad”) y del campo de medida seleccionado CM. Puede determinarse experimentalmente si el error que introduce el voltímetro durante una medición es apreciable, seleccionando campos de medida mayores. Si la lectura del voltímetro no cambia, entonces el instrumento no introduce errores apreciables. Si el efecto de carga es apreciable, entonces debe tomarse como la medición más precisa aquella cuyo valor sea superior.. Figura 24 Multímetro digital..

(50) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 39.  Fuente de voltajes. Las fuentes de voltaje reales Figura 25 tienen siempre una resistencia interna, no nula, que hace que el voltaje que entregue dependa de la carga que se le conecte, a mayor corriente demandada por la carga mayor también será la caída de voltaje en esa resistencia interna y menor el voltaje que entregue la fuente de voltaje en sus terminales.. Las fuentes de voltaje variable permiten seleccionar el voltaje que suministra entre sus terminales y lo mantiene relativamente constante (voltaje regulado) ante variaciones de la carga aplicada entre los mismos (es decir para distintos valores de corriente demandada). Las de buenas prestaciones incorporan una protección contra cortocircuito.. La fuente doble variable del laboratorio permite además regular el valor máximo de la corriente que puede suministrar la misma. Esta característica hace también posible la protección de las componentes del circuito que esté siendo probado. Cuando se demanda de la fuente un valor de corriente superior a la capacidad fijada, se enciende el indicador CC (led rojo en el panel frontal).. Figura 25 Fuente de voltaje..

(51) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 40.  La breadboard. La breadboard o tablero de conexiones Figura 26 está compuesta por una regleta interconectada internamente y varios dispositivos que funcionan independientes como son: . Fuente doble de DC.. . Generador de señales.. . Switch.. . Adaptadores.. . Conectores para trabajo con electrónica digital.. Figura 26 La breadboard..

(52) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 41.  El osciloscopio. El osciloscopio Figura 27 es uno de los instrumentos electrónicos de medición más versátiles. Con él pueden ser observados: . Voltajes AC y DC.. . Tiempo, Relaciones de Fase, Frecuencia. . Parámetros de las formas de ondas tales como Tiempos de Subida y Caída, Oscilaciones, sobrecrestas, etc.. Está compuesto básicamente por los subsistemas siguientes: . Amplificador Vertical.. . Amplificador Horizontal.. . Generador de Barrido Disparado.. . Circuitos de disparo.. . Fuentes de Alimentación.. Figura 27 Osciloscopio..

(53) CÁPITULO 3. CONFECCIÓN DE LA GUIA PARA LA ASIGNATURA MATERIALES Y COMPONENTES. 42. Para que las mediciones realizadas con el osciloscopio sean confiables es necesario que el mismo se encuentre calibrado y ajustado convenientemente. Para ello es necesaria la comprobación de los parámetros siguientes: . Balance DC.. . Sensibilidad del instrumento.. . Tiempo de barrido. . NOTA (Los parámetros anteriormente citados se ajustan solamente si lo indica el profesor y nunca antes de transcurrir al menos 30 minutos después de encender el equipo.)..  Generador de funciones digital. Los generadores de funciones Figura 28 son equipos que se utilizan para la obtención de señales de pruebas necesarias para comprobar el funcionamiento de sistemas o bloques se sistemas.. Figura 28 Generador de funciones..