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Fundamentos de electricidad y electrónica
Silvana Gallon
Cecilia Sanchez
Salma Cerón
Nicol Priscila Gallego
Daniel Lozada
Natalia Vicuña
Licenciado: Guillermo Mondragon
Liceo Departamental
Cali
2021
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TABLA DE CONTENIDO
-Introdución……………………………………………………………………………………4
-Fundamentos de la electricidad y electrónica………………………………………………...5
-Transporte de la corriente eléctrica…………………………………………………………...5
-Tipos de corriente eléctrica…………………………………………………………………...6
-Efectos de corriente eléctrica…………………………………………………………………6
-Términos básicos……………………………………………………………………………..7
-La electrónica………………………………………………………………………….……...7
-El voltaje…………………………………………………………………….………………..8
-La resistencia…………………………………………………………………………………8
-La resistencia variable………………………………………………….……………………..8
-Condensadores……………………………………………………………….……………….9
-Diodo………………………………………………………………………..………………...9
-Transistores………………………………………………………………………………….10
-Tipos de transistores…………………………………………………………………………11
-Motores……………………………………………………………………………………...11
-Servomotores……………………………………………………………….……………….12
-Relés…………………………………………………………………….…………………...12
-Tipos de relés……………………………………………………………………………….13
-Ley OHM…………………………………………………………………………………....14
-Ley de Watt………………………………………………………………………………….14
-Problemas con circuitos…………………………………………………………………….14
-Código de colores…………………………………………………………………………...15
-Sensores……………………………………………………………………………………..16
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-Tipos de sensores……………………………………………………………………………17
-Manejo de protoboard……………………………………………………………………….18
-Tester o multímetro …………………………………………………………….…………...19
-Tarjeta
audino…………………………………………………………………….………….20
-Mapas conceptuales…………………………………………………………..……………..21
-Conclusiones………………………………………………………………………………...22
-Evidencias de trabajo en equipo……………………………….………………...…….……23
-Enlaces de los blogs…………...…………………………………………………………….24
-Bibliografía……………………………………….……….………………………………...25
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Introducción
La participación de la electricidad y la electrónica es vital en el ser humano, ya que son
aquellos que nos facilitan diversas actividades. Esta hace presencia en diversos objetos muy
reconocidos como lo viene siendo los aparatos electrónicos, medios de transporte y diversas
ramas de estos. En virtud de la tecnología, haremos énfasis en este documento cuya finalidad
será ilustrar las funcionalidades de dichos objetos poco mencionados y la importancia que
juega la electricidad en cada uno de ellos, aclarando lo relevantes que pueden llegar a ser y
qué propósitos cumplen.
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Fundamentos de la electricidad y electrónica
-Transporte de la corriente eléctrica: El transporte de electricidad se efectúa a través de
líneas de transporte a tensiones
elevadas que, junto con las
subestaciones eléctricas, forman la
red de transporte. Para poder
transportar la electricidad con las
menores pérdidas de energía posibles
es necesario elevar su nivel de tensión
.
Etapas del transporte de la corriente eléctrica:
● Alta tensión. Una vez producida la electricidad en las centrales, se eleva el voltaje en
los transformadores (de 100 a 500 KV) para reducir al mínimo las pérdidas que crea
la resistencia del cable por el que tendrá que viajar.
● Media tensión. En las subestaciones de transformación se baja la tensión a valores de
entre 3 y 30 KV al acercarse a a los lugares de consumo. Los cables pueden estar
situados en el aire, entre postes, o varios metros por debajo del suelo.
● Baja tensión. En la proximidad de industrias y viviendas, otro transformador
disminuye la tensión hasta los niveles utilizados en estas; en los hogares 220 V y en la
industria 380 V.
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-Tipos de corriente eléctrica
Dependiendo de la temporalidad del sentido de la corriente eléctrica podemos distinguir dos
tipos:
● Corriente continua (C.C). El flujo de electrones se produce siempre en el mismo
sentido.
● Corriente alterna (C.A). El sentido de circulación de los electrones cambia de forma
periódica.
-Efectos de la corriente eléctrica
De forma general, la corriente eléctrica produce tres tipos de efectos:
● Efectos caloríficos: Cuando circula una
corriente eléctrica por un conductor, este
aumenta su temperatura. Este efecto es utilizado
en estufas, hornillos, etc.
● Efectos químicos: Si la corriente eléctrica
circula por un conductor iónico, dicha corriente
es capaz de producir un cambio químico en él.
Este efecto es utilizado en la electrólisis.
● Efectos magnéticos. El paso de la corriente eléctrica a través de un conductor crea un
campo magnético similar al que produce un imán. Este efecto es el fundamento de
motores eléctricos, dispositivos de televisión, radio, amperímetros, voltímetros, etc.
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Términos básicos
La electrónica:
La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea
sistemas cuyo
funcionamiento se basa en la
conducción y el control del
flujo de los electrones u
otras partículas cargadas
eléctricamente.
Entre las aplicaciones contemporáneas de la electrónica se encuentran:
● Sistemas de control. Permiten poner en marcha o detener procesos, como es el caso
de los circuitos de luz en nuestros hogares y pueden adquirir incluso cierto grado de
automatización.
● Electrónica de potencia. Se basa en el empleo de dispositivos electrónicos para
regular potencia y voltaje eléctrico, sobre todo a niveles significativos, lo cual es
clave en la distribución de la energía y en otros procesos industriales contemporáneos.
● Telecomunicaciones. Es una de las áreas más amplias del desarrollo tecnológico de
la electrónica tiene que ver con las bases de datos y sistemas de información digital,
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como Internet. Así como con el universo de gadgets o artefactos electrónicos
disponibles para la llamada cultura 2.0.
El voltaje:
También conocido como tensión, es la
diferencia potencial que hay entre dos
cuerpos cargados (negativo y positivo).
Dicho de otra manera es la fuerza con
la que se mueven los electrones. Se
mide en volts o voltios.
La resistencia:
Es la resistencia que presenta cualquier
tipo de material al flujo de electrones.
Determina que tan conductor es un
material, por ejemplo los metales son
buenos conductores, en cambio los
plásticos no. Se mide en ohms o ohmios.
Resistencias variables:
Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su
valor puede modificarse a voluntad. Para variar el valor
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óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el cuerpo del componente, de tal
forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los extremos del resistor dependerá
de la posición que ocupe dicho cursor.
Condensadores:
Un condensador, también
conocido como capacitor, es un
componente eléctrico, utilizado
en los circuitos eléctricos y
electrónicos, que tiene la
capacidad de almacenar energía
eléctrica mediante un campo
eléctrico.
Está compuesto por superficies conductoras separadas por un material dieléctrico (aislante).
Cuando se someten las superficies a una diferencia de potencial, una adquiere carga eléctrica
positiva, mientras que la otra adquiere carga eléctrica negativa.
Los condensadores son utilizados principalmente para filtrar la señal. Si tenemos una señal
eléctrica donde su voltaje oscila, cuando el voltaje caiga, el condensador sera el encargado de
suministrar el voltaje para mantenerlo constante y estable, como vemos en la imagen aquí al
lado.
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Diodo:
Está hecho de dos materiales: “P” y “N”,
material tipo P. este material se obtiene
mediante un proceso de dopaje en el que se
añaden átomos al semiconductor para
aumentar el número de cargas positivas o
huecos. Material tipo N, este material también
se obtiene realizando un proceso de dopaje en
el que también se añaden átomos al semiconductor, pero la diferencia es que aumenta el
número de cargas negativas o electrones.
Al tener dos terminales, podemos polarizar diodos de dos formas diferentes (directa e
inversa), y su funcionamiento depende en gran medida del tipo de polarización que se
coloque.
Transistores:
Se llama transistor
(“resistor de
transferencia”) a un tipo
de dispositivo electrónico
semiconductor, capaz de
modificar una señal
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eléctrica de salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como amplificador,
conmutador, oscilador o rectificador de la misma.
Es un tipo de dispositivo de uso común en numerosos aparatos, como relojes, lámparas,
tomógrafos, celulares, radios, televisores y, sobre todo, como componente de los circuitos
integrados (chips o microchips).
-Tipos de transistores
Existen diversos tipos de transistores:
● Transistor de contacto puntual: También llamado “de punta de contacto”, es el tipo
más antiguo de transistor y opera sobre una base de germanio. Fue un invento
revolucionario, a pesar de que era difícil de fabricar, frágil y ruidoso. Hoy en día no se
le emplea más.
● Transistor de unión bipolar: Fabricado sobre un cristal de material semiconductor,
que se contamina de manera selectiva y controlada con átomos de arsénico o fósforo
(donantes de electrones), para generar así las regiones de base, emisor y colector.
● Transistor de efecto de campo: Se emplea en este caso una barra de silicio o algún
otro semiconductor semejante, en cuyos terminales se establecen terminales óhmicos,
operando así por tensión positiva.
● Fototransistores: Se llaman así a los transistores sensibles a la luz, en espectros
cercanos a la visible. De modo que se pueden operar por medio de ondas
electromagnéticas a distancia.
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Motores:
Es la parte de una máquina gracias a la
cual funciona todo el sistema. Realiza
un trabajo transformando energía, ya
sea eléctrica, de combustibles fósiles o
de cualquier otro tipo, en energía
mecánica. En el caso de los automóviles
es el que produce el movimiento.
Hay otros casos en los que también se
transforma algún tipo de energía en otro, como puede ser en los aerogeneradores, en reactores
nucleares o en centrales hidroeléctricas, pero el término motor solo se utiliza cuando el
resultado de esta transformación es energía mecánica exclusivamente.
Servomotores:
Un servomotor es un tipo especial de motor que permite controlar la posición del eje en un
momento dado. Está diseñado para moverse determinada cantidad de grados y luego
mantenerse fijo en una posición El motor en el interior de un servomotor es un motor DC
común y corriente. El eje del motor se acopla a una caja de engranajes similar a una
transmisión. Esto se hace para potenciar el torque del motor y permitir mantener una posición
fija cuando se requiera. De forma similar a un automóvil, a menor mayor velocidad, menor
torque. El circuito electrónico es el encargado de manejar el movimiento y la posición del
motor.
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Relés:
Básicamente podríamos definir el relé como un interruptor eléctrico que permite el paso de
la corriente eléctrica cuando está cerrado e interrumpirla cuando está abierto, pero que es
accionado eléctricamente, no manualmente.
El relé está compuesto de una bobina conectada a una corriente. Cuando la bobina se activa
produce un campo electromagnético que hace que el contacto del relé que está normalmente
abierto se cierre y permita el paso de la corriente por un circuito para, por ejemplo, encender
una lámpara o arrancar un motor. Cuando dejamos de suministrar corriente a la bobina, el
campo electromagnético desaparece y el contacto del relé se vuelve a abrir, dejando sin
corriente el circuito
eléctrico que iba a esa
lámpara o motor.
Existen diferentes tipos de relés:
● Relés electromecánicos que tiene variantes según el mecanismo de activación.
Pueden ser de tipo armadura, de núcleo móvil, reed o de lengüeta, relés polarizados o
relés tripolares.
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● Relés de estado sólido, que son utilizados en situaciones donde hay un uso continuo
de los contactos del relé y se precisa una mayor velocidad en la conmutación.
● Relés de corriente alterna.
● Relé temporizador o de acción retardada. Con estos relés se consigue que la
conexión o la desconexión se haya pasado un tiempo determinado.
● Relés térmicos. Se utilizan para proteger los motores de las sobrecargas. Tienen unas
láminas metálicas en su interior que se deforman más o menos según el calor. Si
llegan a un punto de deformación determinado porque ha aumentado el calor del
motor, abren el circuito y no dejan pasar la corriente.
● Relé Arduino. Con una placa de Arduino podemos controlar un relé. Solo tenemos que
conectar al relé a uno de los pines de 5 voltios que tiene esta placa. Programando la
placa podemos obtener resultados interesantes para controlar encendidos de
iluminación y motores.
La electricidad y la electrónica
Ley de OHM:
La ley de OHM es quizá, la más popular de las leyes
de la electricidad. La ley de Ohm se enuncia de la
siguiente manera: La corriente (I) en amperios que
circula por un circuito eléctrico cerrado, es
directamente proporcional a la tensión o voltaje e
inversamente proporcional a la resistencia en
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ohmios. Esto quiere decir que la corriente aumenta, al aumentar el voltaje, pero disminuye, al
aumentar la resistencia.
Ley de Watt:
Como ley de Watt, o ley de la potencia eléctrica, se
conoce aquella que afirma que la potencia eléctrica es
directamente proporcional al voltaje de un circuito y a
la intensidad que circula por él.
Problemas con circuitos: Subtensión: es cuando la
amplitud de la tensión está inferior a la normal
➢ Sobretensión: se presenta cuando la amplitud
de la tensión está superior a la normal.
➢ Ruido: es la interferencia que surge de las cargas externas y contaminan la red
eléctrica. Estos trastornos causan el desgaste prematuro de los componentes
eléctricos, reduciendo la vida útil de los equipos y provocando además, bloqueo y mal
funcionamiento.
➢ Picos o transitorios: son elevaciones repentinas y de corta duración en la tensión. Estos
pueden causar la quema inmediata de los equipos y, en algunos casos, humo o fuego.
➢ Apagón: es la ausencia de abastecimiento energético. Es una situación que usted
probablemente ya conoce, cuando en su casa repentinamente se fue la energía y te
obligó a dejar lo que estaba haciendo y esperar unos minutos, tal vez horas, para la
restitución de la energía eléctrica. Los apagones también pueden llevar a la pérdida total
de datos y de información importante.
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código de colores:
El código de colores se utiliza en
electrónica para indicar los
valores de los componentes
electrónicos. Es muy habitual en
los resistores pero también se
utiliza el código de colores de
resistencia funciona a base de
colores. ... El código de colores
de resistencia nos indica cuantos Ohms tiene esa resistencia. Además nos indica otros
parámetros que veremos a continuación. Hay resistencias que sus valores vienen impresos
sobre ellas, ya que tienen un tamaño gran dispositive para otros componentes como
condensadores, inductores, diodos etc.
Los sensores:
Son dos electrónicos con la capacidad de detectar la variación de una magnitud física tales
como temperatura, iluminación, movimiento y presión; y de convertir el valor de ésta, en una
señal eléctrica ya sea analógica o digital.
Un sensor es un elemento idóneo para tomar, percibir o sensar una señal física proveniente
del medio ambiente y convertirla en una señal de naturaleza transducible. Un sensor o
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captador convierte las variaciones de
una magnitud física en variaciones de
una magnitud eléctrica o magnética.
En la industria, los sensores son
dispositivos encargados de percibir
las variables físicas, tales como:
presión, temperatura, pH, nivel, flujo,
entre otras, controladas por un
sistema que sigue una serie de instrucciones para verificar si el proceso está o no está
funcionando de acuerdo a la programación.
Estos dispositivos se pueden llamar elementos primarios, ya que se encarga de sensar el valor
de una variable dependiendo de lo que se esté controlando.
Existen diferentes tipos de sensores, enfunción del tipo de variable que tengan que
medir o detectar:
● De contacto: Como su nombre lo indica, este es un sensor que mide la posición de un
objeto haciendo contacto directamente con él. Cuando la altura del émbolo cambia,
como se muestra en la figura de la derecha, el sensor calcula internamente la cantidad
de desplazamiento.
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● Ópticos: Son sensores cuyos elementos de emisión y recepción están yuxtapuestos en
el mismo conjunto óptico. Los rayos emitidos por el transmisor se reflejan en la
superficie del objeto detectado y retornan al elemento receptor.
● Térmicos: Los sensores de temperatura son componentes eléctricos y electrónicos
que, en calidad de sensores, permiten medir la temperatura mediante una señal
eléctrica determinada. Dicha señal puede enviarse directamente o mediante el cambio
de la resistencia.
● De humedad: El sensor de humedad es un aparato de lectura utilizado en espacios
interiores para controlar la humedad del aire y la temperatura. Las magnitudes medidas
por el sensor de humedad se transforman en una señal eléctrica normalizada, cuya
intensidad suele estar comprendida entre 4 y 20 mA.
● Magnéticos: Son sensores que efectúan una conmutación electrónica mediante la
presencia de un campo magnético externo, próximo y dentro del área sensible.
● De infrarrojos: El infrarrojo es una luz compuesta de energía electromagnética. Sus
ondas son más cortas que las de un microondas, pero más largas que los rayos de luz
visibles. El infrarrojo es invisible para el ojo humano. El cuerpo humano, recibe y emite
naturalmente esta luz.
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Manejo de protoboard:
Una protoboard, o breadboard, es prácticamente
una PCB temporal con una forma y tamaño
generalizados. Muy utilizada comúnmente para
pruebas y prototipos temporales de circuitos. Se
usa insertando las terminales de los dispositivos
electrónicos en los orificios de la protoboard de
la forma en que tengan continuidad.
Un protoboard debe usarse meramente para
hacer pruebas y prototipos temporales. Puesto que, aunque se pueden diseñar una infinidad de
circuitos en ellas, estos circuitos no pueden ser muy grandes debido su espacio limitado. Sin
embargo, varias protoboard se pueden unir si es que sus puntos de ensamblaje coinciden.
-Uso del protoboard.
Lo primero es realizar tus conexiones, es conveniente realizar conexiones limpias y
ordenadas. Esto te ayudará a identificar más fácilmente cualquier falla que puedas tener en tu
circuito. Conecta cables que salgan de las líneas de alimentación a donde se tenga que
energizar tu circuito. Procura conectar las tierras de tus componentes en la línea de tierra
común. Pon mucha atención a los puntos de conexión en los que insertas las terminales de tus
componentes, ya que, una conexión errónea puede causar un corto circuito, lo cual puede
dañar tu protoboard, tus componentes, o ambos.
Una vez tengas listo tu circuito, y hayas revisado completamente que todo está en su lugar
correcto, es momento de alimentar tu circuito. Conecta tu fuente de alimentación a las líneas
de alimentación, conecta positivo a la línea señalizada con “+” y tierra o negativo a la línea
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señalizada con “-“. En una protoboard chica la alimentación es un poco diferente. Aquí no
hay líneas de alimentación por lo que tienes que usar alguna de las filas para esto. De
cualquier forma, es aconsejable mantenerse lejos de las protoboards chicas si no se tiene
experiencia. Ahora estás preparado para probar tus circuitos y hacer tus prototipos.
Tester o multímetro:
El tester es una herramienta portátil para medir tensión, intensidad, continuidad o resistencia.
También existen otros modelos que sirven para
medir frecuencias, audio, grados, etc. De igual
manera, también hay multímetros analógicos
como digitales. Se dice que los digitales
cuentan con una mayor precisión porque
muestran la medición exacta y en cambio los
analógicos marcan con una aguja el dato pero
no es perfectamente exacto.
Esta herramienta es una de las más empleadas
por los electricistas. Es gracias a este
instrumento que se puede verificar el correcto funcionamiento de un circuito eléctrico.
La función principal de un tester es la de medir los voltios de una corriente.
El tester o multímetro cuenta con numerosas funciones pero a fin de cuentas su función es la
de medir magnitudes en un circuito eléctrico.
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Tarjeta de Arduino
Arduino es una plataforma de hardware libre,
basada en una placa con un microcontrolador y
un entorno de desarrollo (software), diseñada
para facilitar el uso de la electrónica en
proyectos multidisciplinares.
Mapas conceptuales
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Para finalizar este trabajo podemos concluir que la tecnología se encuentra en cualquier
rincón de nuestro día a día, contribuye a una mejor operación de los aparatos electrónicos y a
la funcionalidad de los vehículos también, sin mencionar la facilidad con la que podemos
elaborar exámenes médicos, mejores opciones a nivel gastronómico y un aumento financiero
en la compra de algunos aparatos relacionados a la electricidad. Esto se involucra en las
cosas más comunes que usamos, desde un pequeño sensor, hasta maquinaria sofisticada
rebosante de tecnología, lo cual nos facilita la vida cotidiana. Los fundamentos vistos
anteriormente son esenciales en esta nueva época, lo más probable es que sin estos no sería lo
mismo el gran mundo tecnológico que conocemos en la actualidad.
Evidencias del trabajo en equipo
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Enlaces de los blogs
-Salma cerón:
https://salmaceronvlog.blogspot.com/p/blog-page.html
-Daniel Lozada:
https://daniellozadacutiva.blogspot.com/p/periodo-12021.html
-Cecilia Sanchez:
https://ceceenlawed.blogspot.com/
-Silvana Gallón:
https://silvitic12.blogspot.com/
-PriscilaGallego:
https://explorandolaweb13.blogspot.com/p/periodo-1-2020_1.html
-Natalia Vicuña:
https://mundoweb142005.blogspot.com/p/periodo-1-2021_1.html
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Bibliografía:
-Título del artículo: Corriente Eléctrica
Título del sitio web: Fisicalab.com
URL:https://www.fisicalab.com/apartado/movimiento-de-cargas
-Título del artículo: Transporte de la corriente eléctrica - Instalaciones y Viviendas
Título del sitio web: Sites.google.com
URL:https://sites.google.com/site/viviendaseinstalaciones/transporte-de-la-corriente-
electrica
-Título del artículo: CONDENSADOR o CAPACITOR | Qué es, cómo funciona y
para qué sirve
Título del sitio web: Cómo Funciona | ¡Explicaremos hasta cosas que NO existen!
URL: https://como-funciona.co/un-condensador/
-Título del artículo: Transporte de la electricidad y las subestaciones
Título del sitio web: Fundacionendesa.org
URL:https://www.fundacionendesa.org/es/recursos/a201908-transporte-de-
electricidad
- Título del artículo: Ley de Ohm Y Ley de Watt :: ITM
Título del sitio web: Dianamardp-itm.webnode.es
URL:https://dianamardp-itm.webnode.es/circuitos-electricos-1/documentos/ley-de-
ohm-y-ley-de-watt/
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-Título del artículo: Ejemplo de Ley de Watt
Título del sitio web: ejemplode.com
URL: https://www.ejemplode.com/37-fisica/4216-ejemplo_de_ley_de_watt.html
-Título del artículo: ¿Qué es un Motor? - Glosario de mecánica | Hola Auto
Título del sitio web: Helloauto.com
URL: https://helloauto.com/glosario/motor
-Título del artículo: El diodo ¿que es y para que sirve? - Ingeniería Mecafenix
Título del sitio web: Ingeniería Mecafenix
URL: https://www.ingmecafenix.com/electronica/diodo-semiconductor/
-Título del artículo: Qué es Arduino
Título del sitio web: Aprendiendo Arduino
URL: https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2016/12/11/que-es-arduino-2/
-Título del artículo: Resistencias Variables - Componentes electrónicos
Título del sitio web: Sites.google.com
URL:https://sites.google.com/site/componenteselectronicostecno/home/resistencias-
variables
-Titulo de articulo: ¿Qué son los sensores?
Titulo de sitio web: Sites.google.com
URL:https://sites.google.com/site/654sensoresindustriales/home/-quee-son-los-
sensores
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Título del artículo: ¿Cómo Funciona el Multímetro o Tester? Multímetro Digital
Título del sitio web: Consejos reformas
URL:https://www.quotatis.es/consejos-reformas/preguntas-frecuentes/electricidad-
domotica-alarmas/como-funciona-el-multimetro-o-tester/
-Título del artículo: Normas APA 7.ª (séptima) edición: Formato de página? |
Psyciencia
Título del sitio web: Psyciencia
URL: https://www.psyciencia.com/formato-pagina-normas-apa-7ma-edicion/
-Titulo de artículo: Concepto de la electrónica
Titulo de sitio web: Concepto.de
URL:https://concepto.de/electronica/
-Título del artículo: Concepto de transistor
Título de sitio web: concepto.de
URL:https://concepto.de/transistor/
-Título del artículo: Los 5 problemas eléctricos más comunes-Bienvenido al Blog de
Schneider
Título del sitio web: Bienvenido al Blog de Schneider Electric
URL: https://blogespanol.se.com/gestion-de-la-energia/2017/06/20/__trashed-4/
-Título del artículo: Protoboard-Breadboard, qué es y cómo se usa - HETPRO /
TUTORIALES
Título del sitio web: HETPRO / TUTORIALES
URL: https://hetpro-store.com/TUTORIALES/protoboard-breadboard/
Título del artículo: Documento sin título
Título del sitio web: Recursostic.educacion.es