Lo primero que vamos a utilizar es un esquema donde vamos a relacionar los contenidos que vamos a tratar:
ESQUEMA:
Que es la electrónica
Electrónica analógica y digital
Componentes electrónicos
Componentes lineales
Componentes pasivos
Resistencias
Fijas
Variables
Dependientes
Condensadores
Bobinas
Componentes activos
Generadores
Componentes no lineales: Semiconductores
Diodos
Transistores
Podemos empezar diciendo que la electrónica y la electricidad se basan en los mismos principios: el movimiento de cargas eléctricas.
Empezando por que la electricidad se basa en la atracción y repulsión de cargas eléctricas y como podemos hacerlas circular desde un punto donde hay un exceso de ellas a otro lugar diferente donde hay un defecto. Es más, las magnitudes que vimos en electricidad con aplicables a la electrónica: carga, intensidad, resistencia o voltaje.
Las propiedades y relaciones físicas que aplicamos para su estudio son las mismas; la ley de Ohm es válida así como el estudio de la potencia y energía que vimos en electricidad.
Si se basan en los mismos principios ¿por que utilizamos diferentes términos? Empezaremos mostrando un ejemplo de diferentes aparatos que puedes tener en casa o cerca de ti. Clasifica cada uno de ellos dentro de la columna de aparatos eléctricos o electrónicos:
Si te fijas todos ellos necesitan electricidad para funcionar, pero piensa un poco en la utilidad de cada grupo....¿que misión tiene los aparatos eléctricos? ¿ y los aparatos electrónicos? La respuesta de que es la electrónica esta ahí.
Podemos decir que la electrónica es la parte del estudio físico del movimiento de cargas eléctricas con el fin de gestionar información.
Si recuerdas cuando vimos la energía y la electricidad, esta última tiene como principal misión trasladar de forma rápida, económica y poco contaminante energía desde un lugar lejano donde se produce a nuestro entorno, como nuestra casa, nuestro colegio, el bar de la esquina o la fábrica u oficina donde puede estar trabajando tus padres. Sin embargo, la electrónica no tiene por misión transportar energía. Puedes comprobar que tu móvil no tiene por misión principal transportar energía, sino gestionar información. Lo mismo pasa con la televisión, con la radio, .....
Por ello, la electrónica no tiene componentes que soporten mucha energía, ya que no la necesitan en tanta cantidad como un aparato eléctrico. De ahí que los componentes electrónicos suelen ser de pequeño tamaño.
La electrónica analógica analiza o toma unos valores que tienen infinitos valores entre dos extremos dados. Por ello es muy precisa y consigue un análisis continuo de la magnitud estudiada. En cambio la electrónica digital solo toma un valor definido de posibles valores entre un máximo y un mínimo, formando intervalos entre cada posible valor. Esto hace que hay una perdida de información, pero también permite un análisis más sencillo dado que no tenemos infinitos valores que analizar.
Por su sencillez, actualmente se esta desarrollando mucho mas la electrónica digital basado en los valores discretos binarios (0 y 1).
Para que entiendas un poco mejor esto, te adjunto un gráfico donde se ve la diferencia entre una señal analógica y otra digital
Los componentes electrónicos de un circuito electrónico se suelen clasificar en dos categorías: componentes activos y componentes pasivos.
Son aquellos que son capaces de generar, modificar o ampliar una señal eléctrica, es decir, aquellos que aportan ganancia o permiten el control de las señales eléctricas. Entre ellos, tenemos las baterías y las pilas, los generadores, los diodos y los transistores.
Son aquellos que no proporcionan ganancia, pero si consumen energía eléctrica. Los principales son los resistores, los condensadores y las bobinas.
De acuerdo con la ley de Ohm, para un voltaje fijo, la intensidad de corriente será tanto más pequeña cuanto más alta sea la resistencia. Modificando la resistencia dentro de un circuito, podemos llegar a conseguir que la corriente tenga la intensidad que nos interese. Vamos a ver los tipos de resistencias electrónicas que podemos disponer:
Con resistencias fijas o resistores, cuyo valor se indica mediante un código de colores. Su valor es más o menos fijo y su valor esta inscrito con un código de colores. Veamos en que consiste:
Cada resistor tiene tres bandas de colores en un extremo y una cuarta banda, en el otro. Para leer el valor de una resistencia, esta se coloca de manera que las tres bandas de colores quedan situadas a la izquierda y la otra a la derecha. Entonces, los colores se leen de izquierda a derecha.
Las resistencias se miden en ohmios, y los colores de las dos primeras bandas dan las dos primeras cifras del número de ohmios, mientras que el color de la tercera banda es un multiplicador, es decir, una potencia de 10 por la que hay que multiplicar el número que indican las dos primeras bandas.
La cuarta banda representa la tolerancia, es decir, la diferencia (en tanto por ciento) que puede haber entre el valor nominal (el indicado por su código de bandas) y el valor real de la resistencia.
Con potenciómetros o reostatos,que son dispositivos cuya resistencia puede variarse deslizando una palanca o girando una rueda. Su símbolo es:
Con resistencias dependientes. Estas resistencias no tiene un valor fijo, pero el valor de esta resistencia depende de algún parámetro físico. Podemos encontrar varios tipos, pero las más importantes son:
Dependientes de la Temperatura. El valor de la resistencia cambia con el de la temperatura. Podemos encontrar a su vez dos tipos: NTC y PTC
Dependientes de la luz (LDR).
(Control de temperatura negativo). Este dispositivo reduce su resistencia al aumentar la temperatura a la que está y viceversa.
Este dispositivo aumenta la resistencia cuando aumenta la temperatura y viceversa. son más aros que los anteriores, por lo que su uso es mucho menor.
Lighting Depend Resistor. También se llaman fotocélula. Al aumentar el nivel de iluminación que les llega,reduce su resistencia.
Un condensador es un componente electrónico formado por dos placas metálicas paralelas, llamadas armaduras, separadas entre sí por aire o por cualquier otro material aislante, llamado dieléctrico.Tienen como función almacenar carga eléctrica para cederla en el momento que se necesite. La descarga se produce cuando las armaduras se ponen en contacto, para lo que se necesita un circuito externo.
Condensadores en corriente continua y en corriente alterna
Los condensadores no se comportan de la misma manera cuando reciben corriente continua que cuando reciben corriente alterna:
En los circuitos de corriente continua, el condensador permite el paso de la corriente mientras que se está cargando y lo impide cuando está cargado.
En los circuitos de corriente alterna, el condensador se está continuamente cargando y descargando, y siempre permite el paso de la corriente.
Uso de los condensadores
Debido a su capacidad de almacenar energía para después devolverla al circuito, los condensadores se emplean en la fabricación de baterías, memorias, flash para fotografía, cebadores de tubos fluorescentes, etc.
También se emplean como temporizadores, aprovechando el tiempo que tardan en cargarse. Además, se usan como filtros, para suavizar las fluctuaciones debidas a las subidas súbitas de tensión. Junto con los diodos, se emplean para rectificar la corriente alterna y transformarla en corriente continua.
Capacidad de un condensador
La capacidad de un condensador se mide en faradios y nos indica la cantidad de carga que es capaz de almacenar el condensador cuando está conectado a una cierta tensión. La relación matemática entre la capacidad de un condensador, la carga que almacena y la tensión viene dada por la fórmula:
C=Q/V
donde la carga, Q, se mide en culombios y la tensión, V en voltios. Según esta expresión, un faradio es la capacidad de un condensador que almacena una carga de 1 culombio cuando se somete a una tensión de I voltio. Si el condensador se conecta a una tensión mayor de la que es capaz de soportar se quemará y quedará inservible.
Una bobina es un conductor que esta enrollado sobre si mismo formando, como su propio nombre indica, una bobina de cable.
Como ya vimos en la parte de electricidad, un conductor produce un campo magnético a su alrededor conforme a la ley de magnetismo eléctrico. Cuando colocamos este conductor en forma de anillo (es lo que se llama espira), conseguimos concentrar dicho campo magnético consiguiendo tener un campo con dos polos definidos. Si aumentamos el numero de esperas y las conectamos una tras de otra, lo que hacemos es aumentar el campo magnético de dicha espira. Resultado: Un electroimán.
Bobinas en corriente continua y corriente alterna
Las bobinas no se comportan de la misma manera cuando reciben corriente continua que cuando reciben corriente alterna:
En los circuitos de corriente continua, se comporta como un electroimán normal. La corriente pasa de forma continua.
En los circuitos de corriente alterna, se comporta como un electroimán que, debido a la autoinducción que produce el campo magnético variable (dado que es corriente alterna, el campo que produce varia con el tiempo), genera una tensión interna que se opone al paso de la corriente. Por ello, dificulta el paso de la corriente.
Gracias, Elsa
En primer lugar vamos a ver que son los elementos no lineales: Se subirá próximamente
En primer lugar decir que un semiconductor es un elemento o material que conduce la energía eléctrica en unas determinadas condiciones, comportándose como aislante si no se cumplen dichas condiciones. De pendiendo de su naturaleza pueden ser:
Naturales: Se extraen directamente de la naturaleza. Son condiciones para conducir son sumamente estrictas, por lo que no se utilizan en la industria.
Artificiales: Son semiconductores que son fabricados por el ser humano. Su base es el silicio que se dopa con sustancias como el silicio o el germanio para que tenga carácter electropositivo (captar electrones - tipo P) o electronegativo (ceder electrones - tipo N). Un semiconductor casi nunca se utiliza solo, sino que se une en capas para conseguir los elementos semiconductores que vamos a ver a continuación:
Que es un diodo
Un diodo es un componente electrónico que permite el paso de la corriente en un sentido y lo impide en el contrario. Está provisto de dos terminales, el ánodo 1+1 y el cátodo (-) y, por lo general, conduce la corriente en el sentido ánodo-cátodo.
Los diodos se polarizan cuando se conectan; esta polarización puede ser directa o inversa:
La polarización directa se produce cuando el polo positivo del generador eléctrico se une al ánodo del diodo, y el polo negativo se une al cátodo. En este caso, el diodo se comporta como un conductor y deja pasar la corriente.
La polarización inversa se origina cuando el polo positivo del generador se une al cátodo del diodo, y el negativo, al ánodo. En este caso, el diodo no permite el paso de la corriente.
Debido a su polarización, los diodos pueden emplearse como interruptores.
Diodos LED
Son un tipo especial de diodos que convierten en luz toda la energía eléctrica que les llega, sin calentarse, a diferencia de lo que sucede con las bombillas incandescentes. Como todos los diodos, los LED están polarizados; es decil solo iluminan cuando están conectados correctamente al generador de corriente. Los LED funcionan con intensidades de corriente comprendidas entre 1O y 20 mA. Para evitar que se fundan, suelen conectarse en serie con una resistencia. Uno de los múltiples usos de los LED es el alumbrado de las pantallas de calculadoras, teléfonos y otros dispositivos similares.
Polarización de un diodo LED: Un diodo LED funciona con una tensión fija (más o menos). Debemos mantener esa tensión para que funcione correctamente, de tal forma que, si es insuficiente, este LED no se encenderá y se destruirá si la excedemos. La tensión aproximada de un LED pequeño de señalización es de 1.7 V, no pudiendo sobrepasar los 2V. Además, su consumo suele ser de 35mA.
¿Podemos encender un LED de 2V con una batería de 9 V? Pues si, para ello introducimos el concepto de DIVISOR DE TENSIÓN. Esto permite reducir la tensión que llega a este diodo, simplemente conectando una resistencia en serie. Conociendo los parámetros del diodo antes expuestos y la tensión de la batería es fácil calcular la resistencia que tenemos que poner en serie con el diodo para que se encienda correctamente.
Diodos Zener
Es un tipo especial de diodo, que funciona como regulador de tensión cuando está polarizado de manera inversa. Es decir, mantiene la tensión de salida casi constante, a pesar de las variaciones que experimente la tensión de entrada. Cada diodo Zener se fabrica especialmente para controlar un único valor de tensión de salida.
Vamos a ver un ejemplo de uso de los diodos: Rectificar corriente. consiste en pasar de corriente alterna a corriente continua
¿Qué es un transistor?
Un transistor es un componente electrónico que se emplea para amplificar señales eléctricas; es decir, se utiliza para obtener corrientes de salida de mayor intensidad que las corrientes de entrada. Los transistores pueden ser bipolares o de efecto campo. En esta unidad estudiaremos el comportamiento del transistor bipolar de unión que es el más sencillo.
Diferencia entre transistores BJT y FET
Gracias, Alejandro
El transistor Bipolar (BJT)
Estos transistores están formados por tres capas: una capa central, que se llama base, y dos capas exteriores, que se denominan emisor y colector. Cada una de estas capas se conecta con el resto del circuito mediante un electrodo; por tanto, un transistor bipolar tiene tres ;electrodos: el emisor, el colector y la base.
En cada transistor es importante saber dónde están situados los electrodos, para poder conectarlos de forma correcta. Para que el transistor funcione bien, la unión base-emisor debe estar polarizada directamente y la unión base-colector debe estar polarizada inversamente.
Básicamente, hay dos tipos de transistores bipolares, que se conectan de diferente manera:
Transistores NPN. Como su nombre indica, están formados por la unión de dos semiconductores N en los extremos con un semiconductor P en el centro. Se conectan uniendo el colector y la base al polo positivo.
Transistores PNP. Están formados por la unión de dos semiconductores P y un semiconductor N. Se conectan uniendo el colector y la base al polo negativo.
Como funciona un transistor BJT
Para que circule corriente entre el colector y el emisor, tiene que llegar corriente a la base. La corriente que pasa entre el colector y el emisor es mucho mayor que Ia corriente que suministramos a la base. En consecuencia, el funcionamiento del transistor se puede controlar variando la corriente que circula por la base. Con pequeñas variaciones de la intensidad de base se provocan grandes variaciones en la intensidad de colector.
Así, una pequeña corriente que penetra por la base es capaz de multiplicar sus efectos en Ia corriente que va del colector al emisor. Esto significa que pequeñas corrientes pueden ser amplificadas o, lo que es Io mismo, que señales débiles pueden transformarse en otras señales más fuertes.
La corriente de base se puede modificar variando el valor de una resistencia conectada en serie con ella.
Ganancia de un transistor
La relación entre la corriente de salida y la corriente de entrada de un transistor se denomina ganancia y se calcula mediante la expresión siguiente:
Por ejemplo, si la ganancia de un transistor es 50, esto significa que la intensidad de la corriente que recorre el colector es 50 veces superior a la intensidad de la corriente que le llega a la base. Dicho de otro modo, por cada partícula eléctrica que entra por la base se desencadena el paso de 50 partículas del colector al emisor.
La ganancia más normal de un BJT esta en torno a 200
Formas de funcionamiento de un transistor BJT
Un transistor tiene tres formas de funcionamiento:
En corte. Cuando no se le suministra corriente a la base, con lo que el transistor impide el paso de la corriente entre el colector y el emisor, lo que equivale a mantener el circuito base-emisor abierto. Un transistor está en corte cuando (a)
En activa. El transistor permite el paso de corriente entre el colector y el emisor, pero la base recibe una corriente inferior a la corriente de saturación. Un transistor está en activa cuando: (b)
donde B es la ganancia del transistor.
En saturación. Cuando la base recibe suficiente corriente como para que circule la máxima corriente entre el colector y el emisor. Un transistor está en saturación cuando: (c)
Los electrones circulan libremente entre el colector y el emisor.
Aplicaciones básicas del transistor
Este funcionamiento determina las aplicaciones básicas de un transistor: como interruptor y como amplificador.
Cuando se emplea como interruptor, el transistor trabaja en corte y en saturación.
Cuando se emplea como amplificador, el transistor trabaja en activa.
(a) Corte
(b) Activa
(c) Saturación
Aquí tenéis un ejercicio facilito para entender como funciona un transistor
En primer lugar debo informaros de que las actividades han de ser de elaboración propia, por lo que si recibo actividades de alumnos iguales o muy similares, pueden ser calificadas ambas como 0. Por ello, no las copies de vuestros compañeros ni las dejes a ninguno porque puedes salir perjudicado.
Durante esta semana tenéis que abordar la primera parte de este tema. Leed detenidamente el contenido de la página y preguntadme dudas a través del correo. Además tenéis que remitir las siguientes actividades (recordad que solo tenéis tres días más desde la fecha que aparece en cada actividad como máximo para mandarlas):
Sesión 16/03/20 (A y B): Imprime o copia en tu cuaderno el cuadro que aparece en el apartado Que es la electrónica, rellenarlo y mandarlo por correo a la dirección jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 160320" si eres del grupo A o "3ºB 160320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. Puedes escanearlo o mandarme una foto.
Sesión 17/03/20 (A), Sesión 18/03/20 (B): Investiga que son es la electrónica analógica y la electrónica digital y la diferencia entre ellas. Envíame un vídeo donde me lo expliques a mi correo electrónico (jose.fernandez@iesaa.es) con el Asunto: "3ºA 170320" si eres del grupo A o "3ºB 170320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. El vídeo debe ser tuyo y no puedes estar leyendo el contenido de tu explicación. PUEDES MANDARLO POR INSTAGRAM DIRECTO jose.fernandez.covid19
Día 20/03/20 (A y B): realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. Escanearlo o hazle una foto y mándalo a la dirección jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 200320" si eres del grupo A o "3ºB 200320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto:
1.- Calcula el valor de las siguientes resistencias:
2.- ¿Cuál es la principal diferencia entre los componentes electrónicos activos y los componentes electrónicos pasivos?
3.- Indica que colores deberías colocar en una resistencia para indicar que su valor es de:
150000 ohm +-5%
270 ohm +-10%
1000 ohm +- 20%
4.- ¿Qué es la tolerancia? Calcula el valor máximo y el mínimo para una resistencia con los colores: Verde - rojo - Marrón --- Rojo
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Sesión 23/03/20 (A y B): Lee la parte de las resistencias variables. Crea una tabla donde indiques los diferentes tipos de resistencias variables e indiques varios ejemplos donde se usan cada uno de los tipos. Mandarlo por correo a la dirección jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 230320" si eres del grupo A o "3ºB 230320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. Puedes escanearlo o mandarme una foto.
Sesión 24/03/20 (A), Sesión 25/03/20 (B): Investiga que son los elementos lineales y los no lineales electrónicos y la diferencia entre ellos. Envíame un vídeo donde me lo expliques a mi correo electrónico (jose.fernandez@iesaa.es) con el Asunto: "3ºA 240320" si eres del grupo A o "3ºB 250320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. El vídeo debe ser tuyo y no puedes estar leyendo el contenido de tu explicación. PUEDES MANDARLO POR INSTAGRAM DIRECTO jose.fernandez.covid19
Sesión 27/03/20 (A y B): Lee que son los condensadores. Investiga algún circuito simple (que no esa el que aparece en esta web) donde utilizar condensadores, indicando como funciona. Mandarlo por correo a la dirección jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 270320" si eres del grupo A o "3ºB 270320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. Puedes escanearlo o mandarme una foto.
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Sesión 30/03/20 (A y B): Lee que son las bobinas. Investiga algún circuito simple (que no esa el que aparece en esta web) donde utilizar bobinas, indicando como funciona. Investiga también que es in relé. Mandarlo por correo a la dirección jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 300320" si eres del grupo A o "3ºB 300320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. Puedes escanearlo o mandarme una foto.
Sesión 31/03/20 (A), Sesión 01/04/20 (B): Investiga como funcionan los semiconductores y como se forman los semiconductores tipo P y los tipo N. Envíame un vídeo donde me lo expliques a mi correo electrónico (jose.fernandez@iesaa.es) con el Asunto: "3ºA 310320" si eres del grupo A o "3ºB 010420" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. El vídeo debe ser tuyo y no puedes estar leyendo el contenido de tu explicación. PUEDES MANDARLO POR INSTAGRAM DIRECTO jose.fernandez.covid19
Sesión 03/04/20 (A y B): Es el último día antes de nuestras merecidas vacaciones de semana santa. Por ello y para que me entregues todo y quedes libre toda la semana, voy a proponer solo una pequeña actividad:
Realiza la siguiente actividad:
El LED de la figura puede soportar una corriente de 35 mA cuando está sometido a una tensión de 1,5 V. Calcula el valor de la resistencia R que se necesita para protegerlo cuando lo conectamos a 9 V
Sesión 13/03/20 (A y B): Lee la parte de los diodos y diodos Zener. Explica con tus palabras como funciona un rectificador con diodos (No copies textualmente la wikipedia o similares). Investiga en Internet. Además busca también que función tiene un diodo Zener en un rectificador. Mandarlo por correo a la dirección jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 130420" si eres del grupo A o "3ºB 130420" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. Puedes escanearlo o mandarme una foto.
Sesión 14/04/20 (A), Sesión 15/04/20 (B): Investiga que son los transistores y la diferencia entre los BJT y los FET. Envíame un vídeo donde me lo expliques a mi correo electrónico (jose.fernandez@iesaa.es) con el Asunto: "3ºA 140320" si eres del grupo A o "3ºB 150320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. El vídeo debe ser tuyo y no puedes estar leyendo el contenido de tu explicación. PUEDES MANDARLO POR INSTAGRAM DIRECTO jose.fernandez.covid19
Sesión 17/04/20 (A y B):
Web de tecnología - Madera
Ya tenemos fecha para nuestra primera clase on-line. Va a ser el Viernes 17/04 a la 13:00 de la mañana Para entra, tenéis que poner este código en Meet: ojy-dhde-hhb
(Si alguien le viene mal la hora, que me lo comunique durante este día (14/04) para cambiarla)
NO ES NECESARIO QUE OS PONGÁIS MUY GUAP@S¡¡¡
Sesión 20/03/20 (A y B): En la web aparecen las tres formas de funcionamiento que puede tener un transistor BJT. Haz un vídeo donde expliques cada una de ellas (Ya sabes, sin leer.....el móvil tampoco de lee). Envíame un vídeo donde me lo expliques a mi correo electrónico (jose.fernandez@iesaa.es con el Asunto: "3ºA 200420" si eres del grupo A o "3ºB 200420" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. PUEDES MANDARLO POR INSTAGRAM DIRECTO jose.fernandez.covid19
Sesión 21/04/20 (A), Sesión 22/04/20 (B): )Para hoy tenenos los siguientes ejercicios:
El martes 21 a las 12 tenemos conferencia para explicar los ejercicios y como va a ser la prueba del viernes.
Ya teneis tod@s el enlace en el correo, pero por si acaso aquí lo teneis:
https://meet.google.com/aag-sxyo-cxs
1.- ¿Cuál será el comportamiento en los siguientes circuitos?
2.- El circuito de la figura permite regular el tiempo que tarda en encenderse la bombilla. Explica cómo funciona el circuito y cuál es la misión de cada uno de sus componentes.
Envialos con el Asunto: "3ºA 210320" si eres del grupo A o "3ºB 220320" si eres del grupo B y tu nombre en el texto. Envíalo a mi correo o por instagram.
Sesión 24/04/20 (A y B):
Para terminar el tema, hoy vamos a hacer el examen a las 13:00 horas mañana. Os mandare un enlace para entrar en el examen y una contraseña para que entréis. Solo si ambos coinciden, podréis acceder al examen.
Ademas, durante la prueba podéis mandarme mensajes a instagram o acceder a esta videollamada que estará activa para hacerme llegar dudas sobre enunciados u otros aspectos que no entiendas de la prueba https://meet.google.com/aag-sxyo-cxs
La duración será de unos 40 min, aunque os dejare alguno más para entregarlo. TENÉIS QUE RELLENAR TODAS LAS RESPUESTAS PARA PODER ENVIARLO, sino no te va a dejar.
Ahora seguimos con el siguiente tema que es un acercamiento al mundo de la programación. Para algunos de vosotr@s es la primera vez que vais a entrar en este apasionante mundo que espero os guste mucho
Para acceder a las tareas debes ir al panel lateral izquierdo de esta web, escoger la pagina de 3º ESO y luego Programación o pinchar en este enlace:
https://sites.google.com/a/iesaa.es/web-de-tecnologia/3o-eso---tecnologia/control-y-programacion