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GOBIERNO DEL ESTADO DE DURANGO SECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUBSECRETARÍA DE SERVICIOS EDUCATIVOS DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN BÁSICA “A” DEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN SECUNDARIA TÉCNICA JEFATURA DE ENSEÑANZA DE EDUCACIÓN TECNOLÓGICA
ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA No. 62 Ponciano Arriaga s/n Col. Benito Juárez Tel. 8130734 81 30734
ÁMBITO DE SERVICIOS ADMINISTRATIVOS DE APOYO A LA PRODUCCIÓN TALLER COMPUTACION FICHA TÉCNICA ETAP ETAPA A REGIONA REGIONAL L Nombre de la ficha técnica: LA TARJETA MADRE
Autor: Rodrigo Alonzo Asesor: Gerardo Sánchez Nájera
Fecha: Febrero 2008
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ÍNDICE
TÍTULO
PÁGINA
ASPECTO HISTÓRICO SOCIAL ORIGEN…………………………………………………………………………………….
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EVOLUCIÓN................................................................................................................
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IMPACTO IMPACTO SOCIAL....................................................................................................
7
REPERCUSIONES....................................................................................................
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DIMENSIÓN CIENTÍFICA Y TÉCNICA 1. FUNCIONALIDAD FINALIDAD POR LA QUÉ FUE CONSTRUIDO.....................................................
8
POSIBLES USOS Y AMBITOS DE APLICACIÓN..................................................
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UTILIDAD DE USO CON RELACIÓN RELACIÓ N A LA SATISFACCIÓN DE LA NECESIDAD
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2. ESTRUCTURA IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES PARTES QUE COMPONEN AL OBJETO..................
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REPRESENTACIÒN REPRESENTACIÒN GRÀFICA..............................................................................
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CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES………………….……………………. MATERIALES………………….…………………….
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ORÍGEN DE LOS MATERIALES……………….…………….…………… MATERIALES……………….…………….…………… PROPIEDADES GENERALES………………………………… GENERALES…………………………………………….. …………..
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PROCESOS DE FABRICACIÓN............................................................................ FABRICACIÓN............................................................................
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PRINCIPALES PRINCIPALES HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA FABRICACIÓN.................. FABRICACIÓN..................
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3. FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO EXTERNO............................................................................
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FUERZAS Y TIPOS DE ENERGÍA QUE HACEN FUNCIONAR EL OBJETO.....
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APLICACIÓN DE PRINCIPIOS DE LA CIENCIA..................................................
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PROPUESTAS PROPUESTAS DE INNOVACIÒN........................................................................ INNOVACIÒN........................................................................
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-LA TARJETA MADRE-
Aspecto Histórico-Social ORIGEN. La tarjeta madre no es propiamente un componente, ya que meramente es un concepto, esto es, la tarjeta madre es la tableta en donde se montan todos los componentes y sus interconexiones a manera de pistas (cobre adherido a la tarjeta). Bási Básica came ment nte e es el disp dispos osititiv ivo o que que aglu aglutitina na a todo todoss los los demá demás, s, tale taless como como microprocesador , buses, buses, ranuras, ranuras, zócalos, zócalos, memoria, memoria, puertos, puertos, conectores, conectores, video, video, etc. Como definición de la tarjeta madre o placa base, se puede decir que es un circuito impreso sobre el cual se montan y acoplan los zócalos, ranuras, circuitos, pastillas y componentes electrónicos necesarios para el funcionamiento de la computadora. En 1941 comenzó a funcionar el primer ordenador electrónico, el Colossus Colossus.. Desde aquel primer ordenador hasta nuestros días, son muchos los aspectos que han cambiado en el mundo de la informática y computación, sin embargo, desde la creación de la E.N.I.A.C. se sigue sigue manten mantenien iendo do la arquitectu arquitectura ra Von Neumann Neumann.. Básica Básicamen mente, te, esta esta arquit arquitect ectura ura hace hace de la comput computado adora ra la máquin máquina a que todos todos conocemos, una entrada de información, un procesamiento de la información con las inst instru rucc ccio ione ness alma almace cena nada dass en una una memo memoria ria,, y una una salid salida a de la info inform rmac ació ión n procesada. Las primeras tarjetas madre, o computadoras en una tarjeta, como se les llamaba en aquel quel
ento entonc nces es,,
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la
fun funcion cional alid ida ad
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para ara
su
prop ropio
func funcio iona nami mien ento to,, y gene genera ralm lmen ente te eran eran inge ingeni nios os de labo labora rato tori rio. o. La prim primer era a computadora en una tarjeta que llegó al mercado fue la MITS Altair 8800 en 1974, que contaba con una tarjeta base para incorporar el procesador, la RAM y su circuitería de soporte, en un transporte de datos S-100. En 1975 la Mycron 1 llega al mercado, con algunas mejoras. Con el arribo de los primeros estándares y la tarjeta madre XT dentro de la primera computadora comercial, si bien esta situación no mejoró mucho, sí comenzaron a poblar el mercado nuevos fabricantes y dispositivos que apegados a la norma podían interactuar indistintamente con tarjetas de otros fabricantes.
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Con el mejoramiento de los procesadores, fue necesario mejorar los diseños para soportar transportes de datos con mayor capacidad y velocidad, lo cual evolucionó en el estándar AT, acompañado de un círculo virtuoso de crecimiento en todos los aspe aspect ctos os,, incl incluye uyend ndo o la disp dispon onib ibili ilida dad d de una una cant cantid idad ad cada cada vez vez mayo mayorr de accesorios para poblar el limitado espacio de recursos con que contaba la tarjeta madre, llegando el momento inclusive en el que era necesario quitar y poner tarjetas de expansión para poder utilizar un accesorio, o contar con dos computadoras cada una una comp comple leme ment ntan ando do los los acce acceso sori rios os de la otra otra.. Auna Aunado do a esta estass limi limita tant ntes es se encontraba la más estricta de todas, esta es; el ancho de banda del transporte de datos. Junt Junto o con con esta esta expl explos osió ión n de acce acceso sori rios os disp dispon onib ible les, s, tamb tambié ién n lleg llegó ó un grav grave e prob proble lema ma para para los los que que gust gustab aban an de equi equipa parr su comp comput utad ador ora, a, este este es, es, la disponibilidad de recursos lógicos y la configuración manual de cada dispositivo, que en ocasiones podían llegar a entrar en conflicto unos con otros, ya fuera por las direcciones de memoria, solicitudes de interrupción, canales de acceso directo a memoria, etc. La primera solución a los problemas técnicos de la arquitectura AT llegó en 1992 de las manos de la misma empresa que diera pie a esta revolución, Intel Corporation, con la liberación de la primera versión de especificaciones para el transporte local de datos PCI. Con la nueva tecnología ya era menor el problema de configuración dado que soport soporta a conec conectar tar y activa activarr (Plug (Plug And Play) Play),, con con lo que que se resolvi resolviero eron n muchos muchos proble problemas mas y los que sobrev sobrevivi iviero eron n fueron fueron causa causados dos más por por la necesi necesidad dad de coexistencia del PCI e ISA bajo la misma carcaza, que por razones tecnológicas propias del PCI. Si bien la tecnología PCI ofreció una solución a la mayoría de los problemas existentes en la arquitectura AT, también trajo consigo un caldo de cultivo para nuevas alternativas tecnológicas para accesorios y eventualmente llegó a saturar el transp transport orte e de datos datos result resultand ando o insufi insuficie ciente nte para para las cada cada vez más tecnol tecnologí ogías as innovadoras que poblaban los estantes de accesorios para PC.
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En 1996 Intel libera la primera especificación para un estándar de factor de forma para tarjetas madre, el ATX. En este estándar se incluyen mejoras tanto para integradores como para fabricantes, incorporando diversos dispositivos en la misma tarjeta madre y distribuyéndolos de forma tal que unos componentes no limitaran el espaci espacio o de otros. otros. Esta nueva nueva tecno tecnolog logía ía causó causó un gran gran revuel revuelo o debido debido a que requería del rediseño de fuentes de poder y gabinetes, siendo en consecuencia incomp incompati atible ble con lo existe existente nte.. Alguna Algunass empres empresas as vieron vieron en este este estánd estándar ar una ventana de oportunidad y lo comenzaron a utilizar. Eventualmente se convirtió en el estándar predominante. Con el estándar ATX en la puerta, las tarjetas madre se vieron liberadas de tarjetas necesarias para el funcionamiento del sistema, y que habían sido integradas a la circuitería principal. Con esto se liberaron las ranuras del controlador de discos, multip multipuer uertos tos e inclus inclusive ive video. video. Dejand Dejando o libres libres hasta hasta 3 ranura ranurass que podía podían n ser ser utilizadas para otros dispositivos, agravando los problemas del transporte de datos, ya que si bien las ranuras fueron liberadas, el bus seguía siendo el mismo. Una vez mas, mas, Inte Intell tomó tomó carta cartass en el asun asunto to y reso resolvi lvió ó vari varios os prob proble lema mass atac atacán ándo dolo loss básicamente con 2 tecnologías en el mismo año; 1997. Por Por un lado lado,, el prob proble lema ma de la esca escase sezz de anch ancho o de band banda a para para el vide video o trid tridim imen ensi sion onal al y pelí pelícu cula lass de movi movimi mien ento to tota totall de alta alta cali calida dad d lo reso resolv lvió ió desarrollando un puerto local de alta velocidad y con características específicas para video, bajo el nombre de AGP; y por otro lado, para todos los dispositivos que de algu alguna na form forma a pudi pudier eran an coex coexis istitirr con con otro otross en el mism mismo o trans transpo port rte e de dato datos, s, desarrolló el USB. En el año 2000, Intel anuncia que ya no dará soporte a la tecnología ISA, para enfocarse en el mejoramiento de PCI y USB. El 23 de Enero de 2003, en Taipei, Taiwan, Abit Computer Corporation anuncia la primera tarjeta madre en soportar memoria RDRAM a 1200MHz
EVOLUCION. 1924
The Tabulating Machine Company is renamed to IBM. 1939
Hewlett Packard is founded. 5
http://puntadiamante.blogspot.com by Gerardo Sánchez 1947
The first transistor is invented. 1957
DEC is founded. 1966
MoboCop was born. 1967
IBM creates the first floppy disk. 1968
Intel Corp is founded. 1969
AMD is founded. AT&T Bell Laboratories develop Unix. Compuserve is founded. 1970
Intel releases the first microprocessor - the 4004. Intel announces the 1103, the first random-access memory (RAM). 1972
The compact disc is invented. 1974
Intel releases the 8080 microprocessor. 1975
MITS ships one of the first PCs, the Altair 8800 with one kilobyte (KB) of memory: A mail-order kit for $397.00 Paul Allen and Bill Gates and found Microsoft. Steve Wozniak Wozniak and Steve Jobs found f ound Apple Computer. 1976
Intel introduces the 8086 microprocessor. Xerox develops the widely used networking protocol Ethernet. 1977
Star Wars Wars debuts. debut s. ARCNET the first commercially network is developed. The Apple II, the first personal computer with color graphics is demonstrated. 1978
The 5.25-inch floppy disk becomes an industry standard. Epson introduces the TX-80 1979
The Motorola 6800 is released. The Intel 8088 is released. Phoenix is founded. Texas Instruments releases the TI 99/4 personal computer. Hayes markets its first modem. Atari introduces coin-operated version of Asteroids. 3COM is founded.
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http://puntadiamante.blogspot.com by Gerardo Sánchez 1980
IBM hires Paul Allen and Bill Gates to create DOS. Microsoft licenses Unix and starts to develop a PC version, XENIX. The first Tandy Color computer is introduced. AST is founded. 1981
Hewlett-Packard Superchip, the first 32-bit chip is introduced. Intel ships the 8087 math coprocessor. MS-DOS 1.0 was released. IBM releases its IBM PC, which runs on DOS. Commodore ships the VIC-20, which later becomes the world’s most popular computer costing only $299.95. Logitech is founded. Adaptec is founded. 1982
The Intel 80286 processor is announced. Peter Norton creates Norton Utilities. Sony releases its first Trinitron monitor. Sun is incorporated. Compaq Computer Corp. is founded. MS-DOS version 1.25 is released. Adobe is founded. 1983
The IBM XT is first introduced. The Apple IIe is introduced. MS-DOS 2.0 was released. Microsoft Windows was announced November, 1983 1984
ISA is expanded to 16-bit The 3.5-inch floppy diskette is introduced. Dell Computer is founded IBM develops EGA. Microsoft introduces intr oduces MS-DOS 3.0 for the IBM PC AT AT and MS-DOS 3.1 for networks. The Tandy 1000 personal computer is introduced. University of Southern California professor Fred Cohen creates alarm when he warns the public about computer viruses. Kings Quest 1: Quest for the crown is released to the public. MoboCop graduates from High School Cirrus is founded. 1985
Intel introduces the 80386. Microsoft and IBM begin collaboration on the next-generation operating system (OS/2). Gateway 2000 is founded. Microsoft Windows 1.0 is shipped. ATI is founded. 1986
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http://puntadiamante.blogspot.com by Gerardo Sánchez MS-DOS 3.2 was released. 1987
Elitegroup Computer Systems (ECS) is established. The SPARC processor is introduced by Sun. IBM introduces VGA. IBM introduces MCA. MS-DOS 3.3 was released. Microsoft and IBM release OS/2 1.0. IBM introduces the PS / 2 personal computer. IBM sends clone manufactures letters demanding retroactive licensing fees. 1988
EISA is developed as an alternative to MCA. Intel introduces the 16 MHz 80386SX microprocessor. Creative Labs introduces the SoundBlaster MS-DOS 4.0 was released. MS-DOS 4.01 was released. 1989
Intel releases the 486DX processor. Asus is founded. 1990
Intel releases the 80386SL processor. Microsoft releases Windows 3.0 The World, the first commercial Internet dial-up access provider comes online. Creative Labs introduces the SoundBlaster Pro. Microsoft and IBM stop working together to develop operating systems. IBM introduces XGA. 1991
Intel introduces the Intel 486SX Advanced Micro Devices introduces the Am386DX. The Enhanced Parallel Port (EPP) is developed by Intel, Xircom and Zenith Data Systems. Linux is introduced. World Wide Web is launched. Microsoft changes the name of OS/2 to Windows NT. MS-DOS 5.0 was released. 1992
Intel releases the 486DX2. Intel introduces the Peripheral Component Interconnect (PCI). VESA local bus is introduced. Microsoft and Hewlett Packard develops ECP. 1993
Intel develops PPGA. Intel releases the Pentium Processor. IrDA is founded. The EPA establishes Energy Energ y Star. PowerPC processor for the Apple Power Mac is introduced. DOOM by IdSoftware was released. Myst is released.
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http://puntadiamante.blogspot.com by Gerardo Sánchez 1994
A mathematical flaw in the Intel Pentium is discovered. Intel releases the IntelDX4 processor. YAHOO is created Netscape is founded. Commodore computers files Bankruptcy. Microsoft releases its beta for Windows 95. Rasmus Lerdorf creates PHP. PHP. MS-DOS 6.22 was released. Microsoft releases Windows 3.11. 1995
Intel releases the new motherboard form factor ATX. USB standard is released. Microsoft Releases Windows 95. Amazon.com is officially opened. 1996
Intel releases the 200 MHz Pentium. Cyrix ships the 133 MHz Media GX processor. NEC merges with Packard Bell. Creative Labs introduces the 3D Blaster card. 1997
Intel introduces the MMX chip. The Intel Pentium II 233 MHz processor is released. AMD introduces the K6 processor. Advanced Graphics Port or AGP design is released. Cyrix is established. DVDs go on sale. Microsoft announces Windows 98. 1998
Intel releases the 266 MHzCeleron processor. Intel releases the 333, 350, and 400 MHz Pentium II. AMR is released Award becomes part of Phoenix Compaq purchases Digital Equipment Corporation Hearings open between Microsoft and the U.S. Department of Justice. Microsoft Windows 98 is officially released. Apple introduces the iMac. 1999
Intel releases the Pentium III 500 MHz. AMD releases the Athlon processor. Cyrix releases the MII processor. Intel announces the Pentium III processor. VIA Technologies announces it will acquire Cyrix from National Semiconductor. NVIDIA introduces the GPU. 2000
CNR is introduced. AMD introduces the 850 MHz Athlon processor. Intel begins shipping a 1 GHz processor.
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http://puntadiamante.blogspot.com by Gerardo Sánchez Intel introduces the 400, 450, and 500 MHz mobile Celeron processors. Intel announces the processor code-named "Willamette" will formally be called Pentium 4. AMD releases the 1.1 GHz Athlon processor. Microsoft Windows 2000 is released. 2001
Intel recalls its 1.13 GHz Pentium III processors. Bill Gates unveils the Xbox. Microsoft Windows XP home and professional editions are released.
IMPACTO SOCIAL. El surgimiento de la tarjeta madre tuvo un gran impacto en la sociedad en toso el mundo pues permite la unión de la CPU, tarjeta de gráficos, tarjeta de sonido, sonido, controlador de IDE/ATA/Serial ATA de disco duro, duro, memoria (RAM (RAM), ), y caso todos los otros dispositivos en un sistema de computo. Contiene el chipset, que controla el funcionamiento de el CPU, CPU, las ranuras de expansión PCI, ISA y AGP, AGP, y (usualmente) los controladores de IDE/ATA también. La mayoría de los dispositivos que pueden unirse a una tarjeta madre son unidos via uno o mas ranuras de expansión o enchufes.
REPERCUSIONES. En el futuro la tarjeta madre podra evolucionar a otro tipo de tecnología que haga el mismo trabajo que esta pero con menor cantidad de circuiteria, haciendola mas pequeña y con una mayor capacidad para tarjetas.
Dimensión Científica y Técnica FUNCIONALIDAD. La función principal de una tarjeta madre es permitirnos unir la CPU en un sistema de computo.
Posibles Usos y Ámbitos de Aplicación. Aplicación
Ejemplo 10
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Oficinas Escuelas Hogares
En todos estos ámbitos se cuenta con computadoras por lo cual se cuenta tambien con tarjetas madre para el funcionamiento de estas.
Utilidad o Frecuencia de Uso con Relación a la Satisfacción de la Necesidad Este objeto técnico va en proporción directa a la satisfacción de la necesidad que va en aumento, porque todo ser humano tiene en sus hogares, escuelas, oficinas, etc., como mínimo una computadora, pues al tener una computadora es necesario la tarjeta madre para el funcionamiento correcto de esta.
ESTRUCTURA. IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES QUE COMPONEN EL OBJETO. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
PARTE BIOS Ranuras PCI Cache Chipset Conector tores teclado, ra ratón, US USB… Conector eléctrico Zócalo ZIF Ranuras DIMM 168c Ranuras SIMM 72c Conec onecto tore ress EIDE IDE (dis (disco co duro uro) Conector disquetera Pila Chipset Ranura AGP Ranuras ISA
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REPRESENTACION GRAFICA.
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CARACTERISTICAS DE LOS MA M ATERIALES. Origen de los Materiales. Materiales Inorg. Aluminio x Plastico x Cobre x
Org. Renov. No renov. Mineral Vegetal Animal x x x x x x
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES EMPLEADOS.
Propiedades Generales Las propiedades que dependen de la cantidad total de materia del cuerpo se llaman propiedades
generales; entre ellas están la forma, tamaño, peso, temperatura.
Propiedad Gral Masa
Definición
Donde se manifiesta Cantidad de materia contenida en un Al pesar la tarjeta madre en una
Volumen
cuerpo. Se mide en (Kg) báscula. Luga Lugarr o exte extens nsió ión n que que ocup ocupa a un Es el lugar que ocupa la tarjeta cuerpo en el espacio. Se mide en (m3). madre en un espacio. El volu volumen men no sólo sólo depe depend nde e de la cantidad de materia, sino también de
Peso
la temperatura Fuerza de atracción gravitacional que Es la fuerza de atracción la Tierr ierra a ejer ejerce ce sobre obre todo todoss los los gravitacional que ejerce la tierra cuerpos. Es proporcional a la masa
Inercia
sobre la tarjeta. Cualid Cualidad ad que tienen los cuerpo cuerposs de Se manifiesta al moverse o cuando pres preser erva varr el esta estado do,, de repo reposo so o esta en reposo movimiento en línea recta en que se encu encuen entr tran an hast hasta a que que una una fuer fuerza za
Divisibilidad
Porosidad
externa actúe sobre ellos Propiedad que tienen los cuerpos para
Muy poco probable que se pudieran
fraccionarse en pedazos cada vez
dañar o quebrarse alguna parte con
más pequeños característica de la materia que
el trato normal No hay porosidad porque el
consiste en presentar poros o
aluminio y el plástico su estructura estructura
espacios vacíos
atómica es muy densa
PROCESO DE FABRICACION. Sistemas y Técnicas de Fabricación.
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Sistema Unión
Recubrimiento
Conformación
Técnica
Donde se manifiesta
Ensamblado
Al ensamblar las partes internas y externas de la
Soldado Pintado
tarjeta madre. Al soldar las partes electricas de la tarjeta. Se pinta todo el objeto técnico para darle
Esmaltado
presentación. Se cubre con esmalte toda la pintura aplicada para
Doblado
darle brillo y protección a la pintura Se dobla para dar forma al aluminio y al plástico.
Herramientas utilizadas en la fabricación del objeto.
No Descripción Características
Función Elaborar las partes de la
1
Herramientas
tarjeta así como ensamblar los componentes.
FUNCIONAMIENTO. La info informa rmaci ción ón se escr escrib ibe e y se lee lee por por medi medio o de una una cabe cabeza za magn magnét étic ica a de lect lectur ura/ a/es escr crititur ura a aloj alojad ada a en el ensa ensamb mble le del del conj conjun unto to de la cabe cabeza za.. Un braz brazo o actuador que mantiene a este ensamble en su lugar l ugar,, es posicionado por dos imanes, uno superior y otro inferior; a estas placas se les llaman "placas magnéticas", y su 15
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función es controlar el movimiento del brazo actuador a través de la superficie del plato. Dicho movimiento, en sincronía con la rotación del plato, permite a la cabeza de lect lectur ura/ a/es escr crititur ura a acce accede derr a punt puntos os espe especí cífifico coss de la supe superfi rfici cie e magn magnét étic ica. a. Las señales que lee o escribe la cabeza, son amplificadas por el preamplificador de Lectura/escritura mismo que, en conjunto con la bobina actuadora y conectores asociados, da forma a la "bobina de voz"; cerca de esta se encuentra la palanca de estacionado. Cuando la unidad es desactivada, esta palanca mantiene a la cabeza de lectura/escritura en la "zona de aterrizaje", un sitio de seguridad en el plato donde no se almacena ninguna información. Todas estas componentes se contienen en un ensamble de base (j) y una cubierta (k), los cuales son sellados en un ambiente totalmente limpio de esta manera se aísla el polvo y otros contaminantes que pueden dañar o destruir a la unidad.
Fuerzas y Tipos de Energía que Causan que el Objeto Funcione.
ENE EN ERGÍA MECÁNICA
DEFINICIÓN La energía mecánica se
Donde se manifiesta Al conectar o desconectar tarjetas.
crea o genera cuando una fuente externa de energía alimenta al dispositivo mecánico y lo hacer girar, avanzar, ELECTRICA
retroceder, etc. Se denomina energía
La energía que hace que funcione la tarjeta
eléctrica a la forma de
madre.
energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico— eléctrico— y obtener trabajo. trabajo. 16
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Principios de la Ciencia Toda máquina compuesta esta construida por máquinas simples, en este caso son las siguientes:
Principio Ley de Ohm
Donde se manifiesta La tarjeta madre contiene circuitos eléctricos.
Propuestas de Innovación
Propuesta Mas peque equeñ ñas
Posible Aplicación En un futu futuro ro las tarj tarje etas tas mad madre ress se serán rán ma mas peq peque ueñ ñas pue pues lo los CPU también están reduciendo su tamaño.
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