Fundamentos de electricidad y electronica

Fundamentos de electricidad y electrónica
Erick Álvarez
Isabella Arce
Samuel Calderón
Juliana Parra
Laura Gisell Polindara
Valeria Rondón
Profesor Guillermo Mondragón
Institución Educativa Liceo Departamental
Tecnología
10-6
Santiago de Cali
2021

Índice
¿Qué es la electricidad? 3
¿Qué es la electrónica? 3
Términos básicos de electricidad y electrónica 4
Transporte de la corriente eléctrica 6
Resistencias 7
Resistencias variables 7
LDR 8
NTC-PTC 8
Condensadores 9
Diodos 10
Transistores 11
Motores 12
Servomotores 13
Relés 14
Ley de Ohm 15
¿Qué es la ley de Watt? 16
Problemas con circuitos 17
Circuitos abiertos 17
Voltaje 17
Corto a tierra 18
Caídas de voltaje 18
Códigos de colores 20
Formato de los códigos HTML 20
Significado de los símbolos 20
Ejemplos 20
Tarjeta Arduino 21
Manejo del photoboard 22
Tester o multímetro 23
Sensores 24
1

Mapa conceptual 25
Conclusión 26
Referencias 28
Bibliografía 30
Blogs 31
Evidencia de trabajo 32
.
2

¿Qué es la electricidad?
La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con el movimiento de los
electrones de la capa externa de los átomos que hay en la superficie de un material
conductor.La electricidad es un fenómeno íntimamente ligado en la materia y a la vida.
Todo lo que vemos en nuestro alrededor -y también lo que no vemos- está integrado
mediante electrones, partículas que giran y vuelven a los núcleos atómicos.
¿Qué es la electrónica?
Es el estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos medios,
como el vacío, los gases y los semiconductores, sometidos a la acción de campos
eléctricos y magnéticos. La electrónica tiene hoy día un gran número de aplicaciones.
Los circuitos electrónicos que forman parte de los dispositivos que utilizamos a diario
permiten el control y procesado de la información, así como la conversión y distribución
de la energía eléctrica.
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Términos básicos de electricidad y electrónica
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.
El amperaje: También conocido como corriente o intensidad, es el flujo o la cantidad de
electrones que atraviesan un conductor durante un tiempo determinado. Se mide en
amps o amperes.
La potencia: La potencia eléctrica es la magnitud utilizada para cuantificar el consumo
generación de energía eléctrica, potencia es un parámetro que indica la cantidad de
energía eléctrica transferida de una fuente generadora a un elemento consumidor por
unidad de tiempo. Esto significa que la potencia es la cantidad de energía que se
entrega por segundo de una fuente de energía a un consumidor.Se mide en watts o
vatios.
La resistencia: Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su
paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación
de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a
un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la
circulación de la corriente eléctrica. Esto 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.
4

Componente electrónico: Es un componente que cumple con cierta función, como los
LEDs, los relevadores, los condensadores, etc. Estos funcionan a base de voltaje y
consumen cierto amperaje que dependiendo de la fuente de energía determina el
tiempo que pueden estar en funcionamiento.
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5

Transporte de la corriente eléctrica
La red de transporte es la parte del sistema constituida por los elementos necesarios
para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía
generada en las centrales eléctricas.
Para ello, los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados,
elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado
nivel de potencia a transmitir, al elevar el voltaje se reduce la intensidad de corriente
eléctrica que circulará, reduciéndose las pérdidas por efecto Joule. Con este fin se
emplean subestaciones elevadoras con equipos eléctricos denominados
transformadores.
Parte fundamental de la red son las líneas de transporte. Una línea de transporte de
energía eléctrica o línea de alta tensión es el medio físico mediante el que se realiza la
transmisión de la energía a grandes distancias. Está constituida tanto por el elemento
conductor, usualmente cables de cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte,
las conocidas como torres de alta tensión.
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Resistencias
La resistencia eléctrica es un dispositivo cuya función es la de oponerse al paso de corriente
eléctrica en un circuito. Esta característica de oposición al paso de la corriente eléctrica,
produce una serie de efectos de los cuales podemos aprovecharnos y por los cuales las
resistencias eléctricas son utilizadas.
4
Resistencias variables
Son resistencias cuyo valor varía en función de algún parámetro.
POTENCIÓMETRO.
Una resistencia ajustable o potenciómetro es una resistencia cuyo valor podemos modificar
moviendo su eje o cursor. Entre los extremos del potenciómetro el valor siempre es el mismo;
pero entre un extremo y el punto intermedio tendremos una resistencia variable desde 0 al valor
especificado. Su símbolo es el de la figura adjunta:
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LDR
Una LDR es una resistencia cuyo valor depende de la luz que incide sobre ella. A mayor luz
menor resistencia y viceversa.
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NTC-PTC
Las resistencias NTC y PTC cambian su valor en función de la temperatura. En el primer caso,
NTC, la resistencia disminuye al aumentar la temperatura, en las resistencias PTC su valor
aumenta al aumentar la temperatura.
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Condensadores
Los condensadores son componentes capaces de almacenar energía eléctrica entre sus
terminales. Se utilizan en circuitos eléctricos como temporizadores, filtros en las fuentes de
alimentación, en circuitos electrónicos de radiodifusión, supresión de ruido eléctrico etc. Están
constituidos por dos placas metálicas paralelas, denominadas armaduras, separadas por un
material aislante conocido como dieléctrico. Al conectarlo a una pila o batería, el condensador
se carga de energía eléctrica.
La cantidad de carga que puede almacenar un condensador depende de la tensión o voltaje
aplicada entre sus armaduras y de sus características constructivas. La relación entre la carga
y el voltaje se denomina capacidad y responde a la siguiente expresión: C=Q / V.
Existen diferentes tipos de condensadores según su forma y materiales con los que se
construyen: electrolíticos, cerámicos, de plástico, de papel, de mica y de sulfuro de polifenileno.
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Diodos
Un diodo es un dispositivo semiconductor que actúa esencialmente como un interruptor
unidireccional para la corriente. Permite que la corriente fluya en una dirección, pero no
permite a la corriente fluir en la dirección opuesta.
Los diodos también se conocen como rectificadores porque cambian corriente alterna
(CA) a corriente continua (CC) pulsante. Los diodos se clasifican según su tipo, voltaje
y capacidad de corriente.
Cuando un diodo permite un flujo de corriente, tiene polarización directa. Cuando un
diodo tiene polarización inversa, actúa como un aislante y no permite que fluya la
corriente.
Los diodos tienen una polaridad determinada por un ánodo (terminal positivo) y un
cátodo (terminal negativo). La mayoría de los diodos permiten que la corriente fluya
solo cuando se aplica tensión al ánodo positivo. En este gráfico se muestran varias
configuraciones de los diodos.
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Transistores
Se llama transistor a un tipo de dispositivo electrónico semiconductor, capaz de
modificar una señal 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)
Los transistores tienen su origen en la necesidad de controlar el flujo de la corriente
eléctrica en diversas aplicaciones, como parte de la evolución del campo de la
electrónica.
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Motores
Los motores son artefactos cuyo propósito principal es brindar la energía suficiente a
un conjunto de piezas para que estas tengan un funcionamiento adecuado y la
máquina que componen pueda realizar sus actividades. Normalmente, estos funcionan
con algún tipo de combustible, que puede ser natural o procesado industrialmente y se
valen de la conversión de energía en otro tipo de energía con muchas más
posibilidades de ser utilizada. Hoy en día, el motor es una de las invenciones más
utilizadas, pues, la mayoría de los objetos que el ser humano ha creado necesita ese
impulso que lo haga funcionar.
Los motores pueden ser creados desde diversas perspectivas de funcionamiento, por
ello existen muchos tipos. Entre ellos se encuentran: el motor eléctrico (la electricidad
es la fuente de funcionamiento), el motor térmico (la energía calórica es el principal
origen de la fuerza), el motor de combustión interna (se utilizan químicos, que se
convierten en energía) y el motor de combustión externa (se transforma la sustancia
química en otra distinta). Cada motor tiene una serie de características, que determinan
si la funcionalidad será la deseada; estas consisten en el rendimiento, la velocidad
nominal, la potencia, el par motor y la estabilidad.
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Servomotores
Los servomotores son dispositivos de accionamiento para el control de precisión de velocidad,
par motor y posición. Constituyen un mejor desempeño y precisión frente a accionamientos
mediante convertidores de frecuencia, ya que éstos no nos proporcionan control de posición y
resultan poco efectivos en bajas velocidades.
Contiene en su interior un encoder, conocido como decodificador, que convierte el movimiento
mecánico (giros del eje) en pulsos digitales interpretados por un controlador de movimiento.
También utilizan un driver, que en conjunto forman un circuito para comandar posición, torque y
velocidad.
Se puede utilizar, por ejemplo, en el zoom de una cámara de fotografías, en la puerta de un
ascensor o en algunas herramienta que tengamos en casa.
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Relés
Es un elemento que funciona como un interruptor accionado eléctricamente. Tiene dos circuitos
diferenciados. Un circuito de una bobina que cuando es activada por corriente eléctrica cambia
el estado de los contactos. Los contactos activarán o desactivarán otro circuito diferente al de
activación de la bobina. Puede tener uno o más contactos y estos pueden ser abiertos o
cerrados.
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Ley de Ohm
La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un
circuito eléctrico. La intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente
proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que
presenta.
En forma de fracción se representa de la siguiente forma:
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Donde I es la intensidad que se mide en amperios (A), V el voltaje que se mide en voltios (V); y
R la resistencia que se mide en ohmios (Ω).
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¿Qué es la ley de Watt?
La Ley de Watt se refiere a la potencia eléctrica de un elemento electrónico o un artefacto y se
define como la potencia consumida por la carga es de manera directa proporcional al voltaje
suministrado y a la corriente que circula por este. La unidad de la potencia es el Watt. El signo
para representar la potencia es “P”.
Para encontrar la potencia eléctrica (P) podemos emplear las siguientes fórmulas:
Conociendo el voltaje y corriente: P = V x I
Conociendo la resistencia eléctrica y corriente: P = R x I2
Conociendo el voltaje y la resistencia eléctrica:
P =
V2
R
En las anteriores fórmulas únicamente se sustituyeron las incógnitas correspondientes
empleando la fórmula de la ley de Ohm.
Si la potencia eléctrica es positiva (+P) quiere decir que el componente electrónico está
consumiendo energía. Si la potencia eléctrica es negativa (-P) quiere decir que el componente
electrónico produce o genera energía (Baterías, generadores…).
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Problemas con circuitos
Los problemas en los circuitos eléctricos pueden impedir la operación correcta del
circuito. Hay varios tipos de fallas y cada uno tiene sus características propias.
Circuitos abiertos
Un circuito abierto es cualquier circuito que no está completo y carece de continuidad.
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La corriente no fluye a través de un circuito abierto. Un circuito abierto se puede crear
por una interrupción en el mismo o por un interruptor que abre (desconecta) el circuito e
impide el flujo de corriente. Un interruptor de luz en una casa, o el interruptor de faros
delanteros de un vehículo, son ejemplos de dispositivos que abren un circuito para
controlar su operación.
Voltaje
Si un alambre (conductor) o componente tiene un corto a voltaje, se dice comúnmente que está
con corto. 1. Un circuito completo donde la corriente pone en derivación, o toda, o una parte de
la resistencia del circuito. 2. Comprende al lado del circuito con energía. 3. Comprende una
conexión de cobre a cobre (por tanto, incluye la remoción de aislamiento de más de un
alambre). Las causas de esta conexión suelen ser el calor o el movimiento. 4. Puede volar o no
un fusible.
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Corto a tierra
Un corto a tierra es un tipo de cortocircuito en el que la corriente pone en derivación parte del
circuito normal y fluye directamente a tierra (el potencial de voltaje más bajo del circuito).
Debido a que el circuito de retorno a tierra es metal (chasis, motor o carrocería de vehículo),
este tipo de circuitos se identifica como uno en que fluye corriente de cobre a acero. Sobre un
componente o circuito defectuoso que está con corto a tierra se suele decir que está conectado
a tierra, un concepto que se puede resumir como sigue: 1. Comprende al lado del circuito con
energía. 2. Comprende una conexión de cobre a acero. 3. Suele volar un fusible. 4. Suele
afectar sólo un circuito. 5. La corriente del circuito pone en derivación, o toda, o una parte de la
resistencia del circuito.
Caídas de voltaje
Cualquier resistencia en un circuito causa que los voltajes caigan en proporción a la cantidad
de resistencia. Puesto que una resistencia alta hará caer el voltaje más que una resistencia
inferior. Se puede usar un voltímetro para medir la resistencia.
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Códigos de colores
Se utiliza en electrónica para indicar los valores de los componentes electrónicos. Es muy
habitual en los resistores pero también se utiliza para otros componentes como condensadores,
inductores, diodos etc.
Formato de los códigos HTML
Cada código HTML comprende el símbolo «#» y 6 letras o números. Estos números se
expresan en el sistema de numeración hexadecimal. Por ejemplo «FF» en hexadecimal
representa el número 255 en Decimal.
Significado de los símbolos
Los dos primeros símbolos del código de color HTML representan la intensidad del color rojo.
00 es el menos intenso y FF es el más intenso. El tercer y el cuarto número representan la
intensidad del verde y el quinto y el sexto representan la intensidad del azul. Así, con esta
combinación de la intensidad del rojo, verde y azul podemos mezclar cualquier color que
deseemos de corazón;)
Ejemplos
#FF0000 - Con este código HTML le decimos al navegador que muestre la máxima cantidad de
rojo y nada de verde ni de azul. El resultado es evidentemente el color rojo puro:
#00FF00 - Este código HTML muestra solo el verde y nada de rojo ni de azul. El resultado es:
#0000FF - Este código HTML muestra solo el azul y nada de rojo ni de verde. El resultado es:
#FFFF00 - Con la combinación de color rojo y verde obtenemos el amarillo:
#CCEEFF - Cogemos un poco de rojo, un poco más de verde y el máximo de azul para obtener
el color del cielo:
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Tarjeta Arduino
Arduino es una plataforma de creación de electrónica de código abierto, la cual está
basada en hardware y software libre, flexible y fácil de utilizar para los creadores y
desarrolladores. Esta plataforma permite crear diferentes tipos de microordenadores de
una sola placa a los que la comunidad de creadores puede darles diferentes tipos de
uso.
El Arduino es una placa basada en un microcontrolador ATMEL. Los
microcontroladores son circuitos integrados en los que se pueden grabar instrucciones,
las cuales las escribes con el lenguaje de programación que puedes utilizar en el
entorno Arduino IDE. Estas instrucciones permiten crear programas que interactúan
con los circuitos de la placa.
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Manejo del photoboard
El protoboard está dividido en dos áreas principales que son los buses y las pistas. Los
buses tienen conexión y por ende conducen a todo lo largo (aunque algunos
fabricantes dividen ese largo en dos partes). Las líneas rojas y azules te indican cómo
conducen los buses.
No existe conexión física entre ellos, es decir, no hay conducción entre las líneas rojas
y azules. En los buses se acostumbra a conectar la fuente de poder que usan los
circuitos o las señales que quieres inyectar a ellos desde un equipo externo.
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Tester o multímetro
Un multímetro, también denominado tester, es un dispositivo eléctrico y portátil, que le
permite a una persona medir distintas magnitudes eléctricas que forman parte de un
circuito, como ser corrientes, potencias, resistencias, capacidades, entre otras.
Puede medir magnitudes en distintos rangos, es decir, si sabemos que vamos a medir
una corriente de 10 A (Amper) entonces, elegiremos un rango de 1 A a 50 A.
El funcionamiento de un multímetro involucra varios instrumentos de medición, como el
voltímetro, amperímetro, entre otros. Lo que es importante conocer de un multímetro es
saber usarlo.
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Sensores
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas
variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de
instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia,
aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad,
movimiento, pH, etc.
Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una
capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad o un sensor capacitivo), una
tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un
fototransistor), etc.
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Mapa conceptual
https://app.creately.com/diagram/1r3oK1Wzo6S/edit
Mapa conceptual hecho con Creately.
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Conclusión
La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con el movimiento de los
electrones de la capa externa de los átomos que hay en la superficie de un material
conductor. La electricidad es un fenómeno íntimamente ligado en la materia y a la vida.
Todo lo que vemos en nuestro alrededor -y también lo que no vemos- está integrado
mediante electrones, partículas que giran y vuelven a los núcleos atómicos. Para
transportar la corriente eléctrica hasta nuestros hogares necesitamos la red de
transporte, la cual es la parte del sistema constituida por los elementos necesarios para
llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía
generada en las centrales eléctricas.
Los circuitos eléctricos son un camino cerrado por donde circulan electrones.
Ese camino es el que llamamos instalación eléctrica de media, baja o alta tensión, y
estará formado por diversos componentes eléctricos como los que vamos a describir
más adelante.
Un circuito eléctrico puede ser tan sencillo como una bombilla LED conectada a una
pequeña batería y su finalidad es transformar la energía eléctrica que producen los
electrones que se están moviendo, en una energía diferente y útil para lo que
necesitamos, como puede ser iluminación, movimiento mecánico, sonido, etc…
Podemos clasificar los componentes de un circuito eléctrico o instalación eléctrica, en
diferentes familias:
● Generadores: por ejemplo las baterías.
● - Conductores: por ejemplo los cables.
● - Receptores: por ejemplo un motor.
● - Elementos de control: por ejemplo un interruptor.
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Por lo tanto un circuito eléctrico o instalación eléctrica es un conjunto de elementos que
están unidos entre sí y permiten una circulación de corriente eléctrica que va desde un
inicio, recorre un camino y vuelve a ese mismo punto inicial o de partida.
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Referencias
¿Qué es la electricidad?
http://icaen.gencat.cat/es/energia/formes/electricitat/que_es/
¿Qué es la electrónica?
https://serviciostecnicosmovil.com/la-electronica/
Términos básicos de la electricidad y electrónica
https://www.ms-ingenieria.com.mx/capacitacion-y-normativas/conceptos-basicos-de-ele
ctricidad/
https://platzi.com/blog/cinco-conceptos-basicos-electronica/
Resistencias
https://www.zonamaker.com/electronica/intro-electronica/componentes/la-resistencia
Resistencia variable
http://www.ieslosalbares.es/tecnologia/Electronica4eso/resistencias_variables.html
Condensadores
https://tecnologia-escolapioslogrono.blogspot.com/2011/12/condensadores-electricos.ht
ml
Diodo
https://www.fluke.com/es-co/informacion/blog/electrica/que-es-un-diodo
Transistores
https://concepto.de/transistor/#ixzz6njqzWzvk
Motores
https://conceptodefinicion.de/motor/
Servomotores
https://clr.es/blog/servomotor-cuando-se-utiliza/
Relés
https://www.pardell.es/electronica-basica.html
Ley de Ohm
28

https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co
ntido/24_la_ley_de_ohm.html
https://www.fluke.com/es-co/informacion/blog/electrica/que-es-la-ley-de-ohm
¿Qué es la ley de Watt?
https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/teoria/ley-de-watt/
Código de colores
https://html-color-codes.info/codigos-de-colores-hexadecimales/
Problemas con circuitos
https://tumotor.mx/2017/04/fallas-electricas/#:~:text=Las%20fallas%20en%20los%20cir
cuitos,uno%20tiene%20sus%20caracter%C3%ADsticas%20propias.&text=Un%20circui
to%20abierto%20es%20cualquier,completo%20y%20carece%20de%20continuidad.
Tarjeta Arduino
https://www.xataka.com/basics/que-arduino-como-funciona-que-puedes-hacer-uno
Manejo del Photoboard
https://electronicsdj.files.wordpress.com/2009/09/manejo-del-protoboard.pdf
Tester o multímetro
http://saberyhacer.com/como-usar-el-tester-o-multimetro
Sensores
https://aprendiendoarduino.wordpress.com/2015/03/30/sensores/
29

Bibliografía
Transporte de la corriente eléctrica
Editorial Zamora(2010).Mi primera enciclopedia científica: Electrónica.Colombia
30

Blogs
Valeria Rondon:
https://bibliotecadigital65.blogspot.com/
Samuel Calderon :
https://volandoenlasredes.blogspot.com/
Isabella Arce:
https://arceblogs22.blogspot.com/
Laura Polindara:
https://conocimien-tic.blogspot.com/
Juliana Parra:
https://julirojas66.blogspot.com/?m=0
Erick Alvarez:
https://tecnologiaconferni24.blogspot.com/
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Evidencia de trabajo
Observamos que todos los participantes hicieron cambios en el documento.
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