dilluns, 5 de desembre del 2016

4 Internet: estructura i funcionament

En pocs anys, internet, des de la seva popularització a mitjan dècada del 1990, s’ha anat fent present en les nostres vides. En qualsevol moment podem fer ús d’algun dels seus serveis.
  Internetés una xarxa de dades d’abast mundial en la qual estan interconnectats milions de dispositius digitals comunicats entre si.

 4.1. Funcionalitat d’una xarxa

Internet és una xarxa de xarxes en què conviuen dispositius digitals de diferents tecnologies i sistemes operatius, però amb un llenguatge comú o protocols que els permet dialogar.
Fig.4.26 . Estructura de teranyina
Fig.4.26 Estructura de teranyina
La xarxa es com una gran teranyina, formada per   nodes  enllaços de connexió, que poden ser diversos: cable, fibra òptica i enllaç radioelèctric (fig. 4.26). La informació pot anar d’un node a un altre per diferents camins.
En cas d’interrupció d’una ruta, la informació pot viatjar per altres d’alternatives. De fet, la informació quan, surt d’un punt, es trosseja i s’organitza en diferents paquets, que poden circular per rutes diferents i recompondre’s en l’ordinador receptor.
Una xarxa LAN o usuari individual es connecten a internet a través d’un proveïdor de servei d’internet, ISP ( Internet Service Provider).

 4.2. El protocol de comunicació

Els   protocols de comunicaciópermeten la comunicació entre els ordinadors que estan dialogant, enviant i rebent dades. A internet el protocol emprat és el   TCP/IP, acrònim de Transmission Control Protocol/Internet Protocolque actua com a sistema operatiu de la xarxa, que gestiona operacions com ara dividir la informació en paquets, crear un sistema d’adreces, encaminar els paquets per la xarxa i detectar errors en les transmissions de dades.
Exemples: 234.045.099

Quan una informació surt d’un ordinador, el protocol divideix i empaqueta la informació afegint dades a cada paquet per assegurar que arribaran a la destinació adequadament i la informació es recompondrà correctament.
Per encaminar els paquets sense error, la xarxa necessita d’un sistema d’identificació de tots i cada un dels ordinadors connectats. Aquesta es fa amb un identificador o   adreça IP  IPv4, que s’ha d’assignar manualment o bé automàticament a cada dispositiu connectat. És un conjunt de quatre blocs numèrics, de tres xifres cadascun (amb un valor que pot variar entre 0 i 255), separats per punts, que identifica l’ordinador de manera única. Accedir a un servidor de pàgines web significa accedir a l’adreça IP del seu servidor. Per evitar aquesta nomenclatura numèrica, a l’hora de consultar un lloc web, se substitueix per una adreça amb un nom que sigui significatiu del lloc: aquest format rep el nom d’   adreça URLUniform Resource Locator). Per exemple: http://ca.wikipedia.org. Per navegar amb els noms literals d’un web cal que hi hagi un servidor que faci d’intèrpret de les URL i les tradueixi a la seva adreça IP. Això és justament el que fa el   servidor de noms  DNSDomain Name Service) que està a internet.

  
Xarxa local: LAN

Una xarxa consisteix en un mínim de dos ordinadors que es poden comunicar entre si, que es transfereixen informació seguint uns protocols i unes normes comunes. Quan aquesta xarxa és de petit abast, es coneix com a LAN (Local Area Network).
Indica si els dispositius següents es poden trobar en una xarxa local o no.



4.3. Models de comunicació

Fig.4.29 . La Viquipèdia és un exemple d’aplicació d’internet.
Fig.4.29 La Viquipèdia és un exemple d’aplicació d’internet.
A la xarxa internet, els ordinadors poden comunicar-se seguint dos models: a)client-servidor i b)igual-igual.
El   model client-servidors’estableix entre un ordinador que consulta informació (client) i un altre que proporciona un servei o informació (servidor). Aquest model és el que s’estableix quan es consulta un web.
Aquesta relació, però, ha canviat amb l’anomenada   Internet 2.0, que es fonamenta en la interactivitat dels llocs web i els usuaris que poden crear també informació: blocs, wikis, xarxes socials, etc., i entorns per compartir recursos en línia que permeten emmagatzemar continguts, com vídeos, fotografies, plataformes educatives, etc.
En la relació   igual-igual(en anglès Peer to Peer[P2P]), cada ordinador pot actuar com a client i com a servidor d’altres connectats a la xarxa. És un sistema per compartir fitxers de manera descentralitzada. Aquest model de comunicació és el que s’utilitza en les xarxes de compartició de fitxers com   eDonkey, o de comunicació com   Skype.


 Informàtica en núvol


L’usuari en fa ús des de qualsevol ubicació sense necessitat de disposar del programari (editor de textos, full de càlcul, editor web...) ni d’un dispositiu d’emmagatzematge de dades; amb la connexió a internet és suficient. A més,   permet i afavoreix el treball compartitamb altres persones. En són exemples aplicacions com ara Google Apps i Officce365.
Per a l’usuari, canvia la necessitat de tenir programari instal·lat en el mateix ordinador, que ja no li cal. Per accedir a aquests serveis només li fa falta un ordinador amb connexió a internet. Però apareixen certs interrogants: a) Les dades són de l’usuari o del prestador del servei? b)L’empresa pot vendre dades dels seus usuaris? c)A quin servidor i país resideixen les dades dels usuaris? d)L’emmagatzematge és segur? e)Està protegit del robatori?










divendres, 18 de novembre del 2016

Màquines tèrmiques



Les màquines tèrmiques són les que aprofiten l’energia tèrmica de combustibles com el carbó, la fusta, gasolina ... per transformar-la en energia mecànica capaç de realitzar un treball (mitjançant una combustió).
Per poder cremar un combustible (combustió) calen els següents elements:
  • Combustible
  • Oxigen
  • Flama o guspira
Els motors tèrmics es poden classificar segons si la combustió es realitza a l’interior o a l’exterior del motor en:

  • Motors de combustió interna.
Màquina de combustió externa inventada per James Watt 1769, anteriorment Papin, Savery i Newcomen ja havien creat màquines semblants però menys eficients i segures. A partir de la combustió del carbó s’obtenia vapor (per això moltes fàbriques se’ls anomenava vapors) que feia moure un pistó obtenint energia mecànica. A Catalunya, la màquina de vapor va ser introduïda per Francesc Santpontç i Francesc Salvà.




3. MOTOR D’ENCESA PER GUSPIRA O DE CICLE OTTO

Motor de quatre temps (4T)
Inventat per Nikolaus Otto el 1876 (enginyer alemany)
Utilitza gasolina com a combustible i transforma l’energia tèrmica en mecànica impulsant un pistó que transforma el seu moviment alternatiu en circular a través d’un mecanisme biela – manovella.

Funcionament del motor de quatre temps:
  • Admissió: s’obre la vàlvula d’admissió i al baixar el pistó xucla la mescla de gasolina i aire que ve del injector electrònic, antigament era un carburador. (Pistó al PMS i baixa al PMI)
  • Compressió: la vàlvula d’admissió es tanca i el pistó puja comprimint la mescla de gasolina i aire. (Moviment ascendent del pistó fins PMS)
  • Explosió: una guspira elèctrica produïda per la bugia inflama la mescla provocant una explosió. Es generen molts gasos que empenyen el pistó cap a baix. És l’única fase que es produeix treball. (Moviment descendent del pistó)
  • Escapament: s’obre la vàlvula d’escapament i surten els gasos de la combustió al pujar el pistó. Es tanca la vàlvula i torna a començar el cicle. (moviment ascendent del pistó de PMI a PMS)

Motor de dos temps (2T)(Les motos petites)

Són motors lleugers i senzills amb un funcionament similar als de 4T.
No porten vàlvules ni arbres de lleves, són econòmics i indicats per màquines de poca potència (ciclomotors, serres mecàniques, grups electrògens ...)
En el primer temps es produeixen simultàniament les fases d’admissió i compressió i en el segon temps es produeixen, també simultàniament, les fases d’explosió i escapament.
Els motors de 2T utilitzen gasolina mesclada amb oli del 2 al 4% (mescla) per lubrificar el pistó (no cal oli al carter)

Principi de funcionament:
  • Admissió i compressió: El pistó es desplaça del PMI al PMS (moviment ascendent). El pistó tanca la boca de sortida dels gasos cremats i obre la boca d’entrada dels gasos que venen del carburador. El buit produït al càrter provoca l’aspiració dels gasos combustibles (admissió) i la mescla d’aire, gasolina i oli procedent del carburador passa a l’interior del càrter. El pistó continua el seu moviment cap PMS comprimint els gasos combustibles que hi havia a l’interior del cilindre.
  • Explosió i escapament: moviment descendent del pistó degut a l’explosió provocada per la guspira de la bugia des del PMS a PMI (explosió). Durant aquest moviment el pistó tanca la boca d’admissió i obre la d’escapament i la de càrrega. Es produeix la sortida de gasos cremats (escapament) i l’entrada al cilindre, per la boca de càrrega, dels gasos combustibles procedents del càrter. A continuació torna a iniciar-se el cicle. 

4.MOTOR D'ENCESA PER COMPRESSIÓ O DIÈSEL (inventat per Rudolf Diesel)

La característica principal d’aquest motor és que l’explosió no es produeix a través d’una guspira, sinó que es produeix espontàniament a causa de les condicions de temperatura i pressió a què se sotmet el combustible (al comprimir un gas augmenta la seva temperatura, si aquest gas es combustible i el comprimim fins a la temperatura de combustió explotarà sense necessitat de guspira).
Normalment el motor dièsel segueix un cicle de 4T (pot ser de 2T també però poc utilitzat) com el de gasolina però amb diferències.


SISTEMES AUXILIARS 

Alimentació 
Dispositiu que subministra la mescla d’aire i combustible al motor. Pot fer-ho mitjançant:
  • Carburador: Dispositiu capaç de subministrar una mescla de gasolina i aire avui en dia poc utilitzada.
  • La injecció electrònica: Mètode molt utilitzat en els cotxes i ha substituït els carburadors. La gasolina s’injecta, en la quantitat justa, als cilindres mitjançant els injectors obtenint un rendiment més alt.
Refrigeració 
Refreda el motor. Les explosions provoquen altes temperatures que podrien malmetre el motor.
  • Circuit de refrigeració: cal reduir la temperatura del motor deguda a les explosions. Es fa circular un líquid pel circuit de refrigera ció. El líquid calent que surt del motor es refreda al radiador.
Sistema d’encesa 
Està format pel circuit elèctric que subministra la guspira a la bugia. (només en els motors de gasolina)
  • Bugia: element que es troba a la culata i és l’encarregat de generar la guspira que provoca l’explosió.
Motor d’arrencada 
Motor elèctric que arrossega el motor en el moment d’engegar-lo.

Lubrificació 
Tots els elements mòbils els cal una quantitat d’oli lubrificant per augmentar el rendiment del motor, reduir desgast i dissipar també la calor ge nerada pel fregament.
  • Lubrificant: Oli que disminueix el fregament de les parts mòbils del motor i facilita el moviment
  • Carter: és un recipient que conté l’oli que lubrifica tots els elements interns del motor.
  • Bomba: impulsa l’oli a totes les parts que ho necessiten (parets interiors del cilindre, articulacions, biela – cigonyal...)
En els motors de 2 T l’oli està incorporat amb la gasolina (mescla)
CARACTERÍSTIQUES DELS MOTORS 
Les característiques més importants dels motors d’explosió són:
  • Nombres de cilindres
Els motors solen tenir un, dos, quatre, cinc, vuit o dotze cilindres. Però el més usual és tenir 4 cilindres per els cotxes, un o dos per les motos.
  • Cilindrada (motor de 125 cc o 500 cm3)
És la suma dels volums de tots els cilindres d’un motor d’explosió
  • Relació de compressió
Ens indica la relació entre el volum màxim i el mínim dins el cilindre.
Volum màxim: quan el pistó està al PMI (inclou el volum del cilindre i el volum de la cambra de combustió)
Volum mínim: volum de la cambra de combustió.

La relació de compressió sol ser de 8 – 10 a 1 per motors Otto i de 14 – 22 a 1 per motors dièsel.
  • La potència i el parell motor
  • Consum
Ens indica els litres de combustible consumits en una hora de funcionament. També se’ns sol donar en litres per cada 100 Km recorreguts a una velocitat determinada com ara 10 L/100Km a 120 Km/h.
6. ELS COMBUSTIBLES
Com hem vist els combustibles utilitzats per les diferents màquines són:
Tots excepte els combustibles nuclears provenen de combustibles fòssils.
Actualment es comencen a utilitzar els biocarburants
Els biocarburants són combustibles líquids que provenen d’organismes recentment vius o les seves desfetes (biomassa), són molt menys contaminants !!
Hi ha dos tipus de biocarburants:
  • Els biodiésels à s’obtenen a partir d’olis vegetals purs o usats (de cuinar)
  • Els bioalcohols (metanol i etanol) à a partir de biomassa (fustes, canya de sucre, colza ...)









divendres, 21 d’octubre del 2016

TEMA-2

Maquines i mecanismes
1.Les màquines

Aquest és el sistema amb el que les màquines treballen amb l'energia:


Una  màquina és un conjunt de mecanismes, amb moviments coordinats, que transforma una forma d'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.


Les màquines són capaces de facilitar la realització de treball suplint o multiplicant l’esforç humà. Disposem de molts tipus de màquines i, segons les transformacions que fan, produeixen efectes diferents. En les figures següents en podem veure uns exemples.
L’excavadora aprofita la seva força per foradar.
La nevera extreu calor del seu interior per refrigerar.
L’automòbil de F1 aprofita la seva potència per córrer més.
2.Màquines simples

2.1.La palanca

La palanca és, segurament, la primera màquina simple, ja usada des del paleolític, que ens permet fer moltíssimes tasques fàcilment.
Una  palanca consisteix en una barra rígida capaç de girar al voltant d’un punt de suport o fulcre.





Hi ha tres tipus de palanques:

Fig.2.13 .


Fig.2.14 .

Fig.2.15 .


2.2 La politja
Una  politja o  corriola és una roda que té la superfície central en forma de canal per la qual es fa passar una corda o una corretja. El seu principi de funcionament és el d’una palanca de primer grau.



2.3 El pla inclinat
El  pla inclinat és una rampa que permet elevar càrregues, fent menys força que si ho féssim verticalment.

3.Mecanismes
Un  mecanisme és un conjunt de peces (barres, politges, guies, etc.) que fan funcions de guiatge, transformació i transmissió del moviment relacionat amb les forces que actuen en una màquina.
Una bicicleta, una rentadora, una màquina de cosir; tots són exemples de màquines compostes per diferents mecanismes (pinyons, corretges, etc.).
En funció de si modifiquem o traslladem el moviment, parlem de  transmissió del moviment de transformació del moviment.

 3.1. Mecanismes de transmissió del moviment

Els mecanismes de transmissió del moviment permeten passar el moviment d’un eix a un altre, modificant la velocitat i el sentit de gir. Els més importants són: transmissió per  engranatges, per  cadenesi per  corretges.
Fig.2.42 . Transmissió per corretja

Fig.2.41 . Transmissió per engranatgesFig.2.40 . La maneta fa moure l’eix motriu solidari a la roda motriu (vermella). Aquesta transmet el moviment, mitjançant la cadena, a la roda conduïda (blava) i fa girar la busca que es troba solidària a l’eix conduït.