Свойства проводников: Проводниковые материалы — Свойства проводников

Содержание

Электростатические свойства проводников

Свойство 1. Напряженность электростатического поля внутри проводника равна нулю.

Поместим проводник в электростатическое поле. Под действием электрических сил движение свободных электронов станет направленным. Определенный участок на поверхности проводника приобретает отрицательный заряд, а противоположная — положительного.

Таким образом, на поверхности проводника появляются приведены (индуцированные) электрические заряды, при этом суммарный заряд проводника остается неизменным. Описанное явление называется электростатической индукцией.

? Электростатическая индукция — это явление перераспределения электрических зарядов в проводнике, помещенном в электростатическое поле, в результате чего на поверхности проводника возникают электрические заряды.

Индуцированные заряды, возникающие создают свое электрическое поле напряженностью ‘, направлено в сторону, противоположную напряженности 0 внешнего поля.

Процесс перераспределения зарядов в проводнике будет продолжаться до тех пор, пока создаваемое индуцированными зарядами поле внутри проводника полностью компенсирует внешнее поле. Напряженность = 0 + ‘ результирующего поля внутри проводника равна нулю.

Свойство 2. Поверхность проводника является эквипотенциальной.

Это утверждение является следствием соотношения между напряженностью поля и разностью потенциалов:

Если напряженность поля внутри проводника равна нулю, то разность потенциалов также равна нулю, поэтому потенциалы во всех точках проводника одинаковы, т.е. поверхность проводника является эквипотенциальной.

Свойство 3. Весь статический заряд проводника сконцентрирован на его поверхности.

Это свойство является следствием закона Кулона и свойства одноименных зарядов отталкиваться.

Свойство 4. Вектор напряженности электростатического поля проводника направлен перпендикулярно к его поверхности.

Предположим, что в некоторой точке поверхности проводника вектор напряженности электростатического поля направлен под углом к поверхности проводника. Разложим этот вектор на две составляющие: нормальная n, перпендикулярная к поверхности, и тангенциальная, направлена по касательной к поверхности.

Под действием электроны направлено двигаться по поверхности, но это не означает, что по поверхности проводника протекает ток, а это, в свою очередь, противоречит електростатичности. Следовательно, в случае равновесия зарядов = 0, а = n.

Свойство 5. Электрические заряды распределяются на поверхности проводника так, что напряженность электростатического поля проводника оказывается больше на выступлениях проводника и меньше на его впадинах.

Рассмотрим проводник неправильной формы. Любое заряженное тело на больших расстояниях от него можно считать точечным зарядом, эквипотенциальные поверхности которого имеют вид концентрических сфер. Таким образом, по мере удаления от проводника эквипотенциальные поверхности вблизи проводника, повторяющие форму его поверхности, должны постепенно и плавно приобретать вид сферы. Но это возможно только в том случае, если эквипотенциальные поверхности будут сгущенные у выступлений проводника и разреженные у впадин.

Там, где эквипотенциальные поверхности расположены гуще, напряженность поля, перпендикулярная к поверхности проводника, больше, а там, где расположены реже, — напряженность поля меньше.

категория: Физика

Ученые предложили использовать электрохимическое легирование для улучшения свойств прозрачных проводников из углеродных нанотрубок

Исследователи Сколтеха и их коллеги из Университета Аалто обнаружили, что электрохимическое легирование с использованием ионной жидкости может значительно улучшить оптические и электрические свойства прозрачных проводников из пленок однослойных углеродных нанотрубок. Результаты исследования опубликованы в журнале

Carbon.

Однослойная углеродная нанотрубка (ОУНТ) представляет собой свернутый в бесшовную трубку лист графена толщиной в один атом. Подобно другим новым аллотропным формам углерода, ОУНТ обладают уникальными свойствами, благодаря которым их можно применять в современных электронных устройствах, используемых в повседневной жизни. Одним из наиболее перспективных применений ОУНТ являются прозрачные проводники, которые можно использовать в медицине, «зеленой» энергетике и других областях взамен традиционного оксида индия-олова (ITO), являющегося промышленным стандартом. Прозрачные проводники из пленок ОУНТ обладают высокой проводимостью, гибкостью, эластичностью и легко поддаются легированию за счет того, что все атомы нанотрубки сосредоточены на ее поверхности.

Схема эксперимента. Иллюстрация: Павел Одинев / Сколтех

 

Легирование ОУНТ позволяет не только значительно увеличить проводимость пленки за счет устранения барьеров Шоттки между трубками различной природы, но и увеличить концентрацию носителей заряда в трубках. Кроме того, в результате легирования происходит подавление оптических переходов и, как следствие, увеличение коэффициента пропускания.

Одним из наиболее перспективных методов модификации ОУНТ считается метод адсорбционного легирования, однако, он имеет ряд недостатков, в частности, он не является равномерным и обратимым. В своей новой работе исследователи предложили новый, обратимый метод тонкой настройки уровня Ферми ОУНТ, который позволяет существенно увеличить проводимость при подавлении оптических переходов. Для этой цели ученые использовали метод электрохимического легирования ионной жидкостью с широким потенциальным окном, что позволило добиться высокого уровня легирования.

«Мы поместили тонкую пленку из ОУНТ в электрохимическую ячейку и использовали стандартную трехэлектродную схему для приложения потенциала к нанотрубкам. При задании отрицательного/положительного потенциала к пленке из ОУНТ, на границе раздела между ОУНТ и ионной жидкостью образуется двойной электрический слой, который выступает в роли параллельного конденсатора. Благодаря этому происходит инжекция положительного/отрицательного заряда на поверхность пленки из ОУНТ и, как следствие, сдвиг уровня Ферми», − рассказывает первый автор статьи, старший научный сотрудник Сколтеха Дарья Копылова.

Ученым удалось показать, что при помощи их электрохимического метода можно добиться чрезвычайно высоких уровней легирования, не уступающих лучшим результатам для легированных пленок из ОУНТ, опубликованным за последнее время.

«Поскольку процесс является полностью обратимым, его можно использовать для точной настройки электронной структуры ОУНТ в режиме реального времени. Варьируя потенциал рабочего электрода, можно управлять как коэффициентом пропускания, так и электропроводимостью пленок. Полученные результаты открывают новые возможности для перспективных направлений электроники, электрохромных устройств и ионтроники», − отмечает руководитель Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха профессор Альберт Насибулин.

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings. TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.
AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Проводники в электрическом поле — формулы и определение с примерами

Содержание:

Проводники в электрическом поле:

Действие электрического поля распространяется на все без исключения природные объекты — от макроскопических тел до микроскопических частиц, входящих в состав вещества: электроны, протоны, позитроны и т. д. Именно эти частицы определяют электрические свойства различных тел.

Рассмотрим взаимодействие электрического поля с наиболее распространенным классом проводников металлами.

Электрические свойства вещества определяются наличием в них электронов, протонов, ионов.

Возьмем два металлических цилиндра и соединим каждый со стержнем заземленного электрометра. Расположим цилиндры между двумя параллельными металлическими пластинами так, чтобы они, касаясь друг друга, составляли единое целое (рис. 1.10). Если зарядим пластины разноименными зарядами, то увидим, что стрелки электрометров отклонятся от положения равновесия и засвидетельствуют наличие заряда на цилиндре (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Металлические цилиндры в
электрическом поле
пластин зарядились разноименно

Явление возникновения зарядов на проводниках в электрическом поле называется электростатической индукцией.

Если с пластин убрать заряды, то заряды исчезнут и на цилиндрах. Это подтверждает, что на проводнике заряды возникли под действием электрического поля пластин.

Явление возникновения зарядов на проводниках в электрическом поле называется электростатической индукцией.

Проведем предыдущий опыт повторно. Но после того как электрометры отметят наличие зарядов на концах проводника, разведем цилиндры и разрядим пластины. Электрометры и после этого будут отмечать наличие зарядов на цилиндрах (рис. 1.11).

Исследовав с помощью эбонитовой палочки знак заряда цилиндра, увидим, что цилиндры имеют разноименные заряды.

Подобное явление наблюдается при электризации всех металлических тел в электрическом поле. Если к металлическому шарику, не заряженному изначально, поднести наэлектризованную эбонитовую или стеклянную палочку, то шарик будет притягиваться к ним. Это можно объяснить тем, что под действием электрического поля заряженной палочки в шарике происходит перераспределение заряженных частиц (рис. 1.12). Поэтому внутри металлических проводников отсутствует электрическое поле. Это явление применяют для изготовления металлических экранов, защищающих различные приборы от действия электрического поля (рис. 1.13).


Рис. 1.12. Взаимодействие
металлического шарика и
заряженной палочки
 

Рис. 1.13. В пространстве, ограниченном
металлическим экраном, напряженность
электрического поля равна нулю

Металлические экраны устраняют также нежелательное электрическое взаимодействие в различных электронных устройствах.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

Проводя аналогии между гравитационным и электростатическим взаимодействиями, мы находили общие для них свойства. Однако между ними есть и существенные отличия. Одно из них — всепроникаемость гравитационного поля. Действительно, убежище от силы притяжения построить невозможно. А вот от действия сил электростатического поля можно спрятаться достаточно надежно, построив защиту из проводника. Выясним, почему это возможно.

Каковы особенности внутреннего строения проводников

Любое вещество состоит из молекул, атомов или ионов, которые, в свою очередь, содержат заряженные частицы. Поэтому, если вещество поместить в электрическое поле, это вызовет в веществе определенные изменения, зависящие от свойств самого вещества. В зависимости от электрических свойств вещества делят на проводники, диэлектрики, полупроводники.

Проводники — это вещества, способные проводить электрический ток. Любой проводник содержит заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри проводника. Типичные представители проводников — металлы. Внутренняя структура металлов представляет собой кристаллическую решетку, образованную положительно заряженными ионами и находящуюся в «газе» свободных электронов. Проводниками также являются электролиты, а при некоторых условиях — и газы. В электролитах свободные заряженные частицы — это положительные и отрицательные ионы, а в газах еще и электроны.

Электростатические свойства проводников

Свойство 1. Напряженность электростатического поля внутри проводника равна нулю.

Поместим металлический проводник в электростатическое поле (рис. 43.1). Под действием поля движение свободных электронов станет направленным. Если поле не слишком велико, то электроны не могут оставить провод ник и накапливаются в определенной области его поверхности — эта область приобретает отрицательный заряд, а противоположная область — положительный (его создают оставшиеся там положительные ионы).

Таким образом, на поверхности проводника появляются наведенные (индуцированные) электрические заряды, при этом суммарный заряд проводника остается неизменным (рис. 43.2).

Явление перераспределения электрических зарядов в проводнике, помещенном в электростатическое поле, называют явлением электростатической индукции.

Заряды, индуцированные на поверхности проводника, создают собственное электрическое поле, направленное противоположно внешнему полю (рис. 43.3). Процесс перераспределения зарядов будет продолжаться до момента, когда поле внутри проводника, создаваемое индуцированными зарядами, полностью компенсирует внешнее поле. За очень малый интервал времени напряженность результирующего поля внутри проводника станет равной нулю.

Рис. 43.3. Перераспределение зарядов в проводнике происходит до тех пор, пока модуль напряженности поля индуцированных зарядов не будет равен модулю напряженности внешнего поля

Свойство 2. Поверхность проводника эквипотенциальна. Это утверждение является прямым следствием связи между напряженностью поля и разностью потенциалов: . Если напряженность поля внутри проводника равна нулю, то разность потенциалов тоже равна нулю, поэтому потенциалы во всех точках проводника одинаковы.

Свойство 3. Весь статический заряд проводника сосредоточен на его поверхности. Данное свойство является следствием закона Кулона и свойства одноименных зарядов отталкиваться.

Свойство 4. Вектор напряженности электростатического поля перпендикулярен поверхности проводника (рис. 43.4). Докажем свойство 4 методом от противного.

Предположим, что в определенной точке поверхности проводника вектор напряженности электростатического поля направлен под некоторым углом к поверхности проводника. Разложим этот вектор на две составляющие: нормальную , перпендикулярную поверхности, и тангенциальную , направленную по касательной к поверхности. Понятно, что в результате действия электроны будут направленно двигаться по поверхности проводника, но это означает, что по данной поверхности течет электрический ток, а это, в свою очередь, противоречит закону сохранения энергии, следовательно: = 0, поскольку .

Свойство 5. Электрические заряды распределяются по поверхности проводника так, что напряженность электростатического поля проводника оказывается больше на выступах проводника и меньше в его впадинах (рис. 43.5).

Как применяют электростатические свойства проводников

Приведем примеры использования рассмотренных электростатических свойств проводников.

Электростатическая защита. Иногда возникает необходимость изолировать приборы от влияния внешних электрических полей. Очевидно, что для этого их необходимо поместить внутрь металлического корпуса, поскольку внешнее электрическое поле вызывает появление индуцированных зарядов только на поверхности проводника, а поле внутри проводника отсутствует (рис. 43.6). Аналогичный эффект достигается, если сплошную проводящую оболочку заменить металлической сеткой с мелкими ячейками.

Рис. 43.6. Электростатическая защита. Под действием внешнего поля на поверхности металлического корпуса возникают индуцированные заряды, поле которых экранирует внешнее электрическое поле: напряженность поля внутри корпуса становится равной нулю

Заземление. Чтобы разрядить небольшое заряженное тело, его необходимо соединить проводником с телом больших размеров: на теле больших размеров накапливается больший электрический заряд. Чтобы обосновать это утверждение, рассмотрим два соединенных проводником проводящих шара радиусами , расположенные друг от друга на большом (по сравнению с их радиусами) расстоянии l (рис. 43.7).

Рис. 43.7. Заряд Q, переданный системе из двух шаров, соединенных проводником, распределится между шарами так, что их потенциалы будут равными

Электрический заряд Q, переданный системе, распределится между шарами таким образом, что их потенциалы будут равными () . Расстояние между шарами значительно больше их радиусов, поэтому, рассчитывая потенциалы шаров, взаимным влиянием их полей можно пренебречь и воспользоваться формулой для определения потенциала шара:

Поскольку , получим, что заряды шаров прямо пропорциональны их радиусам:

Обратите внимание! Если один из заряженных шаров значительно больше другого, после их соединения практически весь заряд окажется на большем шаре. Этот вывод справедлив и для проводящих тел произвольной формы. Так, если коснуться рукой кондуктора заряженного электроскопа, заряд перераспределится между кондуктором и телом человека, а поскольку человек значительно больше кондуктора, почти весь заряд перейдет на человека.

Часто в качестве тела больших размеров используют весь земной шар: приборы, на которых не должен скапливаться электрический заряд, «заземляют» — присоединяют к массивному проводнику, закопанному в землю.

Каковы особенности внутреннего строения диэлектриков

Диэлектрики — это вещества, плохо проводящие электрический ток: при обычных условиях в них практически нет зарядов, которые могут свободно передвигаться. Обычно выделяют следующие три группы диэлектриков.

Неполярные диэлектрики Полярные диэлектрики Ионные диэлектрики

Вещества, молекулы (атомы) которых неполярные: при отсутствии внешнего электростатического поля центры распределения положительных и отрицательных зарядов, из которых состоит молекула (атом), совпадают.

Типичными примерами таких веществ являются одноатомные газы; газы, состоящие из симметричных двухатомных молекул; некоторые органические жидкости; пластмассы.

Вещества, молекулы которых полярные: при отсутствии внешнего электростатического поля центры распределения положительных и отрицательных зарядов в молекуле не совпадают, то есть электронные облака смещены к одному из атомов.

Примером полярного диэлектрика является вода (). Молекулы воды, как и молекулы других полярных диэлектриков, представляют собой микроскопические электрические диполи.

Вещества, имеющие ионную структуру. Среди них — соли и щелочи, например хлорид натрия (NaCl). Кристаллические решетки многих ионных диэлектриков можно рассматривать как состо ящие из двух вставленных друг в друга подрешеток, каждая из которых образована ионами одного знака.

При отсутствии внешнего поля каждая ячейка кристалла в целом электронейтральна.

Как электростатическое поле влияет на диэлектрик

Внесение диэлектрика во внешнее электростатическое поле вызывает поляризацию диэлектрика. В процессе поляризации неполярных диэлектриков проявляется электронный (деформационный) механизм. Под действием внешнего электрического поля молекулы неполярных диэлектриков поляризуются: положительные заряды смещаются в направлении вектора напряженности этого поля, а отрицательные — в противоположном направлении (рис. 43.8, а).

В результате молекулы превращаются в электрические диполи, расположенные вдоль силовых линий внешнего поля. В итоге на поверхностях AB и CD появляются нескомпенсированные связанные заряды противоположных знаков, образующие свое поле, напряженность которого направлена навстречу напряженности внешнего поля (рис. 43.8, б). В процессе поляризации полярных диэлектриков возникает ориентационная поляризация. Под действием внешнего электрического поля дипольные молекулы диэлектрика пытаются повернуться так, чтобы их оси были расположены вдоль силовых линий поля. Однако этому процессу препятствует тепловое движение молекул, и возникает лишь частичное упорядочение дипольных молекул (рис. 43.9).

Упорядоченность в расположении молекул вызывает появление на поверхностях AB и CD нескомпенсированных связанных зарядов противоположных знаков. Эти заряды образуют свое поле напряженностью , которая направлена противоположно напряженностивнешнего поля.

Заметим, что в полярных диэлектриках имеется и электронный механизм поляризации, то есть в результате действия электрического поля происходит смещение зарядов в молекулах. Однако эффект ориентации на несколько порядков превосходит электронный эффект, поэтому последним часто пренебрегают.

При поляризации ионных диэлектриков наблюдается ионная поляризация. Под действием внешнего поля ионы разных знаков, составляющие две подрешетки, смещаются в противоположных направлениях, и в результате на гранях кристалла появляются нескомпенсированные связанные заряды, то есть кристалл поляризуется.

Следует подчеркнуть, что ионная поляризация в чистом виде не наблюдается, — ее всегда сопровождает электронная поляризация.

Как диэлектрик влияет на электростатическое поле

Рассматривая механизмы поляризации диэлектриков, вы узнали, что внесение диэлектрика во внешнее электростатическое поле вызывает появление на его поверхности связанных зарядов. Связанные заряды создают электрическое поле напряженностью , которая внутри диэлектрика направлена противоположно напряженности внешнего поля. В результате напряженность результирующего поля внутри диэлектрика оказывается по модулю меньше, чем напряженность внешнего поля: . Уменьшение модуля напряженности электростатического поля в веществе по сравнению с модулем напряженности электростатического поля в вакууме характеризуется физической величиной, которую называют диэлектрическая проницаемость ε вещества:

Диэлектрические проницаемости различных веществ могут отличаться в десятки раз. Так, диэлектрическая проницаемость газов близка к единице, жидких и твердых неполярных диэлектриков — к нескольким единицам, полярных диэлектриков — к нескольким десяткам единиц (для воды ε = 81 ). Есть вещества (их называют сегнетоэлектриками), диэлектрическая проницаемость которых составляет значение порядка десятков и сотен тысяч.

Уменьшение напряженности электрического поля в диэлектрике в ε раз по сравнению с напряженностью поля в вакууме приводит к уменьшению силы электростатического взаимодействия. Поэтому закон Кулона для случая взаимодействия двух зарядов, расположенных в диэлектрике на расстоянии r друг от друга, имеет вид:

Так же изменяются формулы для определения потенциала ϕ и модуля напряженности E поля, созданного точечным зарядом Q, расположенным в диэлектрике: , где r — расстояние от заряда до точки, в которой определяется напряженность или потенциал поля.

Ученые нашли способ предсказать свойства новых микропористых проводников — Газета.Ru

Самарские ученые совместно с коллегами из Массачусетского технологического института (MIT) и Миланского университета разработали проводники на основе тетракарбоновой кислоты с тетратиафулваленовой основой и катионов редкоземельного металла лантана. Изменение соотношения органических молекул, ионов металла и растворителя, в котором происходит реакция, позволяет создавать кристаллические структуры с заданными свойствами. Полученные материалы способны захватывать молекулы газов и жидкостей, после чего их электропроводность меняется. Это свойство можно использовать при создании очень чувствительных и избирательных сенсоров и фильтров. Со статьей можно ознакомиться в журнале Chemical Science.

Исследования поддержаны Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда.
Исследуемые металл-органические материалы – полимерные сетки, в которых ионы металлов, как узлы, соединены органическими мостиками. Они могут сочетать в себе сразу несколько полезных свойств: рекордную пористость, при которой площадь пор на один грамм вещества сопоставима с футбольным полем, способность проводить электрический ток, ускорять химические реакции, восприимчивость к магнитному и электрическому полям и многое другое. В качестве органических сшивок могут выступать как короткие молекулы, так и длинные. Количество и расположение мостиков определяется зарядом и размером иона металла. Органические молекулы могут формировать разветвленный каркас с легко варьируемым размером пор: чем короче связующие звенья, тем мельче сетка. Полученные структуры способны избирательно захватывать и разделять молекулы газов и жидкостей, как губка или сито. Интересно, что впитывание молекул приводит к изменению электропроводности материала. Это редкое свойство может быть использовано для создания высокочувствительных и избирательных сенсоров.

Ученые из MIT синтезировали три таких материала на основе ионов лантана, сшитых молекулами тетракарбоновой кислоты с тетратиафулваленовой основой. Соли тетратиафулваленовых производных в некоторых случаях становятся сверхпроводниками. Изучение свойств этих веществ приближает ученых к открытию сверхпроводников, способных работать при температурах, близких к комнатной, чтобы сделать возможным их обширное использование в промышленности и быту. Сегодня рекордная температура для проявления свойств сверхпроводимости, -70 ˚C, наблюдается у сероводорода при очень высоком давлении. Сшивка из тетракарбоновой кислоты, в свою очередь, обеспечивает связь лантана с тетрафулваленом и вносит существенный вклад в геометрию вещества и настройку его способности к проведению электрического тока. Химики из Самары доказали, что изменения в соотношении лантана и органики, составе раствора, в котором проходит реакция, и его температуре позволяют менять укладку молекул. Еще одним важным открытием стали разные степени объединения электронной плотности соседних органических молекул, зависящие от взаимного расположения и расстояний между мостиками. Такое перекрывание способствует усилению проводимости тока в материале. Соответственно, меняя условия синтеза вещества, можно получать материалы с разными свойствами.
«В синтезированных полимерах мы обнаружили структуры, играющие роль несущих балок. Они добавляют материалу стабильность по отношению к механическим нагрузкам и влаге. Найденная зависимость проводимости от упаковки и взаимодействий друг с другом тетратиафулваленовых сшивок в каркасе открывает возможности тонкой настройки электропроводящих свойств. Полученные результаты окажутся полезны при создании новых стабильных электропроводных кристаллических материалов на основе металл-органических полимеров», – отмечает Евгений Александров, кандидат химических наук, заведующий лабораторией Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению Самарского государственного технического университета.

Найден способ предсказать свойства микропористых проводников

Российские ученые совместно с иностранными коллегами создали проводники на основе тетракарбоновой кислоты с тетратиафулваленовой основой и катионами лантана. Полученные материалы способны захватывать молекулы газов и жидкостей, после чего их электропроводность меняется. Это свойство можно использовать для создания сенсоров и фильтров нового поколения. Статья исследователей опубликована в журнале Chemical Science.

Металл-органические соединения (МОС) представляют собой сложные комплексы, в которых заряженные атомы металлов — ионы — внедрены в каркас из органического материала, чью основу составляют углерод и водород. Такие материалы имеют высокую удельную поверхность, поэтому способны адсорбировать (вбирать в себя) большие объемы жидкостей и газов. МОС также могут использоваться в качестве катализаторов — веществ, ускоряющих химические реакции. Также благодаря способности откликаться на электрическое и магнитное поле их можно использовать в качестве датчиков и сенсоров.

Ученые из Самарского государственного технического университета, поддержанные Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда, вместе с коллегами из MIT синтезировали три таких материала на основе ионов лантана, сшитых молекулами тетракарбоновой кислоты на подложке из тетратиафулвалена. Вещества на основе тетратиафулвалена могут в некоторых случаях проявлять свойства сверхпроводимости. Использование этого вещества в создании нового МОС было продиктовано высокой электропроводностью его солей и возможностью образовывать качественную поверхность для синтеза.

Сшивка из тетракарбоновой кислоты, в свою очередь, обеспечивает связь лантана с тетрафулваленом и вносит существенный вклад в геометрию вещества и помогает увеличить электропроводность. Химики из Самары доказали, что изменения в соотношении лантана и органики, состава раствора, в котором проходит реакция, и его температуры позволяют менять укладку молекул. Также ученые выяснили, что большой вклад в электропроводность вносит распределение электронной плотности в молекулярной структуре материала. Соответственно, меняя условия синтеза вещества, можно получать материалы с разными свойствами.

«В синтезированных полимерах мы обнаружили структуры, играющие роль несущих балок. Они добавляют материалу стабильность по отношению к механическим нагрузкам и влаге. Найденная зависимость проводимости от упаковки и взаимодействий друг с другом органических сшивок в каркасе открывает возможности тонкой настройки электропроводящих свойств. Полученные результаты будут полезны для создания новых стабильных проводящих кристаллических материалов на основе МОС», — отметил один из исследователей, заведующий лабораторией Международного научно-исследовательского центра по теоретическому материаловедению СамГТУ Евгений Александров.

5.2. Электропроводность. Проводники и изоляторы

5.2. Электропроводность. Проводники и изоляторы

Понадобились десятилетия и многочисленные опыты с различными телами, чтобы в 1729 году английский физик Стефан Грей (1666–1735) открыл явление электропроводности и установил, что электричество может передаваться от одного тела к другому по влажной бечевке на расстояние 765 футов (233 м), но не передается по шелковой нити. Он также установил, что электропроводность зависит от материала, из которого сделан проводник. Грей первым разделил все вещества на проводники и непроводники электричества. К проводникам относятся все металлы, уголь, графит, растворы кислот, оснований, солей и т. д. Тела, в которых электрические заряды не могут свободно перемещаться (не передают электричество или передают его с большим трудом), получили название непроводников (изоляторов или диэлектриков). Это стекло, смола, фарфор, каучук, эбонит, шелк, дистиллированная вода, керосин, газы и многие другие вещества. Стефан Грей обнаружил еще, что некоторые тела (например, волос, смола, стекло) долгое время сохраняют сообщенное им электричество, и ему удалось сохранять электрические свойства этих тел до тридцати дней. Электрические свойства одного и того же вещества в зависимости от внешних условий могут изменяться. Например, стекло обычно является изолятором, но, находясь во влажном воздухе, оно в значительной мере теряет свои изоляционные свойства. Если же его сильно нагреть или расплавить, то стекло начинает проводить электричество.

Электрические свойства полупроводников были изучены и нашли самое широкое применение только в ХХ веке. Началось все с того, что в 1931 году советский академик А.Ф. Иоффе опубликовал статью с пророческим названием «Полупроводники – новый материал электротехники» и предпринял их всестороннее исследование. Недаром на всем земном шаре Иоффе зовут «отцом полупроводников». С самого начала он предсказал не только будущую роль полупроводников, но и важнейшие области их применения. Иоффе настойчиво убеждал, что без проводников нельзя даже мыслить грядущей техники. Ещё на заре полупроводниковой науки он мечтал о мощной энергетике без машин. «Можно смело сказать, – писал Иоффе, – что полупроводники призваны сделать революцию в технике производства, равную по значению той революции, которую совершило расщепление атомного ядра».

Абрам Федорович Иоффе (1880–1960) родился в г. Ромны Полтавской губернии. В 1902 году окончил Петербургский технологический институт и в 1905 году Мюнхенский университет, был учеником В.К. Рентгена. С 1918 по 1951 год работал директором Физико-технического института АН СССР, а с 1952 г. – директором Лаборатории полупроводников, затем с 1955 г. – Института полупроводников АН СССР. По его инициативе и при его участии были созданы физико-технические институты в Харькове, Днепропетровске, Свердловске, Томске. С 1932 года по инициативе Иоффе в Ленинграде был организован Агрофизический институт, единственный в мире по этому профилю, которым он руководил до последнего дня своей жизни. Иоффе обладал поразительной физической интуицией и глубоким пониманием самых сложных и тонких физических явлений, умел проникать в их суть, представлять себе не только ближайшее, но и весьма отдаленное будущее, увидеть связь там, где другие даже не подозревали о ней. Он не мыслил науки без связи с практикой: за первым этапом – исследованием – неизменно следовал второй – воплощение. Величайшей заслугой А.Ф. Иоффе является создание школы физиков, из которой вышли многие крупные ученые: А.П. Александров, Л.А. Арцимович, П.Л. Капица, И.К. Кикоин, И.В. Курчатов, П.И. Лукирский, Н.Н. Семенов, Я.И. Френкель и др. Близкие его ученики А.И. Ансельма и В.П. Жузе писали о нем:«Трудно назвать ученого, который столь проницательно предвидел бы пути будущего развития науки, «открыл» такое количество выдающихся ученых, организовал столько новых институтов, создал такой высокий стиль научного руководства, проявил бы такую настойчивость в осуществлении поставленных перед страной задач и мужество при неудачах».

1. Свойства полупроводников: Hitachi High-Tech GLOBAL

Название «полупроводник» широко известно, но что такое полупроводники?
Полупроводники обладают определенными электрическими свойствами. Вещество, проводящее электричество, называется проводником, а вещество, не проводящее электричество, называется изолятором. Полупроводники — это вещества со свойствами где-то между ними.
Электрические свойства могут быть обозначены удельным сопротивлением.Такие проводники, как золото, серебро и медь, имеют низкое сопротивление и легко проводят электричество. Изоляторы, такие как резина, стекло и керамика, обладают высоким сопротивлением и плохо пропускают электричество. Полупроводники обладают чем-то средним между этими двумя свойствами. Их удельное сопротивление может изменяться, например, в зависимости от температуры. При низкой температуре через них почти не проходит электричество. Но при повышении температуры электричество через них легко проходит.
Полупроводники, почти не содержащие примесей, почти не проводят электричество.Но когда к полупроводникам добавляются какие-то элементы, электричество легко проходит через них.
Полупроводники, состоящие из одного элемента, называются элементарными полупроводниками, включая знаменитый полупроводниковый материал кремний. С другой стороны, полупроводники, состоящие из двух или более соединений, называются составными полупроводниками и используются в полупроводниковых лазерах, светодиодах и т. Д.

Энергетический диапазон

Атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра.
Электроны не могут вращаться вокруг ядра на любом расстоянии в атомном пространстве, окружающем ядро, но разрешены только определенные, очень специфические орбиты, и они существуют только на определенных дискретных уровнях. Эти энергии называются энергетическими уровнями. Большое количество атомов собирается в кристалл и взаимодействует в твердом материале, а затем энергетические уровни становятся настолько близко расположенными, что образуют полосы. Это энергетическая полоса.
Металлы, полупроводники и изоляторы отличаются друг от друга своей зонной структурой.Их ленточная структура показана на рисунке ниже.

В металлах зона проводимости и валентная зона очень близки друг к другу и могут даже перекрываться, причем энергия Ферми (Ef) находится где-то внутри. Это означает, что в металле всегда есть электроны, которые могут свободно перемещаться и поэтому всегда могут проводить ток. Такие электроны известны как свободные электроны. Эти свободные электроны ответственны за ток, протекающий через металл.

В полупроводниках и изоляторах валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной энергетической щелью (Eg) достаточной ширины, а энергия Ферми (Ef) находится между валентной зоной и зоной проводимости.Чтобы попасть в зону проводимости, электрон должен набрать достаточно энергии, чтобы перескочить через запрещенную зону. Как только это будет сделано, можно будет проводить.

В полупроводниках при комнатной температуре ширина запрещенной зоны меньше, тепловой энергии достаточно, чтобы позволить электронам довольно легко перепрыгивать через зазор и переходить в зону проводимости, учитывая ограниченную проводимость полупроводника. При низкой температуре ни один электрон не обладает достаточной энергией, чтобы занять зону проводимости, и поэтому движение заряда невозможно.При абсолютном нуле полупроводники являются идеальными изоляторами. Плотность электронов в зоне проводимости при комнатной температуре не так высока, как в металлах, поэтому они не могут проводить ток так же хорошо, как металл. Электропроводность полупроводника не такая высокая, как у металла, но и не такая плохая, как у электрического изолятора. Именно поэтому этот вид материала называется полупроводником, то есть полупроводником.

Ширина запрещенной зоны изоляторов велика, поэтому очень немногие электроны могут перепрыгнуть через нее. Следовательно, ток в изоляторах не течет легко.Разница между изоляторами и полупроводниками заключается в величине запрещенной зоны. В изоляторе, где запрещенная зона очень велика, и в результате энергия, необходимая электрону для перехода в зону проводимости, практически достаточно велика. Изоляторы плохо проводят электричество. Это означает, что электрическая проводимость изолятора очень низкая.

Полупроводниковый кристалл, используемый для ИС и т. Д., Представляет собой монокристаллический кремний высокой чистоты с содержанием 99,999999999%, но при фактическом создании схемы добавляются примеси для контроля электрических свойств.В зависимости от добавленных примесей они становятся полупроводниками n-типа и p-типа.

Пятивалентный фосфор (P) или мышьяк (As) добавляют в кремний высокой чистоты для полупроводников n-типа. Эти примеси называются донорами. Энергетический уровень донора расположен близко к зоне проводимости, то есть запрещенная зона мала. Затем электроны на этом уровне энергии легко возбуждаются в зону проводимости и вносят свой вклад в проводимость.

С другой стороны, трехвалентный бор (B) и т. Д.добавлен к полупроводнику p-типа. Это называется акцептором. Уровень энергии акцептора близок к валентной зоне. Поскольку здесь нет электронов, здесь возбуждаются электроны в валентной зоне. В результате в валентной зоне образуются дырки, которые вносят вклад в проводимость.

Название «полупроводник» широко известно, но что такое полупроводники?
Полупроводники обладают определенными электрическими свойствами. Вещество, проводящее электричество, называется проводником, а вещество, не проводящее электричество, называется изолятором.Полупроводники — это вещества со свойствами где-то между ними.
Электрические свойства могут быть обозначены удельным сопротивлением. Такие проводники, как золото, серебро и медь, имеют низкое сопротивление и легко проводят электричество. Изоляторы, такие как резина, стекло и керамика, обладают высоким сопротивлением и плохо пропускают электричество. Полупроводники обладают чем-то средним между этими двумя свойствами. Их удельное сопротивление может изменяться, например, в зависимости от температуры. При низкой температуре через них почти не проходит электричество.Но при повышении температуры электричество через них легко проходит.
Полупроводники, почти не содержащие примесей, почти не проводят электричество. Но когда к полупроводникам добавляются какие-то элементы, электричество легко проходит через них.
Полупроводники, состоящие из одного элемента, называются элементарными полупроводниками, включая знаменитый полупроводниковый материал кремний. С другой стороны, полупроводники, состоящие из двух или более соединений, называются составными полупроводниками и используются в полупроводниковых лазерах, светодиодах и т. Д.

Энергетический диапазон

Атом состоит из ядра и электронов, вращающихся вокруг ядра.
Электроны не могут вращаться вокруг ядра на любом расстоянии в атомном пространстве, окружающем ядро, но разрешены только определенные, очень специфические орбиты, и они существуют только на определенных дискретных уровнях. Эти энергии называются энергетическими уровнями. Большое количество атомов собирается в кристалл и взаимодействует в твердом материале, а затем энергетические уровни становятся настолько близко расположенными, что образуют полосы. Это энергетическая полоса.
Металлы, полупроводники и изоляторы отличаются друг от друга своей зонной структурой. Их ленточная структура показана на рисунке ниже.

В металлах зона проводимости и валентная зона очень близки друг к другу и могут даже перекрываться, причем энергия Ферми (Ef) находится где-то внутри. Это означает, что в металле всегда есть электроны, которые могут свободно перемещаться и поэтому всегда могут проводить ток. Такие электроны известны как свободные электроны.Эти свободные электроны ответственны за ток, протекающий через металл.

В полупроводниках и изоляторах валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной энергетической щелью (Eg) достаточной ширины, а энергия Ферми (Ef) находится между валентной зоной и зоной проводимости. Чтобы попасть в зону проводимости, электрон должен набрать достаточно энергии, чтобы перескочить через запрещенную зону. Как только это будет сделано, можно будет проводить.

В полупроводниках при комнатной температуре ширина запрещенной зоны меньше, тепловой энергии достаточно, чтобы позволить электронам довольно легко перепрыгивать через зазор и переходить в зону проводимости, учитывая ограниченную проводимость полупроводника. При низкой температуре ни один электрон не обладает достаточной энергией, чтобы занять зону проводимости, и поэтому движение заряда невозможно. При абсолютном нуле полупроводники являются идеальными изоляторами. Плотность электронов в зоне проводимости при комнатной температуре не так высока, как в металлах, поэтому они не могут проводить ток так же хорошо, как металл. Электропроводность полупроводника не такая высокая, как у металла, но и не такая плохая, как у электрического изолятора. Именно поэтому этот вид материала называется полупроводником, то есть полупроводником.

Ширина запрещенной зоны изоляторов велика, поэтому очень немногие электроны могут перепрыгнуть через нее. Следовательно, ток в изоляторах не течет легко. Разница между изоляторами и полупроводниками заключается в величине запрещенной зоны. В изоляторе, где запрещенная зона очень велика, и в результате энергия, необходимая электрону для перехода в зону проводимости, практически достаточно велика. Изоляторы плохо проводят электричество. Это означает, что электрическая проводимость изолятора очень низкая.

Полупроводниковый кристалл, используемый для ИС и т. Д., Представляет собой монокристаллический кремний высокой чистоты с содержанием 99,999999999%, но при фактическом создании схемы добавляются примеси для контроля электрических свойств. В зависимости от добавленных примесей они становятся полупроводниками n-типа и p-типа.

Пятивалентный фосфор (P) или мышьяк (As) добавляют в кремний высокой чистоты для полупроводников n-типа. Эти примеси называются донорами. Энергетический уровень донора расположен близко к зоне проводимости, то есть запрещенная зона мала.Затем электроны на этом уровне энергии легко возбуждаются в зону проводимости и вносят свой вклад в проводимость.

С другой стороны, трехвалентный бор (B) и т. Д. Добавляется в полупроводник p-типа. Это называется акцептором. Уровень энергии акцептора близок к валентной зоне. Поскольку здесь нет электронов, здесь возбуждаются электроны в валентной зоне. В результате в валентной зоне образуются дырки, которые вносят вклад в проводимость.

Быстрый ответ: каковы свойства проводника

Свойства электрического проводника

  • Проводник всегда допускает движение электронов и ионов в нем.
  • Электрическое поле проводника равно нулю, позволяя электронам течь внутри него.
  • Плотность заряда проводника равна нулю.
  • Только на поверхности проводника существуют свободные заряды.

Каковы свойства проводников и изоляторов?

В проводнике электрический ток может течь свободно, в изоляторе — нет. Металлы, такие как медь, являются типичными проводниками, в то время как большинство неметаллических твердых тел считаются хорошими изоляторами, имеющими чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда через них.

Какие свойства делают хороший проводник?

Обычно хорошие токопроводящие проводники должны иметь следующие свойства:

  • Низкое удельное сопротивление / / высокая проводимость.
  • Низкий температурный коэффициент удельного сопротивления.
  • Хорошая теплопроводность.
  • Должен быть легко доступен.
  • Экологическая устойчивость.
  • Ковкость.
  • Должен быть очень пластичным.
  • Поддается производственному процессу.

Бриллианты пуленепробиваемые?

Нет смысла задаться вопросом, являются ли бриллианты пуленепробиваемыми, поскольку алмаз — самый твердый природный материал в мире. Однако в целом алмазы не являются пуленепробиваемыми, поскольку, хотя они и твердые, они не особенно прочные, и их хрупкость заставит их разбиться при попадании пули.

Какой металл лучше всего проводит электричество?

Шесть самых проводящих металлических покрытий

  • Серебро: Единственный металл с наибольшей проводимостью, серебро эффективно проводит тепло и электричество благодаря своей уникальной кристаллической структуре и одновалентному электрону.
  • Медь: как и серебро, электрон одной валентности меди делает ее металлом с высокой проводимостью.

Какие бывают 3 типа проводников?

Из всех материалов тройку лидеров составляют серебро, медь и алюминий. Серебро, как известно, является лучшим проводником электричества, но широко не используется по экономическим причинам. Он используется только для специального оборудования, такого как спутники. Медь, хотя и не так высока, как серебро, но также обладает высокой проводимостью.

Что такое 5 изоляторов?

Изоляторы:

  • стекло.
  • резина.
  • масло.
  • асфальт.
  • стекловолокно.
  • фарфор.
  • керамика.
  • кварц.

Какие проводники используются чаще всего?

Медь. Медь на сегодняшний день является наиболее широко используемым проводящим материалом.

Есть идеальный проводник?

Идеальный проводник имеет нулевое электрическое сопротивление для любого уровня тока, соответствующего магнитного поля или рабочей температуры. Идеального дирижера в реальном мире не существует.

Пластик — хороший изолятор?

Пластмассы являются отличными изоляторами, что означает, что они могут эффективно удерживать тепло — качество, которое может быть преимуществом в чем-то вроде рукава для кофейной чашки.

Является ли Даймонд хорошим проводником электричества?

В молекуле графита один валентный электрон каждого атома углерода остается свободным, что делает графит хорошим проводником электричества. Тогда как в алмазе у них нет свободного подвижного электрона. Следовательно, не будет потока электронов. Это причина того, что алмазы плохо проводят электричество.

Сверхпроводники идеальны?

Идеальный диамагнетизм То есть индуцированные токи в нем не будут встречать сопротивления, поэтому они будут сохраняться в любой величине, необходимой для полной компенсации изменения внешнего поля. Сверхпроводник — это идеальный диамагнетик, но эффект Мейснера задействован не только в этом.

Какой проводник самый сильный?

Серебро. Серебро — самый прочный проводник из всех известных материалов.

Что такое проводник класса 1?

Цепи с ограничением мощности класса 1 имеют ограничитель тока на источнике питания, который их питает.Этот ограничитель представляет собой OCPD, который ограничивает величину тока питания в цепи в случае перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю. Трансформатор или другой тип источника питания подает питание на цепи класса 1.

Является ли графит хорошим проводником электричества?

В молекуле графита один валентный электрон каждого атома углерода остается свободным. Благодаря наличию свободных электронов в его структуре графит может выполнять электричество. Поэтому графит считается хорошим проводником электричества.

Как работает изолятор?

Изоляция замедляет передачу тепла, которое может перемещаться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Чтобы тепло распространялось от вашего тела через пуховик, оно должно проходить за счет проводимости через крошечные волокна пера, которые контактируют друг с другом.

Что тверже алмаза?

Структура нитрида бора в его вюрцитной конфигурации прочнее, чем у алмаза. Нитрид бора также можно использовать для создания нанотрубок, аэрогелей и множества других интересных приложений.

Какие бывают изоляторы?

Пять типов изоляторов:

  • Подвесные изоляторы.
  • Изоляторы штыревые.
  • Изоляторы деформации.
  • Стойкие изоляторы.
  • Изоляторы дужки.

Что такое чистый проводник?

Идеальный проводник или идеальный электрический проводник (PEC) — это идеализированный материал, демонстрирующий бесконечную электрическую проводимость или, что эквивалентно, нулевое удельное сопротивление (см. Один пример — идеальная магнитогидродинамика, исследование идеально проводящих жидкостей.

Каковы 3 характеристики изолятора?

Важные свойства изоляторов

  • Свойство 1: В изоляторе валентные электроны прочно удерживаются вместе.
  • Свойство 2: Способность материала не пропускать электрический ток через него называется электрическим сопротивлением.
  • Свойство 3: Изоляторы обладают большой диэлектрической прочностью.

Что такое изолятор?

: изолирующий: например.а: материал с плохой проводимостью (например, с точки зрения электричества или тепла) — сравните с полупроводником. b: устройство из электроизоляционного материала, используемое для разделения или поддержки проводов.

Каковы свойства изоляторов?

Свойства изоляторов

  • Обладает большим сопротивлением и удельным сопротивлением.
  • Большая диэлектрическая прочность.
  • Высокая механическая прочность.
  • Устойчив к высоким температурам.
  • Может не изменяться в природе из-за температуры.
  • Он не должен впитывать воду.
  • Можно придать любую форму.
  • Просто невозможно получить огонь.

Какие 10 примеров проводников?

10 Электропроводников

  • Серебро.
  • Золото.
  • Медь.
  • Алюминий.
  • Меркурий.
  • Сталь.
  • Утюг.
  • Морская вода.

Какое главное свойство идеального проводника?

В идеальном проводнике проводимость материала бесконечна, а сопротивление равно нулю.Это означает, что в идеале ему необходимо небольшое количество напряжения (разности потенциалов), чтобы выдерживать чрезвычайно высокую силу тока (ток).

Что общего у всех проводников?

Проводники очень легко проводят электрический ток из-за наличия свободных электронов. Изоляторы препятствуют электрическому току и делают плохие проводники. Некоторые распространенные проводники — медь, алюминий, золото и серебро.

Что такое хороший изолятор?

Пластик, резина, дерево и керамика — хорошие изоляторы.Их часто используют для изготовления кухонной утвари, например, ручек кастрюль, чтобы не допустить распространения тепла и обжечь руку повара. Пластиковое покрытие также используется для покрытия большинства электрических проводов в приборах. Воздух также является хорошим изолятором тепла.

Какие 4 плохих проводника?

Какие четыре плохих проводника? Изоляторы препятствуют электрическому току и делают плохие проводники. Некоторые распространенные проводники — медь, алюминий, золото и серебро. Некоторые распространенные изоляторы — это стекло, воздух, пластик, резина и дерево.

Какие 5 хороших проводников?

Наиболее эффективные электрические проводники:

  • Серебро.
  • Золото.
  • Медь.
  • Алюминий.
  • Меркурий.
  • Сталь.
  • Утюг.
  • Морская вода.

Электротехника


В предыдущей статье « Введение в проверку проводников » я перечислил все важные термины и их определения в одном полном глоссарии.

Сегодня я объясню различные свойства проводников следующим образом.

3- Свойства проводников



Фундаментальная задача силовых кабелей — это экономичная и эффективная передача тока (мощности). При выборе материала, размера и конструкции проводника необходимо учитывать такие параметры, как:
  1. Ampacity (допустимая нагрузка по току),
  2. Напряжение напряжения на проводнике,
  3. Регулировка напряжения,
  4. Потери проводников,
  5. Радиус изгиба и гибкость,
  6. Общая экономика,
  7. Соображения по существу,
  8. Механические свойства.

Как инспектор по электрике, вы должны убедиться, что проводники имеют надлежащий размер, номинал, изоляцию и правильно подключены.

3.1 Тип материала



Не все материалы одинаково хорошо проводят ток. В электричестве представляют интерес два материала:
  1. Проводники: они пропускают ток,
  2. Изоляторы: препятствуют прохождению тока.

Легкость, с которой металл пропускает ток, описывается как проводимость .
Электропроводность: это мера способности данного материала к проводить электрический ток.
  • Всем металлам присваивается рейтинг проводимости, который показывает, насколько хорошо они проводят электричество по сравнению с медью. Лучший проводник — серебро, но медь используется чаще, потому что она дешевле. Золото — лучший проводник, чем алюминий, но, опять же, его редко используют.
  • Тип материала, используемого в качестве проводника, влияет на его допустимую нагрузку по току. Это связано с тем, что различные элементы материала различаются по величине проводимости или удельному сопротивлению .
Удельное сопротивление: Он определяет, насколько сильно данный материал препятствует прохождению электрического тока. Это величина, обратная проводимости.

Удельное сопротивление металла (проводника) основано на 1 круговом миле и длине одного фута.

Чтобы вычислить сопротивление проводника из любого металла, используйте значение, данное для сопротивления кругового милфута материала, и воспользуйтесь следующей формулой.

Пример № 1:
Если сопротивление 1 см / фут меди при 23 ° C составляет 10,5, каково сопротивление 500 футов медного провода диаметром 0,292?

Решение:

Для приблизительных расчетов сопротивления медного провода круглого сечения в Ом на тысячу футов, разделите 10 500 на размер проволока в круговых милах.

Таблица-1 — это список элементов материала и их удельных значений сопротивления.Например, медный провод пропускает больше тока, чем алюминиевый провод того же диаметра и такой же длины. Медный провод имеет более низкое значение удельного сопротивления.

Таблица-1: Удельные сопротивления проводящих элементов. (Сопротивление равно 1 милю-футу в Ом)

3,2 Медь VS алюминиевые проводники



  • Хотя серебро является лучшим проводником, его стоимость ограничивает его использование в специальных схемах.Серебро используется там, где требуется вещество с высокой проводимостью или низким удельным сопротивлением.
  • Два наиболее часто используемых проводника — медный и алюминиевый. У каждого есть положительные и отрицательные характеристики, которые влияют на его использование в различных обстоятельствах. Сравнение некоторых характеристик меди и алюминия приведено в таблице 2 .

Растяжение прочность (фунт / дюйм2)
Растяжение сила для того же
Вес для той же проводимости (фунты)
Крест раздел для такой же проводимости (C.М.)
Таблица-2: Сравнительные характеристики меди и алюминия
  • Медь имеет более высокую проводимость, чем алюминий. Он более пластичный (может вытягиваться). Медь обладает относительно высокой прочностью на разрыв (наибольшее напряжение, которое вещество может выдержать по своей длине, не разрываясь). Его также можно легко паять. Однако медь дороже и тяжелее алюминия.
  • Хотя алюминий имеет только около 60 процентов проводимости меди, его легкость делает возможными большие пролеты.Его относительно большой диаметр для данной проводимости снижает коронный разряд. Корона — это разряд электричества из провода, когда он имеет высокий потенциал. Разряд больше при использовании проволоки меньшего диаметра, чем при использовании проволоки большего диаметра. Однако относительно большой размер алюминия для данной проводимости не позволяет экономично использовать изоляционное покрытие.
  • При выборе между медными и алюминиевыми проводниками следует внимательно сравнивать свойства двух металлов, поскольку каждый из них имеет преимущества, которые перевешивают другие при определенных условиях.
Для проектировщика кабеля наиболее важны следующие свойства:

A- Сопротивление постоянному току



Электропроводность алюминия составляет примерно 6 от 1,2 до 62 процентов от проводимости меди. Следовательно, алюминиевый проводник должен иметь площадь поперечного сечения примерно в 1,6 раза больше, чем медный проводник, чтобы иметь эквивалентное сопротивление постоянному току. Эта разница в площади примерно равна двум размерам AWG.

B- Вес



  • Одним из важнейших преимуществ алюминия помимо экономичности является его низкая плотность.Единица длины неизолированного алюминиевого провода весит всего 48 процентов от такой же длины медного провода, имеющего эквивалентное сопротивление постоянному току.
  • Однако часть этого преимущества в весе теряется, когда проводник изолирован, поскольку для покрытия большей окружности требуется больший объем изоляции по сравнению с эквивалентным алюминиевым проводом.

C- Пропускная способность



Токовую нагрузку алюминиевых и медных проводников можно сравнить с помощью множества документов.См. Подробности и ссылки в главе 9, но очевидно, что для пропускания такого же тока, как у медного проводника, требуется большее поперечное сечение алюминия, как это видно из Таблица-1 .

D- Регулирование напряжения



  • В цепях переменного тока с небольшими (до # 2/0 AWG) проводниками и во всех цепях постоянного тока влияние реактивного сопротивления незначительно. Эквивалентные падения напряжения возникают в случае алюминиевого проводника, площадь поперечного сечения которого примерно в 1,6 раза больше, чем у медного проводника.
  • В цепях переменного тока с более крупными проводниками, однако, скин-эффекты и эффекты близости влияют на значение сопротивления (отношение переменного тока к постоянному току, позже обозначаемое как отношение переменного / постоянного тока), и влияние реактивного сопротивления становится важным. В этих условиях коэффициент преобразования немного снижается, достигая значения примерно 1,4.

E- Короткие замыкания



Примите во внимание возможные условия короткого замыкания, поскольку медные проводники имеют более высокие возможности при работе при коротком замыкании.

F- Прочие важные факторы



  • При подключении алюминиевых проводов необходимо соблюдать особую осторожность. Они не только склонны к ползучести, но и быстро окисляются. Когда алюминий подвергается воздействию воздуха, быстро образуется тонкая коррозионно-стойкая пленка с высокой диэлектрической прочностью.
  • Когда медные и алюминиевые проводники соединяются вместе, требуются специальные методы для обеспечения удовлетворительного соединения.
  • Алюминий не находит широкого применения в кабелях для электростанций, подстанций или переносных кабелей, потому что меньшая долговечность изгиба небольших алюминиевых жил не всегда соответствует механическим требованиям этих кабелей. Тем не менее, это подавляющий выбор для воздушных проводников из-за его высокого отношения проводимости к весу и для подземного распределения в целях экономии, когда пространство не является важным.
  • Экономическая стоимость двух металлов, конечно, должна учитываться, но всегда после стоимости вышележащих материалов.

В следующей статье я объясню единицы измерения размеров проводников . Пожалуйста, продолжайте следить.

Разделение механических свойств и ионной проводимости в супрамолекулярных литиево-ионных проводниках

Характеристика супрамолекулярных полимеров SLIC

На рисунке 1а показана схема синтезированных макромолекул SLIC. Как показано на дополнительном рисунке 1, молекулы SLIC были синтезированы путем конденсации макромономеров с концевыми гидроксильными группами, предшественников UPy и диизоцианатных линкеров.Макромолекула SLIC содержит мягкий сегмент на основе ионопроводящего полимера поли (пропиленгликоль) -пол (этиленгликоль) -поли (пропиленгликоль) (PPG-PEG-PPG). Блок ППГ-ПЭГ-ППГ был выбран для простоты синтеза и устранения кристаллизации мягкого сегмента ПЭГ, снижающей проводимость, в конечном полимере 29 . Молекулярная масса мягкого сегмента составляет ~ . 2000 Да. Для придания полимеру механической прочности в основную цепь 30 включен мотив сильной четверной водородной связи 2-уреидо-4-пиримидон (UPy).Константа сильной ассоциации между фрагментами UPy делает связи почти такими же прочными, как ковалентные связи, при сохранении динамических свойств из-за обратимой природы водородных связей 31,32 . Также включен алифатический наполнитель, позволяющий изменять количество UPy, сохраняя при этом постоянную концентрацию мягких сегментов. Чтобы систематически исследовать влияние водородно-связывающего фрагмента UPy на механические свойства и свойства переноса ионов макромолекул, была синтезирована серия полимеров, обозначенных SLIC-0, SLIC-1, SLIC-2 и SLIC-3.SLIC-0 содержит 0% водородных связующих звеньев в основной цепи, тогда как SLIC-3 содержит 100% UPy и не содержит алифатических расширителей. Молекулярная масса синтезированных SLIC составляет около 100 кДа, как определено с помощью GPC. 1 H ЯМР подтверждает успешный синтез молекул SLIC (дополнительные рисунки 2–5). На рис. 1б представлена ​​схема принципа действия макромолекул SLIC. В SLIC ионы лития транспортируются через мягкий сегмент PPG-PEG-PPG, который составляет большую часть (~ 77 мол.%) полимера. Группы UPy в основной цепи полимера взаимодействуют друг с другом, создавая высокую механическую прочность. При растяжении полимер может механически рассеивать напряжение за счет обратимого разрыва Н-связей, сохраняя пути переноса ионов.

Рис. 1

Схема макромолекул SLIC, представленных в данной работе. a Химическая структура SLIC, а также состав и молекулярная масса от SLIC-0 до SLIC-3. x = 9, y = 23, z = 9. b Диаграмма, показывающая общий принцип действия полимерного электролита на основе SLIC при растяжении.Синие кружки представляют ионы лития, черные провода — цепи PPG-PEG-PPG, а оранжевые квадраты — связывающие водород фрагменты UPy.

Механические свойства синтезированных молекул SLIC имеют ключевое значение при оценке возможности использования полимера в качестве надежного поддающегося растяжению электролита. На рис. 2а показаны кривые растяжения от SLIC-0 до SLIC-3. Для SLIC-0 растягивающее напряжение в образце чрезвычайно низкое, и полимер деформируется при низкой деформации. По мере увеличения количества UPy в основной цепи растягивающее напряжение, необходимое для растяжения эластомеров, систематически увеличивается.Для SLIC-3 получены впечатляющая растяжимость ~ 2700 ± 63% и предел прочности 14 ± 0,2 МПа. Упругое поведение SLIC-3 показано на рис. 2b. В то время как динамический характер сшивок, связывающих водородные связи, придает вязкоупругие свойства полимерам, SLIC-3 демонстрирует отличное восстановление напряжений при низких деформациях при последовательном циклировании. После выдержки в течение 1 часа полимер полностью восстанавливает свои первоначальные механические свойства. Циклические кривые напряжения-деформации для SLIC-0,1,2 показаны на дополнительном рис.6. Хотя эти полимеры также являются вязкоупругими, они демонстрируют гораздо меньшее восстановление напряжений, чем SLIC-3. Как и ожидалось, способность восстанавливаться после деформации увеличивается по мере увеличения количества водородных связей в сети. Для исследования структуры полимеров SLIC были выполнены измерения малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) в геометрии пропускания (рис. 2c). Когда содержание UPy в полимере увеличивается от SLIC-0 до SLIC-3, широкий пик, соответствующий расстоянию d ~ 6 нм, становится более заметным.Этот широкий пик рассеяния указывает на присутствие агрегатов водородных связей с разделенными фазами, которые равномерно распределены 33 , что приводит к превосходным механическим свойствам полимера. Ширина этого пика указывает на то, что заселенность доменов UPy низка, как и ожидалось, исходя из относительно низкой концентрации групп UPy (<22 мол.%) В SLIC. Кроме того, измерения FTIR подтверждают наличие водородных связей в системе. Спектры FTIR на дополнительном рис.7 показано увеличение интенсивности пиков, представляющих C = O H-связывание в мочевине (1660 см -1 ) и C = O H-связывание в уретане (1695 см -1 ) от SLIC-0 до SLIC-3. 32 .

Рис. 2

Характеристика макромолекул SLIC. a Кривые растяжения от SLIC-0 до SLIC-3 при скорости растяжения не менее 100 мм -1 . На вставке: увеличенное изображение области низких напряжений на кривой напряжения-деформации. b Цикл деформации SLIC-3 со скоростью 30 мм мин. −1 .SLIC-3 растягивается до 300%, а затем сразу же снова растягивается. После расслабления 1 ч выполняется третья растяжка. c SAXS SLIC. d Реология наложения температуры и времени SLIC-0 на SLIC-3. e DSC Следы SLIC. Указывается постоянная T g при температуре около -49 ° C.

На рис. 2d показаны реологические свойства от SLIC-0 до SLIC-3. Реометрия наложения времени-температуры используется для получения данных для модуля сдвига молекул SLIC от 10 -5 до 10 3 рад с -1 .Из реологии можно заметить, что модуль эластичного плато одинаков для всех SLIC. Точка пересечения между модулями потерь и накопления — это место, в котором полимер претерпевает переход от «жидко-подобного» к «твердому». На рис. 2d показано, что по мере увеличения количества UPy в основной цепи полимера от SLIC-0 до SLIC-3 время релаксации полимера становится медленнее, что согласуется с повышенной плотностью сшивки, которая ожидается от водородной связи UPy.Это также означает, что в коротких временных масштабах SLIC-0 будет расслабляться и «течь» больше, чем SLIC-3. Несмотря на это вязкоупругое поведение, измерения ползучести на дополнительном рис. 8 показывают, что SLIC-3 имеет минимальную ползучесть при умеренных деформациях.

По сравнению с другими супрамолекулярными динамическими полимерами, описанными в литературе, SLIC обладает очень впечатляющими свойствами. Хотя жертвенное связывание использовалось в полимерных электролитах в прошлом, о действительно супрамолекулярном полимерном электролите LIB не сообщалось.Предыдущие работы с динамически связанными электролитами основывались на ковалентных связях для обеспечения механической прочности за счет ионной проводимости 34,35,36 . В дополнительной таблице 1 сравниваются полимеры SLIC с различными другими коммерческими и недавно опубликованными эластичными / вязкоупругими полимерами 37,38,39 . Дополнительный рис. 9 показывает, что при сравнении прочности и растяжимости SLIC с другими полимерами, SLIC является одним из самых жестких полимеров, о которых сообщают, и сохраняет впечатляющую растяжимость.Эти уникальные механические свойства делают SLIC привлекательным выбором для приложений, требующих высокой растяжимости и прочности.

На рисунке 2e показаны трассы DSC для SLIC-0 — SLIC-3. Важно отметить, что SLIC показывают постоянную T g в районе -49 o C. T g супрамолекулярных полимеров возникает из локальной динамики мягкого сегмента, и поэтому наблюдаемое T g возникает в результате релаксации. мягкого сегмента PPG-PEG-PPG и не зависит от содержания UPy в магистрали 30,40 .Этот результат согласуется с предыдущими наблюдениями в супрамолекулярных полимерах 27,37 . Тот факт, что наблюдается постоянная T g , несмотря на сильно отличающиеся механические свойства SLIC, показывает, что сегментарная релаксация полимера не связана с ударной вязкостью в этой системе. В целом супрамолекулярная конструкция материала SLIC обеспечивает превосходный контроль механических свойств полимерной системы при поддержании постоянной T g .

SLIC в качестве полимерного электролита

Одним из основных преимуществ системы SLIC для использования в качестве полимерного электролита является разделение ионной проводимости от механических свойств полимера за счет использования ортогонально функциональных водородных связей и ионных связей. ведение доменов.Для исследования этого разделения полимерные электролиты были созданы путем растворения бис (трифторметансульфонил) имида лития (LiTFSI) в полимере и отливки пленки. Ионно-транспортные свойства исследовали с присутствием и без присутствия диметилового эфира диэтиленгликоля (DEGDME) в качестве пластификатора. Экспериментально 20 мас.% LiTFSI и 20 мас.% DEGDME были выбраны при создании пленок полимерного электролита, чтобы максимизировать ионную проводимость и механические свойства образцов (дополнительные рис.10–12). На рис. 3а показано, что ионная проводимость для полимерных электролитов SLIC остается относительно постоянной, поскольку количество водородных связей и, следовательно, механическая прочность увеличивается от SLIC-0 до SLIC-3. Это наблюдение справедливо как для пластифицированных, так и для непластифицированных образцов. Примечательно, что образцы SLIC с 20 мас.% LiTFSI и 20 мас.% DEGDME имеют высокое значение ионной проводимости около ~ 2 × 10 −4 См см −1 при комнатной температуре. В таблице 1 показаны изменения максимального напряжения, деформации, модуля, ударной вязкости и модуля Юнга (E) образцов SLIC по мере увеличения количества водородных связей.Можно заметить, что, хотя ударная вязкость и модуль электролитов увеличиваются на два порядка от SLIC-0 до SLIC-3, температура стеклования и ионная проводимость этих образцов остаются почти постоянными. Эти результаты подчеркивают способность стратегии супрамолекулярной инженерии отделить механические свойства от ионной проводимости. Этот результат резко контрастирует с предыдущими полимерными электролитами, где увеличение механической прочности приводило к снижению ионной проводимости 36,41,42,43 .

Рис. 3

Характеристика SLIC как полимерного электролита. Все образцы содержат 20 мас.% LiTFSI. a Ионная проводимость пластифицированных и чистых электролитов SLIC в зависимости от содержания UPy в основной цепи полимера. Температура измерения 25 ° C. SiO 2 в этих образцах отсутствует. b Ионная проводимость в зависимости от T г — температура смещения для пластифицированных электролитов SLIC с 20 мас.% LiTFSI, 20 мас.% DEGDME и без SiO 2 .Оранжевая пунктирная линия служит ориентиром для взгляда. c 7 Li ЯМР-следы электролитов SLIC, растворенных в CDCl 3 с 20 мас.% LiTFSI в каждом образце. d Кривые растяжения пластифицированных электролитов SLIC-3 с 2 мас.% SiO и без них 2 . Скорость деформации составляет 100 мм / мин. и Нормализованная ионная проводимость как функция деформации для электролита SLIC. Этот электролит включает SLIC-3 с 20 мас.% LiTFSI, 20 мас.% DEGDME и 2 мас.%.% SiO 2 . На вставке показана схема измерительного прибора f Сравнение ударной вязкости и ионной проводимости электролитов SLIC с другими электролитами, о которых сообщается в литературе. Детали сравнения включены в дополнительную информацию.

Таблица 1 Механические свойства SLIC-электролитов без пластификаторов с 20 мас.% LiTFSI, а также температура стеклования (T г ) и ионная проводимость (σ) образцов при 70 ° C. Модуль Юнга обозначен как E.

Сходство между ионной проводимостью образцов SLIC указывает на то, что мягкий сегмент PPG-PEG-PPG определяет ионную проводимость, и что проводимость не зависит от H-связывающих UPy групп. Мы дополнительно исследовали поведение ионного транспорта, чтобы подтвердить это наблюдение. На рис. 3b показано, что нормализованная температурно-зависимая ионная проводимость электролитов SLIC, приведенная к T g , попадает в единую эталонную кривую, что указывает на то, что механизм переноса ионов аналогичен 44 .Кроме того, энергии активации VTF всех образцов SLIC находятся в пределах 1 кДж / моль -1 друг от друга, и кривые спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) аналогичны (дополнительные рисунки 13-15). Последнее свидетельство того, что мягкий сегмент определяет проводимость образцов SLIC, получено в результате измерений ЯМР 7 Li SLIC, растворенных в дейтерированном хлороформе. 7 Li ЯМР показывает, что среда сольватации лития в комплексах SLIC-LiTFSI и SLIC-LiTFSI-DEGDME относительно постоянна, независимо от количества UPy в основной цепи (рис.3c и дополнительный рис.16). Это убедительно свидетельствует о том, что группы UPy не мешают сольватации лития в основной цепи PPG-PEG-PPG и что все макромолекулы SLIC сольватируют Li + аналогично 45,46,47 . Эти наблюдения в сочетании с измерениями механической прочности и ионной проводимости демонстрируют, что перенос ионов действительно не связан с механическими свойствами. Имея эти данные, SLIC-3 был выбран в качестве полимерного электролита из-за его чрезвычайной прочности и высокой ионной проводимости.

Влияние добавок на механические свойства электролитов SLIC является важным фактором при окончательном применении растяжимых полимерных электролитов. Добавление соли LiTSFI вызывает небольшое снижение механических свойств электролитов на основе SLIC (дополнительный рис. 17). Вероятно, это происходит из-за большого размера анионов TFSI, мешающих упаковке цепей и, таким образом, предотвращающих агрегацию доменов UPy 48 . Действительно, присутствие соли вызывает уменьшение пика SAXS 6 нм, относящегося к доменам UPy (дополнительный рис.18). Для борьбы с негативным влиянием LiTFSI на механические свойства электролита в полимерный электролит было добавлено 2 мас.% SiO 2 . Известно, что небольшие количества керамической добавки имеют несколько преимуществ, включая улучшение механических свойств и увеличение числа переноса лития в полимерных электролитах 20 . Дополнительный рис. 19 показывает, что, хотя электролит на основе SLIC-3 с 20% LiTFSI имеет хорошие механические свойства, добавка 2 мас.% SiO 2 может еще больше увеличить их, а также улучшить эластичность образцов. Наконец, необходимо учитывать влияние пластификатора. При добавлении 20 мас.% Пластификатора DEGDME механические свойства электролита ухудшаются. Однако, как показано на рис. 3d, добавление 2 мас.% SiO 2 восстанавливает некоторые из исходных механических свойств, и полимер остается эластичным до более чем 100% деформации (дополнительный рис. 20). Даже с добавлением LiTFSI и DEGDME полимерный электролит на основе SLIC-3 является исключительно прочным.Этот электролит имеет высокое предельное напряжение 2,5 ± 0,12 МПа и растяжимость 1870 ± 110%. Электролит SLIC-3 с добавками поддерживает высокую степень водородных связей, показанную с помощью FTIR (дополнительный рис. 7), и имеет лишь незначительную ползучесть при больших деформациях (дополнительный рис. 8). Влияние добавления LiTFSI, DEGDME и SiO 2 на ионную проводимость электролитов на основе SLIC-3 показано на дополнительном рисунке 21. Добавление 20 мас.% DEGDME приводит к заметному увеличению ионной проводимости. , а добавка 2 мас.% SiO 2 вызывает умеренное снижение ионной проводимости, что хорошо задокументировано 34 . Окончательным выбором для высокоэффективного полимерного электролита является SLIC-3 с 20 мас.% LiTFSI, 20 мас.% DEGDME и 2 мас.% SiO 2 . Мы подтвердили, что этот электролит не имеет вредных побочных реакций в электрохимической ячейке из Li || SS до 4,0 В по сравнению с Li / Li + и имеет приличное число переноса лития 0,43 ± 0,04 (дополнительный рис. 22). Остальная часть статьи будет относиться к электролиту с SLIC-3, 20 мас.% LiTFSI, 20 мас.% DEGDME и 2 мас.% SiO 2 в качестве «электролита SLIC».

Наконец, при оценке характеристик электролита SLIC для растягиваемой батареи критически важно учитывать характеристики электролита при деформации. На рис. 3д показано, что электролит SLIC можно обратимо растянуть от 0 до 200% с очень небольшим изменением ионной проводимости. На дополнительном рис. 23 показаны соответствующие трассы EIS. Мы также демонстрируем универсальность системы электролита SLIC, показывая, что электролит SLIC имеет высокую проводимость по ионам натрия, когда вместо LiTFSI используется NaTFSI или NaFSI (дополнительный рис.24). Способность проводить несколько типов ионов сделает систему SLIC полезной для альтернативных химических составов батарей.

В целом, супрамолекулярный подход к конструкции электролита SLIC в сочетании с разумным выбором компонентов электролита делает этот полимерный электролит привлекательным для использования в растягиваемой батарее. Чтобы подтвердить уникальность этого полимера, мы сравнили SLIC с другими электролитами, описанными в литературе (подробности см. В дополнительном рис. 25 и в дополнительной таблице 2).Вязкость полимера отражает то, сколько энергии полимер может поглотить при деформации, учитывает как прочность, так и растяжимость, и поэтому была выбрана в качестве наиболее важного показателя для количественной оценки механических свойств растяжимого полимерного электролита. Из рис. 3е видно, что электролит SLIC имеет рекордно высокую ударную вязкость 29,3 ± 1,4 МДж м −3 , что по крайней мере в три раза выше, чем у наиболее прочных электролитов, о которых сообщалось на сегодняшний день. Даже по сравнению с современными динамическими эластомерами, не имеющими ионной проводимости, электролит SLIC-3 демонстрирует конкурентоспособную прочность и растяжимость (дополнительный рис.9). Кроме того, ионная проводимость электролита SLIC-3 с 20 мас.% LiTFSI, 20 мас.% ДЭГМДЭ и 2 мас.% SiO 2 достигает 1,2 ± 0,21 · 10 −4 См · см −1 , который конкурирует с самыми высокими зарегистрированными значениями ионной проводимости. Такая высокая ионная проводимость приемлема для использования в литий-ионных аккумуляторах. Достижение такой высокой ионной проводимости и ударной вязкости стало возможным благодаря использованию супрамолекулярной инженерии для повышения механической прочности полимера за счет водородных связей без ухудшения ионной проводимости.

SLIC в качестве растягиваемого связующего материала для электродов

SLIC является не только прекрасным полимерным электролитом, но и привлекательным материалом для использования в качестве растягивающегося связующего для электродов. Предыдущие попытки создать растяжимые электроды батареи либо использовали дорогостоящую микро / наноразмерную инженерию 24,26,49 , либо предусматривали нанесение небольшого количества активного материала на эластичную опору 50,51,52 . В идеале, электроды с внутренним растягиванием могут быть изготовлены путем замены жесткого полимерного связующего в обычных электродах растягиваемым.Поскольку SLIC представляет собой полимер с превосходными механическими свойствами, а также ионной проводимостью, он является очевидным кандидатом для изготовления растяжимых композитных электродных материалов. Используя обычный процесс суспензии, мы смогли создать крупномасштабные отдельно стоящие электроды на основе смесей фосфата лития-железа (LiFePO 4 , LFP), технического углерода (CB) и электролита SLIC (дополнительный рис. 26). . Обратите внимание, что для электродов электролит SLIC содержит 20 мас.% LiTFSI, но не включает пластификатор или керамическую добавку.Если не указано иное, электродные композиции даны как массовое соотношение полимер: LFP: CB. На рис. 4а показано уникальное преимущество сверхпрочных полимеров SLIC по созданию эластичных электродов по сравнению с обычными полимерными связующими, такими как ПВДФ и ПЭО. При соотношении 7: 2: 1 электроды на основе SLIC-1 и SLIC-3 можно растянуть до впечатляющих 940 ± 61% и 450 ± 48% соответственно. Электроды на основе PVDF и PEO, с другой стороны, можно растянуть только до 20% напряжения. Дополнительный рис.27 показано влияние состава электрода на механические свойства растяжимых композитных электродов, изготовленных из SLIC-1 и SLIC-3, соответственно. Как правило, по мере увеличения состава активного материала жесткость композита увеличивается, а растяжимость уменьшается. Можно видеть, что, хотя электроды SLIC-3 имеют более высокий модуль упругости и прочность, растяжимость примерно вдвое меньше, чем у электродов SLIC-1. Более высокая растяжимость электродов на основе SLIC-1 объясняется способностью более мягкого полимера выдерживать большую жесткость из-за добавления жестких активных материалов.Примечательно, что электроды SLIC-1 достигают почти 100% растяжимости при соотношении 2: 7: 1, показывая, что электроды сохраняют хорошую растяжимость даже при использовании высокой нагрузки, составляющей 70 мас.% Активного материала LFP. Достижение 100% -ной деформации электродного компонента при массовой загрузке 70 мас.% LFP превосходит нагрузку 50–65 мас.%, Достигнутую в предыдущих работах с растягивающимися электродами с использованием эластичных связующих 53 . Использование эластичного связующего также превосходит широко используемые методы нанесения покрытия распылением / окунанием жестких электродов на растягивающиеся подложки 51,54 .Эти методы распыления / погружения в конечном итоге ограничивают общую плотность энергии конечного электрода 55 .

Рис. 4

Использование SLIC для создания растяжимых электродных материалов. a Кривые напряжения-деформации полимерных композитных электродов с различным количеством LFP и сажи. Приведенные соотношения даны в терминах Полимер: LFP: CB. Никакие другие компоненты (DEGDME / SiO 2 ) не включены. Скорость деформации 100 мм / мин. b Энергия адгезии между электролитом SLIC и различными композитными электродами с композитным соотношением 7: 2: 1.На вставке — оптическое изображение измерительной установки. c Схема, показывающая образование динамических связей UPy на границе раздела электрод-электролит. d СЭМ-изображение границы раздела между электролитом SLIC-3 и электродом на основе SLIC-1 в соотношении 7: 2: 1. Масштабная линейка составляет 25 мкм.

Одной из проблем для аккумуляторов с твердым или гелевым электролитом является достижение хорошего межфазного контакта и ионной проводимости на границе раздела электрод / электролит 4 . Из-за динамической природы связей UPy ожидается, что электроды SLIC смогут образовывать прочные границы раздела с электролитом SLIC.На рисунке 4b показаны результаты испытаний межфазной адгезии между электролитом SLIC и композитными электродами (7: 2: 1), содержащими SLIC-1, SLIC-3, PEO и PVDF. Исходные данные для испытания на адгезию показаны на дополнительном рисунке 28. Можно видеть, что энергия адгезии между электродами SLIC и электролитом SLIC намного больше, чем для электродов, изготовленных из обычных полимеров. Заметное увеличение энергии адгезии для электродов SLIC объясняется водородными связями на границе раздела, схематически показанными на рис.4c. Электрод с SLIC-1 имеет особенно высокую энергию адгезии, что можно объяснить тем фактом, что полимер SLIC-1 более текуч, чем полимер SLIC-3, о чем свидетельствует реометрия на рис. 1d. Эта текучесть позволяет полимеру SLIC-1 иметь большую адгезию за счет повышенного Ван-дер-Ваальсова взаимодействия и в то же время образовывать больше адгезионных водородных связей между электродом и электролитом 30 . СЭМ-изображение на рис. 4d показывает, что поверхность раздела между электродом на основе SLIC-1 и электролитом SLIC действительно бесшовная и непрерывная.Мы также подтвердили, что электроды на основе SLIC имеют более высокую энергию адгезии к токосъемникам, чем электроды из PEO или PVDF (дополнительный рис. 29). Сочетание впечатляющей растяжимости композитных электродов на основе SLIC и способности образовывать хорошо прилегающие поверхности раздела делает материал SLIC многообещающим для использования в качестве растягиваемого материала супрамолекулярных батарей.

Растягиваемые батареи

Свойства, обсуждаемые до сих пор, демонстрируют явные преимущества SLIC по сравнению с ранее описанными полимерными ионными проводниками.Динамическое сшивание звеньев UPy в SLIC обеспечивает уникальное разделение механических свойств и ионной проводимости, которое обычно не наблюдается в полимерных электролитах. Это позволяет создавать полимерный электролит с рекордно высокой вязкостью и высокой ионной проводимостью. Кроме того, механические и ионно-транспортные свойства SLIC позволяют использовать его в качестве эффективного связующего материала для электродов, превосходящего нагрузку активного материала и растяжимость, достигнутые на основе ранее описанных эластомерных связующих.Уникальная природа динамических связей UPy также позволяет формировать плотно связанные границы раздела электрод-электролит, что является явлением, о котором ранее не сообщалось. Эти многообещающие свойства демонстрируют, что SLIC должен служить отличным кандидатом на роль ионно-транспортного полимера в деформируемых аккумуляторных системах. В заключительной части этой рукописи мы представим краткую демонстрацию высокоэффективного растягиваемого LIB на основе материалов SLIC.

Тестирование аккумуляторов на этих растяжимых электродах и электролитах было сначала проведено в монетных элементах, чтобы определить их характеристики в обычном LIB.На дополнительном рис. 30 показаны длительные циклы со скоростью C / 5 композитного электрода SLIC-1 (7: 2: 1) в паре с электролитом SLIC и литиевым противоэлектродом. Батарея на основе SLIC может работать со скоростью C / 5 более 400 циклов со средней кулоновской эффективностью 99,45% и сохранением емкости 86,8%. Кроме того, аккумулятор может выдерживать температуру до 1 ° C при комнатной температуре (дополнительный рисунок 31). Циклическая вольтамперометрия аккумуляторной батареи от 2,5 до 3,8 В показана на дополнительном рис.32 показывает, что в этих материалах батареи не происходит побочных реакций или разрушения в интересующем диапазоне напряжений. В целом, материалы для аккумуляторов на основе SLIC могут работать с отличными характеристиками в обычных литий-ионных аккумуляторах и не иметь очевидных вредных эффектов.

В качестве заключительной демонстрации мы представляем первоначальные доказательства того, что SLIC, новый ионопроводящий электролит и связующее, можно использовать для изготовления полностью растягиваемой батареи. На рис. 5а представлена ​​оптическая фотография деформируемой батареи, в которой используются растягивающиеся электроды, электролит и токосъемники на основе полимеров SLIC.Весь стек инкапсулирован в PDMS. На рис. 5b показан схематический разрез аккумуляторной батареи. Создание этой батареи требует разработки растягиваемого коллектора тока на основе SLIC. Для создания этого токосъемника был использован традиционный метод микротрещин в золоте из-за его высокой проводимости и электрохимической стабильности 56,57,58 . Тонкий слой золота (~ 100 нм) термически напыляли на подложку SLIC. Затем суспензию электрода SLIC заливали непосредственно на золотой токоприемник.Токосъемник Au @ SLIC имеет низкое сопротивление 20 Ом / □, которое остается относительно постоянным даже при растяжении до 100% деформации (дополнительный рис. 33). СЭМ использовался для подтверждения образования структуры микротрещин золота на токосъемнике при растяжении (дополнительный рис. 34). Даже с покрытием электрода токосъемник Au @ SLIC может быть упруго растянут более чем на 300% от своей исходной длины (дополнительный рис. 33).

Рис. 5

Растягиваемые аккумуляторы на базе SLIC. a Оптическая фотография совместимой батареи на основе всех компонентов SLIC. b Вид в разрезе батареи SLIC, показывающий расположение компонентов. c Зависимость емкости от количества циклов для полной ячейки на основе растягиваемых компонентов SLIC. Загрузка активного материала в электродах (LFP или LTO) составляет 70 мас.%, ~ 1,1 мАч см −2 . d Разрядная емкость полностью растягиваемой батареи SLIC после нескольких циклов нагрузки 50%. Емкость разряда измеряется после каждого набора из 10 циклов растяжения. e Производительность полностью растягиваемой батареи SLIC при нагрузке от 0 до 70%. f Демонстрация растягиваемой батареи SLIC, обеспечивающей питание красного светодиода без напряжения, растягивающейся на 70%, складывающейся и возвращаемой в исходное положение.

Чтобы продемонстрировать возможность изготовления полных ячеек на основе растягивающегося электрода SLIC и компонентов электролита, анод из титаната лития (Li 4 Ti 5 O 12 , LTO) был изготовлен таким же образом, как и электрод LFP. .На рисунке 5c показаны возможности скорости полной ячейки, содержащей LFP || SLIC-3 || LTO. Обратите внимание, что для полной ячейки использовались электроды SLIC-1 с соотношением 2: 7: 1. Эти электроды содержат 70% активного материала (LFP или LTO), что приводит к высокой массовой нагрузке около 1,1 мАч см −2 . Эта емкость высока по сравнению с большинством растягиваемых батарей и аналогична коммерчески доступным гибким батареям (дополнительные таблицы 3–4). Емкость нашей растягиваемой батареи существенно не снижается по сравнению с обычными электродными материалами, диапазон которых составляет ~ 2–4 мАч см −2 59 .Полноэлементные батареи, основанные на растягиваемых компонентах SLIC, могут достигать впечатляющей емкости почти 120 мАч g -1 с кулоновской эффективностью, достигающей более 99%. На дополнительном рис. 35 показаны следы заряда-разряда полного элемента со скоростью C / 10 в цикле 1 и цикле 45, что указывает на то, что эти растяжимые материалы служат в течение многих циклов в конфигурации полного элемента. Следы батареи, работающей с разной скоростью, показаны на дополнительном рисунке 35.

Способность батареи all-SLIC выдерживать деформацию во время работы является ключевым показателем ее возможного применения в гибкой / растягиваемой электронике.Сначала мы выполнили циклы заряда-разряда полных ячеек с прерывистым растяжением при 50% деформации между циклами. Рисунок 5d показывает, что емкость SLIC-батареи падает с 108 до 97 мАч g -1 после первого набора из 10 циклов растяжения. Соответствующие следы заряда-разряда показаны на дополнительном рис. 36. После первого набора из 10 циклов емкость стабилизируется и уменьшается только на 4% в течение следующих 40 циклов растяжения. Кроме того, анализ SEM показывает, что слои электрод-электролит остаются хорошо сцепленными и не имеют трещин в течение строгих циклов 50% -ного растяжения (дополнительный рис.37). Это указывает на то, что SLIC может работать, чтобы помочь облегчить хорошо задокументированную проблему расслаивания растягиваемой электроники 60 . Мы связываем небольшое снижение емкости при растяжении с незначительным увеличением сопротивления токосъемников Au @ SLIC из-за образования микротрещин, как обсуждалось ранее. Мы также подтвердили способность батареи на основе SLIC работать в условиях деформации. Полные клетки, инкапсулированные в PDMS, работали как без растяжения, так и с приложенной деформацией 70% (рис.5д). Можно заметить, что имеется незначительное уменьшение емкости с 108 мАч g -1 до 99 мАч g -1 и небольшое увеличение перенапряжения в ответ на приложенную деформацию 70%. Это небольшое уменьшение емкости, вероятно, также связано с повышенным сопротивлением токосъемника Au @ SLIC. Наконец, в качестве демонстрации, растягиваемая батарея на основе SLIC была заряжена и использовалась для питания красного светодиода (дополнительный фильм 1). Красный светодиод продолжает гореть, даже если аккумулятор SLIC растянут до 70% и сложен пополам (рис.5е).

Производительность батареи на основе SLIC сравнивается с предыдущими заявленными растягиваемыми батареями в дополнительной таблице 3. Важно отметить, что большинство ранее описанных растягиваемых батарей основаны на подходах к инженерии деформации, включая создание соединенных между собой жестких участков 23 , гнутые электроды 24,26 , стержневые структуры 61,62,63,64,65 , микроструктурированные электроды 51,52,66,67 и структуры оригами 25,68 .Хотя все эти стратегии принесли многообещающие результаты, дорогостоящие процедуры микро / нано-производства, используемые для создания таких батарей, утомительны и потенциально дороги. Напротив, наша система на основе SLIC способна обеспечить конкурентоспособные характеристики при использовании внутренне растягиваемых компонентов, которые могут быть изготовлены с помощью простых процессов литья из раствора. Действительно, изготовление растягиваемых компонентов батарей на основе SLIC аналогично процессам литья из суспензии, используемым при производстве обычных батарей 69 .Мы также отмечаем преимущество использования прочного и прочного полимерного электролита для растягиваемой батареи, что является большим преимуществом по сравнению с большинством растягиваемых электролитов батареи, в которых используется текучий или жидкий электролит 70,71 (дополнительная таблица 3 ).

Батарея на основе SLIC — одна из первых демонстраций растягиваемой литий-ионной батареи. Использование сверхпрочного эластомера в качестве электролита и связующего, в отличие от методов инженерии деформации, может позволить создать масштабируемые растяжимые батареи с улучшенной плотностью энергии.Более подробные испытания батарей в настоящее время ограничены доступностью эффективного водонепроницаемого растяжимого упаковочного материала. Улучшенный токоприемник может также позволить батареям на основе SLIC работать при еще более высоких напряжениях. Дальнейшие работы по улучшению характеристик аккумуляторов SLIC продолжаются. Тем не менее, характеристики батареи на основе SLIC подчеркивают способность уникальной полимерной системы создавать полностью растяжимые аккумуляторные материалы, которые функционируют в собственно растягиваемой литий-ионной батарее.

свойств хороших проводников и изоляторов демонстрируют их важность вот некоторые моменты

Хороший проводник позволяет электрическому току свободно проходить через него, в то время как изолятор не позволяет электрическому току проходить через него. Проводники в основном состоят из металлов, таких как медь. Изоляторы в основном представляют собой неметаллические твердые тела, которые имеют чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда и не позволяют заряду проходить через них.

Хороший проводник позволяет электрическому току свободно проходить через него, в то время как изолятор не позволяет электрическому току проходить через него. Проводники в основном состоят из металлов, таких как медь. Изоляторы в основном представляют собой неметаллические твердые тела, которые имеют чрезвычайно высокое сопротивление потоку заряда и не позволяют заряду проходить через них.

В проводнике внешние электроны атомов слабо связаны и свободно перемещаются через них. В изоляторе атомы очень крепко держатся за свои внешние электроны и не могут свободно перемещаться через них.

ХОРОШИЙ ПРОВОДНИК

Электрический проводник — это носитель электрического заряда (электроны), который легко перемещается от атома к атому под действием напряжения. Электропроводность — это способность передавать электричество или тепло. Хорошими проводниками являются медь, золото, сталь, алюминий, латунь и т. Д.

Поток электронов в проводнике известен как электрический ток. Сила, необходимая для протекания тока через проводник, называется напряжением.

Напр.Медь — хороший проводник тепла. Это могло бы объяснить, почему нагрев одного конца меди приводит к быстрому повышению температуры на другом конце. Это происходит из-за быстрого потока электронов. Электропроводность проводника зависит от легкости прохождения через него электронов. Протоны не двигаются, поскольку они связаны в атомных ядрах.

Электропроводность зависит от-

? Форма — чем толще, тем лучше проводник

? Размер ? чем короче размер, тем лучше проводник

? Температура — с повышением температуры электроны набирают энергию.

ХОРОШИЙ ИЗОЛЯТОР

Изолятор защищает нас от опасного воздействия электричества, протекающего по проводнику. Напряжение в электрической цепи может быть чрезвычайно высоким, и вокруг него таится опасность, но изолятор помогает минимизировать опасность, не позволяя электрическому заряду проходить через него. Примеры хорошего изолятора включают стекло, резину, пластик, дерево и воздух.

Золото и свинец восполняют плохие изоляторы, поскольку они являются металлами. Алмазы и бетон неметаллические по своей природе, а алмаз является лучшим изолятором из-за его высокого удельного сопротивления.

Органические молекулы в первую очередь являются изоляторами, поскольку они удерживаются вместе ковалентными связями, то есть общими электронными связями, а также из-за водородных связей, которые помогают стабилизировать молекулы.

Примеси могут превратить изолятор в проводник. Например. Чистая вода является изолятором, грязная вода плохо проводит, но соленая вода с ее свободными ионами проводит хорошо.

Количественная оценка свойств ритмических жестов дирижеров и синхронизации дирижеров и музыкантов

Страница из

НАПЕЧАТАНО ИЗ ОНЛАЙН-СТИПЕНДИИ ОКСФОРДА (Оксфорд.Universitypressscholarship.com). (c) Авторские права Oxford University Press, 2021. Все права защищены. Отдельный пользователь может распечатать одну главу монографии в формате PDF в OSO для личного использования. дата: 26 ноября 2021 г.

Глава:
(стр.325) Глава 16 Количественная оценка характеристик ритмических жестов дирижеров и синхронизации дирижеров и музыкантов
Источник:
Музыка и разум
Автор (ы):

Джефф Лак

Издатель:
Оксфордский университет Пресс

DOI: 10.1093 / acprof: osobl / 9780199581566.003.0016

В этой главе обобщается серия эмпирических и натуралистических исследований, в которых изучались свойства временных жестов дирижеров вызывать биение. В эмпирических исследованиях участникам в лабораторных условиях представлялись заранее записанные жесты проводников, а отношения между указанным восприятием ритма и пространственно-временными особенностями жестов исследовались с использованием статистических методов. В натуралистической обстановке были записаны живые выступления ансамблей и дирижеров, а также исследованы аналогичные отношения между исполнением ансамбля и жестами дирижеров.Ключевым компонентом обоих типов исследований было использование оптической системы захвата движения для создания высококачественных трехмерных записей жестов проводников, из которых можно автоматически извлекать пространственно-временные особенности. Лабораторные исследования показывают, что при синхронизации с заранее записанными жестами изолированно, музыканты, как правило, синхронизируются с периодами отрицательного ускорения по траектории и низким положением по вертикальной оси. Одного изменения направления недостаточно, чтобы вызвать восприятие ритма.Эти выводы частично подтверждаются натуралистическими исследованиями, в которых музыканты синхронизировались как с дирижером, так и с другими музыкантами. Здесь ансамбли имеют тенденцию быть наиболее синхронизированными с периодами максимального замедления вдоль траектории, за которыми следуют периоды высокой вертикальной скорости. Таким образом, похоже, что изменения скорости (ускорение или замедление) вдоль траектории жеста, скорее всего, ответственны за возникновение визуального ритма.

Ключевые слова: музыкальная психология, синхронизация музыканта и дирижера, временные жесты, музыканты, обработка сигналов, захват движения, извлечение вычислительных характеристик, кинематика

Для получения доступа к полному тексту книг в рамках службы для получения стипендии

Oxford Online требуется подписка или покупка.Однако публичные пользователи могут свободно искать на сайте и просматривать аннотации и ключевые слова для каждой книги и главы.

Пожалуйста, подпишитесь или войдите для доступа к полному тексту.

Если вы считаете, что у вас должен быть доступ к этой книге, обратитесь к своему библиотекарю.

Для устранения неполадок, пожалуйста, проверьте наш FAQs , и если вы не можете найти там ответ, пожалуйста связаться с нами .

Conductor Server — Conductor

Установка

Требования

  1. База данных : Диномит
  2. Серверная часть индексации : Elasticsearch 5.x
  3. Контейнер сервлетов : Tomcat, Jetty или аналогичный, работающий под управлением JDK 1.8 или выше

Есть 3 способа установки Conductor:

1. Сборка из исходников

Для сборки из исходных кодов извлеките код из github и соберите серверный модуль с помощью команды gradle build .Если у вас не установлен gradle, вы можете запустить команду ./gradlew build из корня проекта. Это создает проводник-сервер-все-ВЕРСИЯ.jar в папке ./server/build/libs/

Банку можно оформить с помощью:

  java -jar проводник-сервер-ВЕРСИЯ-all.jar
  
2. Загрузите предварительно созданные двоичные файлы из jcenter или maven central

Используйте следующие координаты:

группа артефакт версия
ком.netflix.conductor проводник-сервер-все 2.7. +
3. Используйте предварительно настроенный образ Docker

Чтобы собрать образы докеров для сервера-проводника и пользовательского интерфейса, выполните команды:

  cd докер
сборка docker-compose
  

После создания образов докеров выполните следующую команду, чтобы запустить контейнеры:

  докер-компоновка
  

Это создаст сеть контейнеров докеров, которая состоит из следующих образов: проводник: сервер, проводник: ui, elasticsearch: 5.6.8, и диномит.

Для просмотра пользовательского интерфейса перейдите по адресу localhost: 5000, для просмотра документации Swagger перейдите по адресу localhost: 8080.

Конфигурация

Сервер

Conductor использует конфигурацию на основе файла свойств. Файл свойств передается классу Main в качестве аргумента командной строки.

  java -jar wire-server-all-VERSION.jar [ПУТЬ К ФАЙЛУ СВОЙСТВА] [путь к файлу log4j.properties]
  

Путь к файлу log4j.properties является необязательным и позволяет более точно контролировать ведение журнала (по умолчанию в консоли используется ведение журнала на уровне INFO).

Параметры конфигурации
  # Модель сохраняемости базы данных. Возможные значения: memory, redis, redis_cluster, redis_sentinel и dynomite.
# Если опущено, используется постоянство памяти
#
# memory: данные хранятся в памяти и теряются, когда сервер умирает. Полезно для тестирования или демонстрации
# redis: экземпляр Redis, не основанный на Dynomite
# redis_cluster: AWS Elasticache Redis (включен режим кластера). См. [http://docs.aws.amazon.com/AmazonElastiCache/latest/UserGuide/Clusters.Create.CON.RedisCluster.html]
# redis_sentinel: Redis HA с Redis Sentinel. См. [Https://redis.io/topics/sentinel]
# dynomite: Диномитовый кластер. Используйте это для конфигурации высокой доступности.
проводник.db.type = диномит

# Детали Dynomite Cluster.
# формат: хост: порт: стойка, разделенные точкой с запятой
# для AWS Elasticache Redis (включен режим кластера) формат: конфигурация_конечная точка: порт: us-east-1e. Регион в данном случае значения не имеет.
workflow.dynomite.cluster.hosts = host1: 8102: us-east-1c; host2: 8102: us-east-1d; host3: 8102: us-east-1e

# Если вы используете диномит, также добавьте следующую строку в свойство
# чтобы установить зону стойки / доступности сервера-проводника таким же, как конфигурация кластера dynomite
EC2_AVAILABILTY_ZONE = us-east-1c

# Имя кластера диномита
рабочий процесс.dynomite.cluster.name = dyno_cluster_name

# Максимальное количество подключений к redis / dynomite
workflow.dynomite.connection.maxConnsPerHost = 31

# Пространство имен для ключей, хранящихся в Dynomite / Redis
workflow.namespace.prefix = проводник

# Префикс пространства имен для динамических очередей
workflow.namespace.queue.prefix = Очереди-проводника

# Количество потоков, выделенных динамическим очередям (необязательно)
queues.dynomite.threads = 10

# Некворумный порт, используемый для подключения к локальному Redis. Используется динамометрическими очередями.
# При прямом использовании redis установите тот же порт, что и сервер redis.# Для Dynomite это 22122 по умолчанию или локальный порт Redis-сервера, используемый Dynomite.
queues.dynomite.nonQuorum.port = 22122

# Транспортный адрес в elasticsearch
# Указание нескольких URL-адресов узлов не поддерживается. укажите URL-адрес одного из узлов или балансировщик нагрузки.
workflow.elasticsearch.url = localhost: 9300

# Имя кластера elasticsearch
workflow.elasticsearch.index.name = проводник

# Дополнительные модули (необязательно)
проводник.additional.modules = class_exnding_com.google.inject.AbstractModule
  

Конфигурация высокой доступности

Серверы

Conductor не имеют состояния и могут быть развернуты на нескольких серверах для удовлетворения потребностей в масштабировании и доступности.Масштабируемость сервера достигается за счет масштабирования кластера Dynomite вместе с динамометрическими очередями, которые используются для очередей.

Клиенты подключаются к серверу через балансировщик нагрузки HTTP или с помощью Discovery (в стеке NetflixOSS).

Использование автономного Redis / ElastiCache

Сервер

Conductor можно использовать с автономным сервером Redis или ElastiCache. Чтобы настроить сервер, измените конфигурацию, чтобы использовать следующее:

  проводник.db.type = redis

# Для AWS Elasticache Redis (включен режим кластера) формат: конфигурация_конечная точка: порт: us-east-1e.# Регион в данном случае не имеет значения
workflow.dynomite.cluster.hosts = адрес_сервера: порт_сервера: us-east-1e
workflow.dynomite.connection.maxConnsPerHost = 31

queues.dynomite.nonQuorum.port = server_port
  

Настройка Zookeeper для включения службы распределенной блокировки.

Подробнее об этом см. В разделе «Технические подробности».

Служба блокировки по умолчанию отключена. Включите это, установив:

conductor.app.workflowExecutionLockEnabled: true

Строка подключения кластера Zookeeper:

zk.соединение = 1.2.3.4: 2181,5.6.7.8: 2181

При желании настройте таймауты по умолчанию:

  zk.sessionTimeoutMs
zk.connectionTimeoutMs
  

Конфигурация модуля архивации рабочего процесса по умолчанию

Сервер

Conductor по умолчанию не выполняет автоматическую очистку данных выполнения рабочего процесса. Модуль архивации (если включен) удаляет все данные выполнения из постоянного хранилища проводника сразу после завершения или завершения рабочего процесса, но сохраняет заархивированные данные индекса в эластичном поиске.

Чтобы воспользоваться модулем архивирования, вам необходимо сделать следующее:

1. Включить модуль архивации

Установить свойство в конфигурации сервера.

  # Модули дополнительных проводников, разделенных запятыми
проводник.additional.modules = com.netflix.conductor.contribs.ArchivingWorkflowModule
  

2. Включить прослушиватель состояния рабочего процесса

Модуль архивирования запускается только в том случае, если прослушиватель статуса рабочего процесса включен на уровне определения рабочего процесса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *