Электро-сервис

Промышленники поставили на поток оригинальные светодиодные чипы

Nastjushka — Thu, 22 Mar 2012 06:58:25 GMT

Авторы разработки решили две проблемы, стоящие перед изготовителями светодиодных ламп. Первая – как сделать компактнее и эффективнее трансформатор внутри, а вторая – как добиться более естественного белого излучения с хорошим индексом цветопередачи.
Те или иные способы решения этих проблем различные фирмы прекрасно демонстрировали по отдельности, а вот тайваньская компания Epistar справилась с обеими задачами сразу и даже воплотила в серийной продукции – «белых» светодиодных чипах с эффективностью 120 и 150 люмен на ватт, индексом цветопередачи более 85 и цветовой температурой 2700-3000 K. Такие чипы пригодны для изготовления ламп, эквивалентных 60- и 75-ваттным лампам накаливания.
Как сообщает IEEE Spectrum, сейчас Epistar занята наращиванием выпуска первого из этих чипов до миллиона штук в месяц.
Данная разработка – развитие выдающегося опытного светодиода, созданного Epistar в конце 2011 года. Он показал КПД в 216 люмен на ватт. По этому параметру с ним потягаются, пожалуй, только диоды-рекордсмены от японской компании Nichia, но зато Epistar называет свой прибор самым эффективным среди «тёпло-белых» (2700 К). Правда новый диод установил рекорд при очень малом токе, а под штатной нагрузкой выдал «только» 197 лм/Вт.
Но не эффективность сама по себе – изюминка тайваньских новинок. Эти чипы пригодны для создания бытовой лампочки без трансформатора. Достаточно вставить в неё кремниевый выпрямитель, для перевода переменного тока из розетки в постоянный, а напряжение понижать не нужно. Максимум, тут понадобится ещё схема для сглаживания импульсов тока, чтобы уменьшить мерцание. А трансформатор попросту исчез.
Секрет заключается в новом дизайне LED-чипов. Он предусматривает последовательное соединение на одном кристалле множества маленьких диодов, вместе работающих от напряжения в десятки вольт (есть несколько версий).
Четыре таких кристалла соединяются в один чип, а четыре-шесть чипов в одной лампе соединяются так, что требуют для питания уже полного сетевого напряжения. При этом, комбинируя чипы, можно менять уровень этого напряжения (и создавать продукцию для разных рынков).

Что касается спектра излучения и индекса цветопередачи, то здесь Epistar применила приём, уже использованный некоторыми компаниями, но по-прежнему редкий.
Большая часть нынешних серийных светодиодов генерирует условно белый цвет за счёт смешения лучей от синего светодиода и покрывающего его люминофора, переизлучающего часть энергии в более длинноволновой области. Epistar же создала по описанной выше методике последовательного подключения как синие, так и красные светодиоды.
А дальше конструкторы совместили их в одном чипе, словно клетки шахматной доски, дополнив ещё и люминофором. Светодиодная добавка с красного конца спектра позволила сделать суммарный белый цвет теплее, а потери в люминофоре – ниже.
С учётом потерь энергии в начинке лампы и света в матовом рассеивателе, новые чипы способны обернуться источниками с тёплым белым спектром и эффективностью 90 люмен на ватт и выше (сферические лампочки) или 123 люмена на ватт и выше (лампочки прожекторного типа).

Источник: www.membrana.ru

Новая технология удешевит солнечные батареи вдвое

Nastjushka — Thu, 15 Mar 2012 11:10:18 GMT

Стоимость серийных батарей можно снизить до 40 центов за ватт против 80 у самых дешёвых сегодняшних образцов – таково обещание стартапа, представившего перспективную технологию обработки кремния

Калифорнийская компания Twin Creeks Technologies объявила о внедрении на своём заводе солнечных батарей, расположенном в штате Миссисипи, технологии изготовления ультратонких пластин монокристаллического кремния. В теории этот метод был предложен много лет назад, но заслуга Twin Creeks заключается в разработке и создании промышленного оборудования, способного реализовать данную идею при серийном выпуске СБ.

Цель новации заключается в радикальном (до 90%) сокращении расхода кремния на квадратный метр панели при сохранении высокого КПД устройства. Ведь при производстве СБ большие денежные затраты во многом обусловлены самим чистым кремнием и всеми технологическими цепочками, которые он проходит, пока превращается в готовый фотоэлемент. При этом существует, по меньшей мере, два проблемных места.

Во-первых, батареи классической конструкции используют относительно толстый кристаллический кремний (от 100 до 300 мкм, но обычно - 200 мкм).

Во-вторых, при резке полупроводника на пластины возникает немало отходов (до половины от начальной массы). Учёные и инженеры уже предлагали способы отрезания сверхтонких пластин от заготовок (различные виды пил и лазеры), поскольку для работы СБ достаточно куда более тонкого слоя материала.

Но или способы получались затратными, или просто готовые пластины далее невозможно было приспособить к имеющимся производственным линиям – хрупкий кремний легко ломался. А вот Twin Creeks Technologies внедрила у себя почти безотходный метод отрезания листов кремния толщиной всего в 20 мкм – в десять раз меньше обычного. Для этой задачи фирма использует собственный ускоритель ионов Hyperion 3, совмещённый с большой вакуумной камерой. Аппарат бомбардирует поверхность исходной пластины ионами водорода (фактически — протонами) со строго рассчитанной энергией. Ионы проникают в толщу кремния и останавливаются на глубине 20 микрометров. Там создается насыщенный протонами слой.

Далее облучённую заготовку быстро помещают в печь и нагревают. Ионы создают слой микроскопических пузырьков водорода.

Теперь достаточно слабого механического воздействия, чтобы по этой границе от исходной пластины аккуратно откололся 20-микрометровый пласт. Оставшийся материал запускается в новый цикл: с одной донорской пластины кристаллического кремния Twin Creeks получает 10-14 ультратонких заготовок.

Следующий шаг – добавление к этому кремнию достаточно тонкой металлической подложки. Она позволяет запускать листы дальше по производственной цепочке, без опасения, что будущие фотоэлементы треснут от малейшего удара. Twin Creeks Technologies утверждает, что её процесс совместим с другими монокристаллическими материалами, например с арсенидом галлия.

Это ещё один фактор привлекательности технологии. Компания рассчитывает не столько сама выпускать СБ по новому методу (мощности фирмы малы – до 25 мегаватт в год), сколько продавать ускорители ионов и иное необходимое в данном случае оборудование другим производителям солнечных батарей. В ближайший год американцы надеются разместить на рынке 5-10 таких комплексов.

Источник: membrana.ru

Простые советы от «Белтелеком»: как экономить электроэнергию?

Nastjushka — Tue, 31 Jan 2012 11:18:24 GMT

Как сэкономить на электроэнергии?

В рамках республиканского месячника по энергосбережению в быту, проходящего с 15 ноября по 15 декабря 2011 года, Департамент по энергоэффективности Госстандарта обратил наше внимание на электроэнергию.

Как экономить на бытовых приборах?

Насколько хороши энергосберегающие лампы?

Ниже вы найдете несколько полезных советов, которые помогут сэкономить и республиканский и семейный бюджет.

Источник: http://beltelecom.by

Как экономить электроэнергию.

Nastjushka — Tue, 31 Jan 2012 10:24:25 GMT

Как экономить электроэнергию.
Несложные советы по экономии электроэнергии.

Инструкция

Уровень сложности: Несложно

1 шаг

15% всей потребляемой у нас в быту электроэнергии приходится на освещение. 50% из этого можно съэкономить!
Купите и поставьте дома энергосберегающие лампочки. (дополнительную информацию по ним найдете в инете). Ведь только замена одной лампы накаливания на энергосберегающую экономит около 100 килограмм угля в год. Это на 270 килограмм снижает выбросы СО²!

Наиболее эффективно использовать в помещении местное, точечное освещение.
Светлые, отражающие абажуры и белые стены усилят освещение.

2 шаг

Если работаете за компьютером и не не используете его звуковые колонки то выключите их.
Если оставляете включенным компьютер и уходите то выключайте монитор и звуковые колонки.
LCD-мониторы потребляют наполовину меньше энергии чем электроннолучевые.

3 шаг

У современных телевизоров и других музыкальных центров есть режим ожидания, когда на них горит маленькая лампочка. Выключайте эти приборы полностью.
При покупке обращайте внимание на расход электричества у приборов в состоянии ожидания.
Уезжая в отпуск или на выходные не забудьте выключить из розетки все электроприборы.

4 шаг

Некоторые люди включают телевизор, музыку или радио а сами при этом уходят или занимаются другими делами. Таким образом эти приборы работают впустую.

5 шаг

Другие бытовые приборы:
Любое оборудование следует выбирать исходя из потребностей. Наверное, многие согласятся, что приобретать профессиональный, офисный пылесос для маленькой квартиры нецелесообразно, как и мощную стиральную машину на 7 килограммов белья для небольшой семьи.
И ещё, бытовая техника сейчас всё больше бывает энергосберегающей. Бытует мнение, что она дороже. На самом деле это не так или, во всяком случае, не намного, а экономия в эксплуатации скажется многократно.
Наиболее энергоемкими кухонными приборами являются электроплита, духовка, стиральная машина, холодильник, морозильная камера, микроволновая печь, водонагреватель и электрочайник.

При стирке:
1. Покупайте стиральные машины только класса А
2. Загружайте всегда только полную машину белья.
3. Только при очень грязном белье устанавливайте более высокую температуру стирки. Не очень грязное белье выстирается и при 40 градусах.
4. Используйте экономные программы: 60 градусов вместо 90, не обязательно использовать предварительную стирку.

При глажении:
1. Заранее выключайте утюг и доглаживайте остатки белья, пока он не остыл.
2. Используйте теплоотражающую гладильную доску.

6 шаг

Как экономить электроэнергию с электроплитами?

Во-первых, не пользоваться плитой без веского основания. Необходимо иметь альтернативу плите: чтобы попить чаю лучше воспользоваться электрочайником, а если чай будет пить не вся семья, то включите кофеварку.

Во-вторых, плита должна быть исправна. Полопавшиеся, со сколами и вздутиями, грязные нагревательные элементы значительно хуже выполняют свою функцию, если конечно выполняют.

В-третьих, нужно иметь соответствующую посуду. Вообще посуды должно быть много в любом доме. А для экономии энергии каждый раз следует выбирать размер кастрюльки соответствующий ситуации. Вся посуда должна быть с крышками. Дело в том, что без крышки необходимо в три раза больше энергии и абсолютно всё равно, нет крышки вообще или она не совсем плотно прилегает. Дно посуды для электроплит должно быть ровным и плотно ложиться на нагревательный элемент, если при помешивании посуда елозит по "блину” нагревательного элемента, она не годится. Обязательно пользуйтесь скороваркой. Некоторые её боятся, но уверяю вас, если она содержится в чистоте и ею не забивают гвозди – опасаться нет оснований, а сил, денег и что особо приятно – времени она экономит много.

7 шаг

Дополнительно утеплите ваши жилые помещения-тогда меньше понадобится включать электрический обогреватель или кондиционер.
В целом, по различным оценкам, потери тепла через основные ограждающие конструкции здания – стены, потолок и пол – могут составлять от 20 до 80%.
Если просто заклеить окна, можно сберечь 40% тепла.

8 шаг

Вместо просмотра телевизора слушайте радио-оно обычно потребляет меньше электроэнергии.

Вообще вместо просмотра телевизора придумывайте другие интересные занятия-чтение книг, прогулки, спорт, работа в огороде, активные или интеллектуальные игры.

Источник: http://akak.ru

Органические соединения на краю Солнечной системы

Nastjushka — Fri, 27 Jan 2012 00:24:09 GMT

Американские ученые с помощью космического телескопа Хаббла обнаружили сложные соединения, которые могут давать характерный цвет Плутону и объектам Пояса Койпера.

В конце декабря 2011 года группа ученых из Юго-западного исследовательского института под руководством Алана Штерна сообщила о том, что на поверхности Плутона обнаружены сложные молекулы. Это открытие помог совершить высокочувствительный ультрафиолетовый спектрограф COS (Cosmic Origins Spectrograph), установленный на космическом телескопе Хаббла в мае 2009 года.
Линии поглощения, характерные для углеводородов, в том числе, нитрила, были обнаружены в спектре Плутона в ходе наблюдений, проведенных в 2010 году. По мнению ученых, эти вещества могли образоваться в результате взаимодействия солнечного излучения или космических лучей с основными компонентами поверхности карликовой планеты – замерзшим метаном, монооксидом углерода и азотом. «Это очень интересное открытие, поскольку сложные соединения, замеченные космическим телескопом, могут быть причиной его красноватого оттенка», – поясняет Алан Штерн.

Ледяные объекты Пояса Койпера также имеют красноватый оттенок, и ранее уже высказывалось предположение о том, что создавать его может именно органика. Кроме того, астрономы обнаружили изменения в ультрафиолетовой части спектра Плутона, произошедшие с начала наблюдений с помощью телескопа Хаббла в 1990-е годы. Такие перемены могут быть связаны с тем, что более десяти лет назад ученые изучали другие районы планеты. Согласно другой версии, изменения вызваны сезонными процессами, которые развиваются на Плутоне на протяжении многих лет. «Наше открытие лишний раз напоминает о том, что Плутон готовит нам еще немало увлекательных находок, связанных с химическим составом планеты и ее эволюцией, – продолжает Алан Штерн. – Возможно, они будут сделаны в 2015 г., когда к нему прибудет межпланетный зонд New Horizons».

Автор: Александр Ильин
Источник: www.nkj.ru

Светодиодные изыски

Nastjushka — Mon, 16 Jan 2012 17:10:39 GMT

Светодиодные источники света становятся всё более и более популярными, и производители спешат предложить дизайнерам и обычным потребителям оригинальные конструкции осветительных лампочек.

По оценкам, в 2012 году более 11% мирового освещения будет на светодиодах. Специалисты уверены, что совершенствование светодиодных технологий в сторону улучшения качества (например, увеличение светоотдачи) и удобства использования приведет к многократному увеличению объемов производства, а также в разы снизит цены.

Диммер – устройство плавного регулирования света ламп, которое используется для увеличения или уменьшения яркости свечения. Диммирование может быть полезно, например, в спальных комнатах для создания приглушенного света. Яркость свечения светодиода можно регулировать, изменяя силу протекающего через него тока. Однако существует оптимальный режим, при котором светодиод имеет максимальную светоотдачу, и отклонение от него приводит к снижению эффективности работы светодиода. Кроме того, при изменении тока у белого светодиода меняется оттенок свечения. Для диммирования светодиодов используется другой способ – широтно-импульсная модуляция (PWM). Светодиод питают импульсами постоянного тока, амплитуда которых равна оптимальному значению тока. Ширина импульсов варьируется, при этом меняется яркость свечения. Одно из преимуществ этого метода – отсутствие мерцания, заметного глазу, и практически незаметный сдвиг спектра свечения светодиода Частота импульсов выбирается очень высокой (до 300 кГц), поэтому мерцание не ощущается.

источник http:// www.nkj.ru

Опасности кондиционеров и методы их устранения. Правильное пользование режимами работы кондиционера ...

Dima — Thu, 12 Jan 2012 08:20:28 GMT

Интервью с профессором Ю. Д. Губернским

Все началось с того, что однажды на выставке один очень уважаемый представитель всемирно известной фирмы, производящей кондиционеры, высказал удивление нравами российских покупателей.

— В наших кондиционерах, – рассказывал он, – стоят биофильтры. Срок их работы – 3 месяца. После этого мы уже не можем гарантировать, что потребитель будет защищен от воздействия болезнетворных бактерий, которые охотно размножаются во влажной прохладе кондиционерных внутренностей. Однако, – удивлялся он, – даже после нескольких лет оглушительных по объемам продаж, никто из дилеров ни разу не заказал ни одного фильтра! Хотя фирма, как говорится, предупреждала…

Услышав такое, мы тоже удивились и помчались к дилерам за разъяснениями. Разъяснили нам так:

— Россиянин воспринимает кондиционер как «закрытый» и не нуждающийся в обслуживании предмет. Когда после трех месяцев эксплуатации, на приборе загорается красная лампочка, означающая, что пора менять фильтр, россиянин просто жмет на кнопку, и лампочка гаснет. Еще на три месяца. И так далее…Пока никто не жаловался.

– А может быть действительно можно не менять этот самый фильтр? — подумали мы. – Он ведь стоит, зараза, 20-30 долларов. Зачем лишние деньги тратить? Мало ли что в инструкции написано!

Но червь сомнения оставался. И для разъяснения санитарно-технических особенностей кондиционера наш корреспондент Андрей Владимирович обратился к профессору, доктору медицинских наук, заведующему Лабораторией комплексной эколого-гигиенической оценки жилых и общественных зданий Юрию Дмитриевичу Губернскому.

Корр.: Юрий Дмитриевич, Вы – специалист по экологии и гигиене жилых и общественных зданий. Есть мнение, что в кондиционерах есть что-то вредное для здоровья. Это действительно так?

Ю.Д.: Представьте, да. Например, мало кто станет подозревать, что причина головной боли, усталости, повышенной утомляемости – установленный в вашем жилище или офисе современный кондиционер. Казалось бы, условия вполне комфортные – прохладно, не душно… А человек заболевает. Причем не только банальной простудой. Были случаи, когда люди умирали.

Корр.: Неужели все так серьезно?

Ю.Д.: Вполне серьезно. В литературе, например, описаны эпидемии, обусловленные бактериями Legionella pneumophilla, которые вызывают пневмонию или лихорадку, появляется высокая температура, головная боль и боль в мышцах. Средой размножения этих микроорганизмов стала вода, стекающая в поддон с испарителя кондиционера. Та самая вода, которая капает иногда на головы прохожих. Впервые такой случай был зарегистрирован в 1976 году в США, тогда заболело 182, а умерло 29 человек. А вспышки болезней имеют свойство повторяться. Безусловно, и медики, и производители современных систем кондиционирования сейчас работают над проблемой предупреждения таких эпидемий. А пока люди продолжают покупать кондиционеры и пользоваться ими… Но раз мы начали говорить о проблемах использования климатической техники, то давайте разберемся во всем по порядку.

Впервые подобную машину начали использовать в типографии в начале века: необходимо было поддерживать заданную температуру и относительную влажность воздуха. Причем тот, первый кондиционер, предназначался не для нужд человека, а для поддержания бумаги в нужной кондиции. Гораздо позже, когда наступила эра благополучия и комфорта, стали выпускать аппараты и «для людей», они-то и должны были создавать оптимальные условия для работы и отдыха. Нужно было решить две основные задачи: поддержание оптимальной температуры и относительной влажности воздуха, причем в зависимости от времени суток и сезона (зима или лето) эти параметры должны быть разными. Оптимальными параметрами микроклимата в разные сезоны года считаются: в холодный период года – температура воздуха 21-22°C, относительная влажность воздуха 45-30%, скорость движения воздуха 0,1 метра в секунду, а летом – температура воздуха 22-25°C, относительная влажность воздуха 30-55%, скорость движения воздуха 0,15 метров в секунду.

Еще один достаточно важный микроклиматический параметр – скорость движения воздуха в помещении – от 0,1 до 0,15 метра в секунду. Если ваш кондиционер «нарушил эти условия» и не создал оптимальный для здоровья режим, то вы (как минимум) испытываете дискомфорт, рискуете получить обострение аллергических реакций и даже хронических заболеваний.

Если вы, предположим, неправильно пользуетесь режимами кондиционирования, то рискуете выйти за рамки теплового комфорта. Если происходит сдвиг теплового равновесия организма, то есть вы перегрелись или переохладились, возникает ослабление общей сопротивляемости организма, снижение иммунитета, что в свою очередь может стимулировать развитие таких заболеваний, как катар верхних дыхательных путей, ревматизм, ангина, невралгия. Дискомфортные микроклиматические условия отягощают течение сердечно-сосудистых заболеваний и болезней обмена веществ, ускоряют развитие утомления при физической и умственной работе, замедляют восстановительные процессы во время отдыха человека. Все это случается, когда кондиционер используют в форсированном режиме нагрева или охлаждения или часто переходят из кондиционируемого помещения на улицу и обратно.

Корр.: Это все последствия скачков температуры, а что если машина сильно дует?

Ю.Д.: В этом случае возникает опасность пересушивания как кожных покровов, так и слизистых оболочек дыхательных путей. А отсюда, кроме неприятных ощущений, общее снижение чувствительности к различного рода заболеваниям.

Корр.: Но, согласитесь, ведь кондиционеры создавались во благо …

Ю.Д.: Конечно! Но на самом деле принцип работы кондиционера такой же, как и у холодильника: холодная составляющая отнимается у одной среды и переносится в другую. Домашний холодильник нагревает воздух вокруг себя, охлаждая при этом продукты внутри. Так же поступает и кондиционер. Но вырабатывая холод, холодильник сохраняет продукты. Сохранить здоровье человека гораздо сложнее.

Корр.: Я и вправду совсем не похож на батон колбасы и, по-моему, гораздо лучше, чем кусок сыра…

Ю.Д.: Вот именно. Человеческий организм нуждается в естественном атмосферном воздухе. Если в нем (воздухе) не хватает таких природных компонентов как ионы и озон, то это обязательно будет плохо сказываться на самочувствии и состоянии здоровья человека. Те же проблемы возникают и из-за загрязнения воздуха.

Корр.: А что, кондиционер не очищает воздух?

Ю.Д.: Плоховато очищает!

Корр.: Но ведь известно, что существуют какие-то нормы чистоты воздуха для жилых помещений?

Ю.Д.: Безусловно. И главные из них – это ГОСТы и СН (санитарные нормы). В них установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) опасных для здоровья веществ. Таких веществ около 1300 (!), и этот список далеко не полный.

Корр.: То есть с течением времени появляются новые?

Ю.Д.: Более того, при определенных обстоятельствах, проходя через кондиционер, даже «безвредные» химические вещества могут преобразоваться самым непредсказуемым образом. Кроме того в последнее время медики отмечают широкое распространение «синдрома множественной химической чувствительности» (Multiple Chemical Sensitivity – MCS). То есть причиной болезни становится не какой-то конкретный химикат, а их случайная, непредсказуемая комбинация. В результате нарушается нормальное функционирование иммунной и центральной нервной систем.

Корр.: Что же делать нашим погибающим от жары читателям? Вообще обходиться без кондиционеров или все же можно подобрать модель не столь губительную для их здоровья?

Ю.Д.: Это вы спросите у производителей и продавцов. Может быть уже что-нибудь придумали. А пока мы с вами пришли к выводу, что бытовые кондиционеры не добавляют свежий воздух с улицы в помещение. Это под силу только промышленным и полупромышленным машинам – так называемым системам центрального кондиционирования воздуха. Они дороже бытовых в 10, а то и в 100 раз.

Как я уже говорил, хороший, «здоровый» воздух должен иметь совершенно определенный состав. В нем должны присутствовать полезные составляющие и отсутствовать опасные для здоровья примеси. Если ваше жилище находится в экологически чистом, живописном месте (у вас под окнами парк или лесной массив), вы, счастливчик, просто открываете форточку – и проблема свежего чистого воздуха практически решена. Но что делать, когда проветрить просто невозможно: под окнами – оживленная магистраль, промышленное предприятие или ваш дом находится в загазованном центре Москвы? Тогда для удаления примесей в системах вентиляции и кондиционирования применяются такие способы очистки воздуха, как механические, электрические и химические. Первые два способа в основном очищают воздух от механических частиц и пыли, а химическая очистка в наибольшей степени ценна для улавливания токсичных химических веществ.

полная статья http://www.vashdom.ru/articles/m_goodkond.htm

Предоставлено журналом MATERIAL.RU

ОПАСНОСТЬ КОНДИЦИОНЕРА

Dima — Thu, 12 Jan 2012 08:12:37 GMT

В нашей стране недоверие к описываемому устройству зародилось уже давно – еще после 1-й статьи о нем (1940 г.) в СССР была твердая неприязнь к ним. И сегодня, когда они используются достаточно широко, находятся люди, которые не доверяют устройствам, считая их вредными. Рассмотрим основные заблуждения:

- в кондиционерах заводятся «легионеллы», которые приводят к тяжелым последствиям заболевших.

Разоблачение: данные существа для своей жизнедеятельности должны жить в t около 300 – кондиционер такого не предоставляет. Да и о больных в нашей стране ни разу не упоминалось.

- фильтр убирает из воздуха не только вредные, но и полезные частицы.

Разоблачение: установленный в устройстве фильтр в основном предназначен для блокировки пыли, пуха и т.д.

- при эпидемии устройство распространяет опасные бактерии.

Разоблачение: возможно, подобные случаи были в прошлом, но используемая сегодня система исключает такую возможность.

- использование устройства приводит к установлению влажности ниже допустимого уровня.

Разоблачение: ни одно устройство не может настолько понизить влажность, причем у каждого из них есть возможность контроля.

- кондиционер приводит к болезням, в частности ОРВ.

Разоблачение: если долго находиться под потоком воздуха из устройства, Вы можете и заболеть. Но каждый агрегат имеет специальный регулятор направления воздуха, или рассеиватель.

Главной опасностью остается покупка некачественного дешевого товара – вот в этом случае Вы получите много проблем. Мало того, что они быстро портятся и не отвечают требованиям, они могут и повлиять на Ваше здоровье. Опасностью будет и обращение за монтажом к дешевым разнорабочим, не обладающим необходимыми навыками – кто даст Вам гарантию, что они правильно подключили устройство, и что при его включении оно не взорвется и не загорится?

источник: http://condicioner.net

Концепция плаща-невидимки может помочь двигаться в жидкости без сопротивления

Dima — Tue, 10 Jan 2012 07:03:17 GMT

После появления модели плаща-невидимки обнаружилось, что концепцию, лежащую в основе работы этого устройства, можно использовать также для проектирования «плащей» иного типа — маскирующих объекты от звуковых волн, волн на поверхности жидкости, землетрясений (сейсмических волн) и распространения тепла. Применив эту концепцию, американские физики-теоретики предложили модель устройства, с помощью которого объекты могут двигаться в жидкости без сопротивления, не оставляя при этом за собой характерного следа.

В физике довольно обыденна ситуация, когда подход, используемый для математического описания одного явления, затем применяют или пытаются применить для решения совершенно иных физических проблем. Например, идеи, лежащие в основе микроскопической теории сверхпроводимости, были успешно приспособлены для решения некоторых задач в физике элементарных частиц (см.: Нобелевская премия по физике — 2008, «Элементы», 10.10.2008).

Другой пример — теория суперструн, математический аппарат которой специалисты пытаются задействовать для описания физики конденсированного состояния вещества, в частности для объяснения высокотемпературной сверхпроводимости (см.: Идеи теории суперструн находят применение в физике конденсированного вещества, «Элементы», 08.07.2008).

Один из последних примеров такого плодотворного влияния — концепция плаща-невидимки. Плащом-невидимкой называют устройство, которое делает невидимым какой-либо объект для всего или для изначально заданного диапазона электромагнитных волн вне зависимости от того, под каким углом (углом обзора) эти волны «освещают» укрываемый предмет.

Его реализация стала возможной благодаря искусственно созданным анизотропным материалам (так называемым метаматериалам). Магнитная и электрическая проницаемости этих метаматериалов должны распределяться внутри них так, чтобы электромагнитная волна при попадании в такую среду «обходила» укрываемый объект, а затем восстанавливала свое первоначальное направление и свойства. В результате у стороннего наблюдателя, который принимает электромагнитное излучение, складывается впечатление, будто в процессе распространения волна никаких препятствий на своем пути не встречала.

Непосредственный расчет распределения электрических и магнитных свойств метаматериала, из которого конструируется плащ-невидимка, представляет собой поиск преобразования, трансформирующего декартову систему координат в такую систему координат, в которой огибающие траектории движения лучей излучения станут прямыми линиями, а укрываемая от посторонних глаз область просто-напросто исчезнет. Результатом этого поиска будут коэффициенты, связывающие старые декартовы координаты с новыми.

Далее с помощью системы уравнений Максвелла (они характеризуют электрические и магнитные свойства электромагнитных волн, движущихся в каком-либо веществе) на основе найденных коэффициентов вычисляются необходимые значения диэлектрической и магнитной проницаемостей вещества плаща-невидимки. Иными словами, формулы, описывающие преобразование одной (декартовой) системы координат в другую, позволяют определить желанное распределение электромагнитных характеристик метаматериала, двигаясь через который лучи будут обходить область, где находится объект.

Поскольку создание плаща-невидимки — это фактически математическая задача, очевидно, что не существует каких-либо ограничений на использование этого метода в других областях физики, где фигурируют волновые процессы — например, распространение звука или тепла. Единственная поправка, которая должна быть сделана при данном переходе, — это соответствующее уравнение, которое поможет правильно интерпретировать свойства необходимого метаматериала. Скажем, если речь идет о звуковых волнах, то вместо уравнения Максвелла должны быть уравнения акустики; для теплового процесса необходимо использовать уравнение теплопроводности и т. д.

И действительно, спустя год после публикации статьи с описанием схемы создании плаща-невидимки для электромагнитных волн, начали появляться теоретические работы, в которых рассчитывались свойства метаматериалов для укрытия объектов от звуковых волн.

Дальше — больше. Появились предложения использовать концепцию плаща-невидимки для конструирования метаматериалов с возможностью регулировать направление теплопередачи. Кроме того, были рассчитаны свойства метаматериала, который может помочь избежать разрушительного воздействия сейсмических волн.

Наконец, с помощью идей, лежащих в основе плаща-невидимки, на практике была реализована конструкция, укрывающая объект от волн на поверхности жидкости.

Вдохновленные этими примерами, американские физики-теоретики в своей статье предложили модель устройства, которое управляет потоками движущейся жидкости так, что тело, в ней находящееся, обладает идеальной обтекаемостью (не оставляет за собой характерный след) и, как следствие, имеет нулевое сопротивление при движении в жидкой среде.

Для достижения этого эффекта ученые окружили объект специальной пористой средой (рис. 1). По замыслу авторов статьи, эта среда должна пропускать через себя жидкость таким образом (и, соответственно, иметь такие свойства), чтобы структура течения жидкости не менялась после прохода через пористое вещество.

Здесь четко просматривается аналогия с плащом-невидимкой. Вместо метаматериала для плаща-невидимки — фотонных кристаллов и split-ring-контуров (массива крошечных, порядка длины волны микроволнового излучения, резонансных контуров с разрезами) — имеет место свой метаматериал — пористая среда, а силовые линии электромагнитного поля, которые специально искажаются метаматериалом так, чтобы их направление и плотность до и после прохода через плащ-невидимку были одинаковыми, теперь заменяются линиями потока жидкости. Задача авторов статьи состояла в нахождении таких параметров пористой среды (метаматериала), которые бы удовлетворили сформулированным выше условиям, то есть чтобы среда таким же образом деформировала линии потока.

Для решения этой проблемы ученые вооружились системой уравнений Бринкмана—Стокса, которая описывает течение жидкости в пористой среде. Эта система представляет собой комбинацию уравнений Навье—Стокса — главных уравнений гидродинамики — и закона Дарси, который характеризует процесс фильтрации жидкости через пористую среду.

Чтобы упростить дальнейшие вычисления, авторы статьи рассматривали непроницаемый для жидкости (для моделирования решено было выбрать воду) объект сферической формы радиуса a, который был окружен концентрической проницаемой пористой оболочкой с внешним радиусом b = 1 мм (рис. 1).

Еще одно упрощение касалось характера течения воды, в частности предполагалось, что оно является ламинарным, то есть, грубо говоря, в жидкости не образуются вихри (линии потока не завихряются). Более того, число Рейнольдса (безразмерный параметр, характеризующий течение жидкости, ламинарное оно или турбулентное) считается порядка 1. Иными словами, течение очень спокойное и не предвещает перехода в турбулентный режим (критическое значение числа Рейнольдса, при котором происходит переход от ламинарного течения к турбулентному, для такой геометрии составляет порядка 1000).

Если для плаща-невидимки рассчитываемыми свойствами метаматериала были диэлектрическая и магнитная проницаемость, то теперь ученым предстояло рассчитать такую характеристику среды, как пористость — безразмерный коэффициент, значение которого меняется от 0 (поры в материале полностью отсутствуют) до 1 (абсолютно пористый материал, недостижимая в реальности картина). В уравнении Бринкмана—Стокса этот параметр фактически «регулирует» направление течения жидкости через пористую среду, и потому именно его распределение в данном метаматериале необходимо найти таким, чтобы на выходе из пористой среды линии потока имели такую же структуру, как и на входе.

Численными методами эта задача была успешно решена. На рис. 2 представлено распределение радиальной и азимутальной компоненты коэффициента пористости искомого метаматериала для разных значений числа Рейнольдса.

На приведенных графиках нетрудно заметить, что коэффициент пористости почти во всей среде отрицательный, что как бы противоречит заявленному выше утверждению о положительности данной характеристики. Тем не менее полученное решение не противоречит здравому смыслу, если рассматривать пористый материал как активную среду, использующую энергию извне, чтобы ускорять или тормозить текущую через нее жидкость. С точки зрения технической реализации пористая среда должна иметь внутри себя миниатюрные насосы, которые бы стимулировали течение и компенсировали заданным образом градиенты давления, возникающие из-за перепада скоростей в пористой области. Стоит заметить, что такие микронасосы уже существуют (см. Zilin Chen, et al., 2005 и H. T. G. van Lintel, et al., 1988), так что предложение авторов не выглядит таким уж фантастическим.

Теперь на основе вычисленного распределения коэффициента пористости можно продемонстрировать, как жидкость будет двигаться через пористый метаматериал (рис. 3).

Как видно, линии потока жидкости на выходе из пористой среды имеют ту же структуру, что и на входе. Полученный профиль обтекания указывает на то, что для совсем малых (меньше 1) значений числа Рейнольдса тело не оказывает движущейся жидкости какого-либо сопротивления: сопротивление практически равняется нулю (рис. 3а). Однако по мере увеличения числа Рейнольдса (фактически — скорости жидкости) результаты уже не столь впечатляющие. Для числа Рейнольдса равного 2,5 пористый метаматериал понижает силу сопротивления в 6 раз (по сравнению с тем, когда сфера не укрыта пористым метаматериалом), а для числа Рейнольдса 4,5 это уменьшение составляет скромные 50%.

Для больших значений числа Рейнольдса анализ не проводился, поскольку используемый авторами статьи подход для решения задачи не позволяет с необходимой точностью просчитывать уравнения Бринкмана—Стокса. По мере увеличения числа Рейнольдса изменяется и характер линий потока после обтекания тела — за телом начинает формироваться характерный след. Таким образом, эффективно «спрятать» объект от движущейся жидкости можно лишь для чисел Рейнольдса, значения которых не превышают 2,5.

Тем не менее ученые надеются, что предложенная ими идея использовать пористую среду для уменьшения силы сопротивления при движении тела через жидкость и ликвидации или уменьшения характерного следа может найти разнообразные применения в гидродинамике.

Источник: Yaroslav A. Urzhumov, David R. Smith. Fluid Flow Control with Transformation Media // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107, 074501.

Юрий Ерин

Явление дополнительного электрического поля в контактах металл - полупроводник

Dima — Tue, 10 Jan 2012 06:57:32 GMT

На физическом факультете Бакинского Государственного Университета в результате многолетних научно-исследовательских работ в области физики конденсированных сред, проведенных под научным руководством проф. Р.К.Мамедова, было установлено [1] неизвестное ранее физическое явление возникновения дополнительного электрического поля (ДЭП) в реальных контактах металл – полупроводник (КМП).

Эта структура является основным физическим элементом практически всех видов дискретных полупроводниковых приборов и компонентов интегральных микро- и наносхем. В последние годы явление ДЭП стало важным объектом экспериментальных исследований с помощью Атомно - Силовой Микроскопии в таких научных центрах как Томский Государственный Университет и Научно – Исследовательский Институт Полупроводниковых приборов Российской Федерации.

Сущность явления ДЭП заключается в следующем. Согласно теоретической модели Шоттки [2], если определенная поверхность металла с работой выхода ФМ непосредственно контактируется с поверхностью полупроводника n – типа с работой выхода ФS и ФМ ~ ФS, то КМП обладает омическими свойствами и схематически изображается как на рисунке 1а. В действительности, при непосредственном контакте металла с полупроводником, работы выхода (~ 4-5 эВ) их свободных поверхностей, примыкающих контактной поверхности остаются неизменными, а высота потенциального барьера контактной поверхности становиться порядка 1 эВ. Возникновение контактной разности потенциалов между контактной поверхностью и примыкающими к ней свободными поверхностями металла и полупроводника образует ДЭП с интенсивностью EF вокруг боковой области металла, которое при микро- и нано КМП полностью охватывает приконтактную область полупроводника, как это схематично представлено на рисунке 1(b).

АСМ изображение рельефа Au – nGaAs диодов Шоттки с диаметром 15 mkm представлено на рисунке 1с, где четко виден одиночный круглый контакт золота. АСМ изображение распределения контактной разности потенциалов (КРП) между острием иглы кантилевера (зонда) и поверхностью Au – nGaAs диода Шоттки представлено на рисунке 1 d. Видно, что КРП в области металла значительно меньше КРП свободной поверхности nGaAs за пределами контакта. По мере удаления от периметра контакта значение КРП постепенно увеличивается от минимального, равного КРП поверхности металла, до максимального, равного КРП свободной поверхности полупроводника. При этом под действием ДЭП вокруг круглого контакта наблюдается осесимметричная протяженная переходная область (ореол) шириной около 15 mkm с КРП, отличной от КРП свободной поверхности полупроводника. В интервале ширины ореола КРП меняется почти линейно.

В монографии [2] подробно описаны исторические этапы развития физики КМП, физические основы образования ДЭП, энергетические модели формирования действующих потенциальных барьеров, механизмы и аналитические формулы токопрохождения на основе теории термоэлектронной эмиссии в присутствии ДЭП, методики определения эффективных электрофизических и геометрических параметров реальных КМП, сравнительный анализ существующих литературных материалов в интерпретациях с ДЭП процессами.

Рис.1. Схематические изображения контакта металл – полупроводник без ДЭП(а)и с ДЭП(b). АСМ изображения рельефа(с) и распределения поверхностного потенциала (d) контакта Au - nGaAs c диаметром 15 мкм.

Исследование явления возникновения ДЭП и электронных процессов связанных с ним в реальных КМП вызвало большой интерес со стороны ученых России. В диссертации [3] детально изложены физические основы явления возникновения ДЭП и обусловленные с ним электрофизические, термоэлектронные и конструктивно-технологические процессы в реальных КМП. Впоследствии всесторонние исследования образования ДЭП в реальных КМП и его особенности в зависимости от природы контактирующих материалов, конфигурации и геометрических размеров контактных структур, типа проводимости и концентрации примесей полупроводника проводились на кафедре Физики Полупроводников Томского Государственного Университета [4]. Представлены результаты непосредственного измерения ДЭП с методикой АСМ на контактах металлов (Au, Ni, Ti, Pd) с полупроводниками (n-GaAs, n+- GaAs , p - GaAs), феноменологическая модель распределения потенциала ДЭП вдоль свободной и контактной поверхностей, ряд новейших и важнейших научных результатов по КМП, предсказанных на основе теоретических предпосылок, изложенных в монографии [2].

Явление возникновения ДЭП в реальных КМП позволяет открывать новые научные направления в области физики полупроводников и полупроводниковых приборов, твердого тела, тонких пленок, поверхности, нанофизики, микроэлектроники, фотоэлектроники, биоэлектроники, наноэлектроники и др. Это явление позволяет более глубоко и детально интерпретировать процессы, происходящие в реальных контактных структурах конденсированных сред.

Явление ДЭП является научной основой для повышения качества и расширения функциональных возможностей многочисленных дискретных полупроводниковых приборов, микросхем и наносхем на основе КМП структур. Данные структуры составляют элементную базу всех видов приборов и установок современной электронной техники. Уже разработан [5] КМП преобразователь световой энергии в электрическую, где ток фотоэдс превышает темновой ток более чем в 1000 раз. Между тем в аналогичном КМП преобразователе без ДЭП ток фотоэдс превышает темновой ток всего около 10 раз. Кроме того, недавно выявлены [6] новые свойства КМП с ДЭП, в которых обратный ток полностью отсутствует при начальных напряжениях и скачкообразно растет при дальнейшем увеличении напряжения.

Литература

1. Мамедов Р. К. Двухбарьерная физическая модель реальных контактов металл – полупроводник, Вестник Бакинского Университета: серия физ.мат. наук, 2001, № 2, с. 84-94

2. Мамедов Р. К. Контакты металл - полупроводник с электрическим полем пятен, Баку: БГУ, 2003, 231 с.

3. Мамедов Р. К. Электрофизические свойства реальных контактов металл – полупроводник, Автореферат докторской диссертации, Баку: БГУ, 2004, 60 с.

4. Новиков В. А. Исследование морфологии и электронных свойств поверхности пленок AIIIBV и контактов металл/AIIIBV методом атомно-силовой микроскопии, Автореферат кандидатской диссертации, Томск.: ТГУ, 2010, 18 с.

5. Торхов Н. А. Влияние фотоэдс на токопрохождение в контактах металл – полупроводник с барьером Шоттки, ФТП, 2011, т.45, .в.7, .с.965 -973

6. Mamedov R.K., Yeganeh M.A. Current Transport and Formation of Energy Structures in Narrow Schottky diodes, J. Microelectronics Reliability, 2011

Источник: Baku State University