ब्रश (विद्युत): Difference between revisions
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[[Image:Carbon brushes.jpg|thumb|कार्बन ब्रश की एक जोड़ी]]'''ब्रश''' या '''कार्बन ब्रश''' [[ विद्युत संपर्क |विद्युत संपर्क]] है जो स्थिर [[ तार |तारों]] और गतिमान पुर्जों के बीच विद्युत धारा (बिजली) का सामान्यतः घूर्णन धुरी में संचालन करता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में विद्युत् मोटर, [[ आवर्तित्र |आवर्तित्र]] और [[ बिजली पैदा करने वाला |विद्युत् जनित्र]] सम्मिलित हैं। कार्बन ब्रश का जीवनकाल इस बात पर निर्भर करता है कि मोटर का कितना उपयोग किया जाता है और मोटर के माध्यम से कितनी शक्ति लगाई जाती है।<ref>{{Cite web|url=https://www.topdealsonline.shop/blogs/blog/how-long-do-carbon-brushes-last-in-power-tools|title=How Long Do Carbon Brushes Last in Power Tools?|last=topdealsonline|date=2020-09-17|website=Top Deals Online|language=en|access-date=2020-10-06}}</ref> | |||
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== व्युत्पत्ति == | == व्युत्पत्ति == | ||
कुछ प्रकार के विद्युत् मोटर्स या जनित्र के कार्य करने के लिए, [[ रोटर (बिजली) |घूर्णक (बिजली)]] के | कुछ प्रकार के विद्युत् मोटर्स या जनित्र के कार्य करने के लिए, [[ रोटर (बिजली) |घूर्णक (बिजली)]] के विद्युत परिपथ को पूरा करने के लिए जोड़ा जाना चाहिए। मूल रूप से यह प्रत्ययप्रधान पर [[ ताँबा |ताँबा]] या [[ पीतल |पीतल]] [[ कम्यूटेटर (बिजली) |दिक्परिवर्तक (बिजली)]] या '[[ पर्ची अंगूठी |सर्पी वलय]]' लगाकर पूरा किया गया था, जिसमें [[ वसंत (उपकरण) |स्प्रिंग (उपकरण)]] सर्पी वलय या दिक्परिवर्तक पर लटके हुए कॉपर तार 'ब्रश' को दबाते थे, जो करंट का संचालन करते थे। दिक्परिवर्तक के घुमाए जाने पर इस तरह के ब्रश वृत्ताकार और यहां तक कि वेल्ड हो जाते हैं, क्योंकि ब्रश शॉर्ट-परिपथ किए गए वृत्तखण्ड होते हैं। | ||
इलाज [[ सीसा |सीसा]] (कभी-कभी अतिरिक्त तांबे के साथ) से बने 'उच्च [[ विद्युत प्रतिरोध और चालन |विद्युत प्रतिरोध और चालन]] ब्रश' का परिचय था। हालांकि प्रतिरोध दसियों मिलीओहम्स के क्रम का था, वे एक दिक्परिवर्तक सेगमेंट से अगले तक वर्तमान की क्रमिक शिफ्ट प्रदान करने के लिए पर्याप्त उच्च प्रतिरोध थे। | इलाज [[ सीसा |सीसा]] (कभी-कभी अतिरिक्त तांबे के साथ) से बने 'उच्च [[ विद्युत प्रतिरोध और चालन |विद्युत प्रतिरोध और चालन]] ब्रश' का परिचय था। हालांकि प्रतिरोध दसियों मिलीओहम्स के क्रम का था, वे एक दिक्परिवर्तक सेगमेंट से अगले तक वर्तमान की क्रमिक शिफ्ट प्रदान करने के लिए पर्याप्त उच्च प्रतिरोध थे। | ||
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द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, उच्च-ऊंचाई वाले विमान जनित्र बहुत तेजी से ब्रश पहनते थे, स्वीकार्य जीवन के लिए सुधारित ब्रश यौगिकों की आवश्यकता होती थी। | द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, उच्च-ऊंचाई वाले विमान जनित्र बहुत तेजी से ब्रश पहनते थे, स्वीकार्य जीवन के लिए सुधारित ब्रश यौगिकों की आवश्यकता होती थी। | ||
धातु फाइबर ब्रश वर्तमान में विकसित किए जा रहे हैं।<ref>{{Cite web |title=Metal Fiber Brushes and Slip Rings |url=http://www.dh-inc.com/metal-fiber-brushes-and-slip-rings |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20210510192125/http://dh-inc.com/metal-fiber-brushes-and-slip-rings |archive-date=May 10, 2021}}</ref> वर्तमान ब्रश तकनीक पर उनके | धातु फाइबर ब्रश वर्तमान में विकसित किए जा रहे हैं।<ref>{{Cite web |title=Metal Fiber Brushes and Slip Rings |url=http://www.dh-inc.com/metal-fiber-brushes-and-slip-rings |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20210510192125/http://dh-inc.com/metal-fiber-brushes-and-slip-rings |archive-date=May 10, 2021}}</ref> वर्तमान ब्रश तकनीक पर उनके लाभ हो सकते हैं, लेकिन अभी तक व्यापक कार्यान्वयन नहीं देखा है। | ||
== निर्माण प्रक्रिया == | == निर्माण प्रक्रिया == | ||
=== मिश्रण घटक === | === मिश्रण घटक === | ||
ब्रश की सटीक संरचना आवेदन पर निर्भर करती है। ग्रेफाइट/कार्बन पाउडर का सामान्यतः उपयोग किया जाता है। तांबे का उपयोग बेहतर चालकता के लिए किया जाता है (AC अनुप्रयोगों के लिए दुर्लभ)। विद्युत चालकता और हरित शक्ति को अधिकतम करने के लिए, अत्यधिक द्रुमिका ( विद्युत् अपघटनी) ताम्र चूर्ण का उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal|last1=Zanon|first1=Matteo|last2=Rampin|first2=Ilaria|last3=Breda|first3=Alessandro|last4=Bortolotti|first4=Francesco |date=2015-10-05|title=The sintering behavior of electrolytic and water-atomized copper powders|url=https://www.researchgate.net/publication/305391957}}</ref> [[ बाइंडर (सामग्री) |बाइंडर (सामग्री)]], ज्यादातर [[फ़िनॉल]]या अन्य रेजिन या पिच ([[ राल |राल]]), मिश्रित होते हैं ताकि संक्षिप्त होने पर पाउडर अपना आकार धारण कर सके। अन्य योजक में धातु पाउडर और MoS<sub>2</sub> | ब्रश की सटीक संरचना आवेदन पर निर्भर करती है। ग्रेफाइट/कार्बन पाउडर का सामान्यतः उपयोग किया जाता है। तांबे का उपयोग बेहतर चालकता के लिए किया जाता है (AC अनुप्रयोगों के लिए दुर्लभ)। विद्युत चालकता और हरित शक्ति को अधिकतम करने के लिए, अत्यधिक द्रुमिका ( विद्युत् अपघटनी) ताम्र चूर्ण का उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal|last1=Zanon|first1=Matteo|last2=Rampin|first2=Ilaria|last3=Breda|first3=Alessandro|last4=Bortolotti|first4=Francesco |date=2015-10-05|title=The sintering behavior of electrolytic and water-atomized copper powders|url=https://www.researchgate.net/publication/305391957}}</ref> [[ बाइंडर (सामग्री) |बाइंडर (सामग्री)]], ज्यादातर [[फ़िनॉल]]या अन्य रेजिन या पिच ([[ राल |राल]]), मिश्रित होते हैं ताकि संक्षिप्त होने पर पाउडर अपना आकार धारण कर सके। अन्य योजक में धातु पाउडर और MoS<sub>2</sub> W.S<sub>2</sub>.जैसे ठोस स्नेहक सम्मिलित हैं। प्रत्येक अनुप्रयोग या मोटर के लिए ब्रश श्रेणी मिश्रण को परिभाषित करने के लिए बहुत अधिक जानकारी और शोध की आवश्यकता है। | ||
===मिश्रण को संघटित करना=== | ===मिश्रण को संघटित करना=== | ||
ब्रश यौगिक को यांत्रिक या द्रवचालित दाबक पर ऊपरी और निचले पंच और डाई वाले उपकरण में संकुचित किया जाता है। इस चरण में, बाद के प्रसंस्करण के आधार पर, तांबे के तार (शंट वायर कहा जाता है) को ऊपरी पंच में एक छेद के माध्यम से स्वचालित रूप से डाला जा सकता है और चारों ओर दबाए गए पाउडर द्वारा दबाए गए ब्रश ब्लॉक में तय किया जा सकता है। यह संचालन, जिसे टैम्पन कहा जाता है, सामान्यतः विद्युत् अपघटनी कॉपर पाउडर का उपयोग करके किया जाता है, संभवतः कुछ उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए चाँदी विलेपन के साथ।<ref>{{Cite journal|last1=Zanon|first1=Matteo|last2=Nassuato|first2=Mirko|last3=Rampin|first3=Ilaria|last4=Echeberria|first4=Jon|last5=Martinez|first5=Ane Maite|date=2014-09-23|title=The conductive behaviour of copper and silver-coated copper powders|url=https://www.researchgate.net/publication/305391879}}</ref> इस प्रक्रिया के बाद, ब्रश अभी भी बहुत दुर्बल है और व्यावसायिक शब्दजाल में इसे 'ग्रीन ब्रश' कहा जाता है। | ब्रश यौगिक को यांत्रिक या द्रवचालित दाबक पर ऊपरी और निचले पंच और डाई वाले उपकरण में संकुचित किया जाता है। इस चरण में, बाद के प्रसंस्करण के आधार पर, तांबे के तार (शंट वायर कहा जाता है) को ऊपरी पंच में एक छेद के माध्यम से स्वचालित रूप से डाला जा सकता है और चारों ओर दबाए गए पाउडर द्वारा दबाए गए ब्रश ब्लॉक में तय किया जा सकता है। यह संचालन, जिसे टैम्पन कहा जाता है, सामान्यतः विद्युत् अपघटनी कॉपर पाउडर का उपयोग करके किया जाता है, संभवतः कुछ उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए चाँदी विलेपन के साथ।<ref>{{Cite journal|last1=Zanon|first1=Matteo|last2=Nassuato|first2=Mirko|last3=Rampin|first3=Ilaria|last4=Echeberria|first4=Jon|last5=Martinez|first5=Ane Maite|date=2014-09-23|title=The conductive behaviour of copper and silver-coated copper powders|url=https://www.researchgate.net/publication/305391879}}</ref> इस प्रक्रिया के बाद, ब्रश अभी भी बहुत दुर्बल है और व्यावसायिक शब्दजाल में इसे 'ग्रीन ब्रश' कहा जाता है। | ||
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अगला कृत्रिम वातावरण (सामान्यतः [[ हाइड्रोजन |उदजन]] और [[ नाइट्रोजन |नाइट्रोजन]]) के तहत | अगला कृत्रिम वातावरण (सामान्यतः [[ हाइड्रोजन |उदजन]] और [[ नाइट्रोजन |नाइट्रोजन]]) के तहत ग्रीन ब्रश के ताप उपचार का अनुसरण करता है। तापमान 1200 डिग्री सेल्सियस तक होता है। इस प्रक्रिया को[[ सिंटरिंग | निसादन]] या भर्जन कहा जाता है। निसादन के दौरान, बाइंडर्स या तो जल जाते हैं या कार्बोनाइज हो जाते हैं और कार्बन, कॉपर और अन्य योगात्मक के बीच एक पारदर्शी संरचना बनाते हैं।<ref name=":0">{{Cite web|url=https://mrcarbonbrush.wordpress.com/2019/11/01/how-are-brushes-manufactured/|title=How are brushes manufactured?|last=mrcarbonbrush|date=2019-11-01|website=Mrcarbonbrush|language=en|access-date=2020-02-12}}</ref> बेकिंग के बाद ग्रैफाइटीकण (ऊष्मा उपचार) होता है। ताप उपचार प्रत्येक सामग्री मिश्रण के लिए सटीक रूप से परिभाषित तापमान वक्र द्वारा रूपांतरित होता है। मिश्रण संरचना के अलावा, प्रयुक्त तापमान वक्र प्रत्येक ब्रश निर्माता का दूसरा बड़ा "रहस्य" है। ऊष्मा उपचार के बाद, ब्रश संरचना को इस तरह से संशोधित किया जाता है जिससे प्रतिस्पर्धी कंपनियों के लिए ब्रश की नकल करना लगभग असंभव हो जाता है। | ||
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विद्युत् मोटर में कार्बन ब्रश सबसे कम खर्चीले भागों में से एक हैं। दूसरी ओर, वे सामान्यतः मुख्य भाग होते हैं जो स्थायित्व ("जीवन-काल") और उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली मोटर के प्रदर्शन को बचाता है। उनके उत्पादन के सभी चरणों में गुणवत्ता नियंत्रण और उत्पादन प्रक्रिया नियंत्रण पर बहुत अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। | विद्युत् मोटर में कार्बन ब्रश सबसे कम खर्चीले भागों में से एक हैं। दूसरी ओर, वे सामान्यतः मुख्य भाग होते हैं जो स्थायित्व ("जीवन-काल") और उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली मोटर के प्रदर्शन को बचाता है। उनके उत्पादन के सभी चरणों में गुणवत्ता नियंत्रण और उत्पादन प्रक्रिया नियंत्रण पर बहुत अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। | ||
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समय-समय पर संपर्क बनाने के लिए तरल धातुओं के उपयोग पर शोध किया जाता है। इस दृष्टिकोण की कमियों में तरल धातु को सम्मिलित करने की आवश्यकता सम्मिलित है (क्योंकि यह सामान्यतः विषाक्त या संक्षारक है) और प्रेरण और विक्षोभ से बिजली की हानि होती है। | समय-समय पर संपर्क बनाने के लिए तरल धातुओं के उपयोग पर शोध किया जाता है। इस दृष्टिकोण की कमियों में तरल धातु को सम्मिलित करने की आवश्यकता सम्मिलित है (क्योंकि यह सामान्यतः विषाक्त या संक्षारक है) और प्रेरण और विक्षोभ से बिजली की हानि होती है। | ||
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Latest revision as of 12:08, 3 November 2023
ब्रश या कार्बन ब्रश विद्युत संपर्क है जो स्थिर तारों और गतिमान पुर्जों के बीच विद्युत धारा (बिजली) का सामान्यतः घूर्णन धुरी में संचालन करता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में विद्युत् मोटर, आवर्तित्र और विद्युत् जनित्र सम्मिलित हैं। कार्बन ब्रश का जीवनकाल इस बात पर निर्भर करता है कि मोटर का कितना उपयोग किया जाता है और मोटर के माध्यम से कितनी शक्ति लगाई जाती है।[1]
व्युत्पत्ति
कुछ प्रकार के विद्युत् मोटर्स या जनित्र के कार्य करने के लिए, घूर्णक (बिजली) के विद्युत परिपथ को पूरा करने के लिए जोड़ा जाना चाहिए। मूल रूप से यह प्रत्ययप्रधान पर ताँबा या पीतल दिक्परिवर्तक (बिजली) या 'सर्पी वलय' लगाकर पूरा किया गया था, जिसमें स्प्रिंग (उपकरण) सर्पी वलय या दिक्परिवर्तक पर लटके हुए कॉपर तार 'ब्रश' को दबाते थे, जो करंट का संचालन करते थे। दिक्परिवर्तक के घुमाए जाने पर इस तरह के ब्रश वृत्ताकार और यहां तक कि वेल्ड हो जाते हैं, क्योंकि ब्रश शॉर्ट-परिपथ किए गए वृत्तखण्ड होते हैं।
इलाज सीसा (कभी-कभी अतिरिक्त तांबे के साथ) से बने 'उच्च विद्युत प्रतिरोध और चालन ब्रश' का परिचय था। हालांकि प्रतिरोध दसियों मिलीओहम्स के क्रम का था, वे एक दिक्परिवर्तक सेगमेंट से अगले तक वर्तमान की क्रमिक शिफ्ट प्रदान करने के लिए पर्याप्त उच्च प्रतिरोध थे।
कार्बन ब्रश चार मुख्य श्रेणियों में उपलब्ध हैं: कार्बन ग्रेफाइट, वैद्युत, ग्रेफाइट और मेटल ग्रेफाइट।[2] ब्रश शब्द प्रयोग में रहता है। चूंकि ब्रश खराब हो जाते हैं, इसलिए उन्हें रखरखाव की अनुमति देने वाले उत्पादों में बदला जा सकता है।
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, उच्च-ऊंचाई वाले विमान जनित्र बहुत तेजी से ब्रश पहनते थे, स्वीकार्य जीवन के लिए सुधारित ब्रश यौगिकों की आवश्यकता होती थी।
धातु फाइबर ब्रश वर्तमान में विकसित किए जा रहे हैं।[3] वर्तमान ब्रश तकनीक पर उनके लाभ हो सकते हैं, लेकिन अभी तक व्यापक कार्यान्वयन नहीं देखा है।
निर्माण प्रक्रिया
मिश्रण घटक
ब्रश की सटीक संरचना आवेदन पर निर्भर करती है। ग्रेफाइट/कार्बन पाउडर का सामान्यतः उपयोग किया जाता है। तांबे का उपयोग बेहतर चालकता के लिए किया जाता है (AC अनुप्रयोगों के लिए दुर्लभ)। विद्युत चालकता और हरित शक्ति को अधिकतम करने के लिए, अत्यधिक द्रुमिका ( विद्युत् अपघटनी) ताम्र चूर्ण का उपयोग किया जाता है।[4] बाइंडर (सामग्री), ज्यादातर फ़िनॉलया अन्य रेजिन या पिच (राल), मिश्रित होते हैं ताकि संक्षिप्त होने पर पाउडर अपना आकार धारण कर सके। अन्य योजक में धातु पाउडर और MoS2 W.S2.जैसे ठोस स्नेहक सम्मिलित हैं। प्रत्येक अनुप्रयोग या मोटर के लिए ब्रश श्रेणी मिश्रण को परिभाषित करने के लिए बहुत अधिक जानकारी और शोध की आवश्यकता है।
मिश्रण को संघटित करना
ब्रश यौगिक को यांत्रिक या द्रवचालित दाबक पर ऊपरी और निचले पंच और डाई वाले उपकरण में संकुचित किया जाता है। इस चरण में, बाद के प्रसंस्करण के आधार पर, तांबे के तार (शंट वायर कहा जाता है) को ऊपरी पंच में एक छेद के माध्यम से स्वचालित रूप से डाला जा सकता है और चारों ओर दबाए गए पाउडर द्वारा दबाए गए ब्रश ब्लॉक में तय किया जा सकता है। यह संचालन, जिसे टैम्पन कहा जाता है, सामान्यतः विद्युत् अपघटनी कॉपर पाउडर का उपयोग करके किया जाता है, संभवतः कुछ उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए चाँदी विलेपन के साथ।[5] इस प्रक्रिया के बाद, ब्रश अभी भी बहुत दुर्बल है और व्यावसायिक शब्दजाल में इसे 'ग्रीन ब्रश' कहा जाता है।
ग्रीन ब्रश की पदच्युति
अगला कृत्रिम वातावरण (सामान्यतः उदजन और नाइट्रोजन) के तहत ग्रीन ब्रश के ताप उपचार का अनुसरण करता है। तापमान 1200 डिग्री सेल्सियस तक होता है। इस प्रक्रिया को निसादन या भर्जन कहा जाता है। निसादन के दौरान, बाइंडर्स या तो जल जाते हैं या कार्बोनाइज हो जाते हैं और कार्बन, कॉपर और अन्य योगात्मक के बीच एक पारदर्शी संरचना बनाते हैं।[6] बेकिंग के बाद ग्रैफाइटीकण (ऊष्मा उपचार) होता है। ताप उपचार प्रत्येक सामग्री मिश्रण के लिए सटीक रूप से परिभाषित तापमान वक्र द्वारा रूपांतरित होता है। मिश्रण संरचना के अलावा, प्रयुक्त तापमान वक्र प्रत्येक ब्रश निर्माता का दूसरा बड़ा "रहस्य" है। ऊष्मा उपचार के बाद, ब्रश संरचना को इस तरह से संशोधित किया जाता है जिससे प्रतिस्पर्धी कंपनियों के लिए ब्रश की नकल करना लगभग असंभव हो जाता है।
माध्यमिक संचालन
निसादन के कारण ब्रश सिकुड़ जाते हैं और मुड़ जाते हैं। उन्हें शुद्ध आकार में घर्षित (अपघर्षक काटना) होना चाहिए। कुछ कंपनियां ब्रश को अधिक टिकाऊ बनाने के लिए विशेष तेल, राल और ग्रीस के साथ चलने वाली सतह के संसेचन जैसे तरीकों से अतिरिक्त उपचार का उपयोग करती हैं।[6]
कार्बन ब्रश के निर्माण के लिए सामग्रियों के गहन ज्ञान और मिश्रण रचनाओं में अनुभव की आवश्यकता होती है। वजन के हिसाब से घटकों के कुछ प्रतिशत द्वारा ब्रश की सामग्री में बहुत छोटे परिवर्तन ब्रश के गुणों को उनके अनुप्रयोगों पर महत्वपूर्ण रूप से बदल सकते हैं। दुनिया में कुछ मुट्ठी भर ब्रश विकसित करने वाली कंपनियां हैं, जो ज्यादातर कुछ प्रकार के ब्रश के विशेषज्ञ हैं।
विद्युत् मोटर में कार्बन ब्रश सबसे कम खर्चीले भागों में से एक हैं। दूसरी ओर, वे सामान्यतः मुख्य भाग होते हैं जो स्थायित्व ("जीवन-काल") और उनके द्वारा उपयोग की जाने वाली मोटर के प्रदर्शन को बचाता है। उनके उत्पादन के सभी चरणों में गुणवत्ता नियंत्रण और उत्पादन प्रक्रिया नियंत्रण पर बहुत अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है।
तरल धातु ब्रश
समय-समय पर संपर्क बनाने के लिए तरल धातुओं के उपयोग पर शोध किया जाता है। इस दृष्टिकोण की कमियों में तरल धातु को सम्मिलित करने की आवश्यकता सम्मिलित है (क्योंकि यह सामान्यतः विषाक्त या संक्षारक है) और प्रेरण और विक्षोभ से बिजली की हानि होती है।
यह भी देखें
- दिक्परिवर्तक (विद्युत्) § ब्रश निर्माण
- सर्पी वलय
संदर्भ
- ↑ topdealsonline (2020-09-17). "How Long Do Carbon Brushes Last in Power Tools?". Top Deals Online (in English). Retrieved 2020-10-06.
- ↑ "What is a carbon brush? : Repco Inc".
- ↑ "Metal Fiber Brushes and Slip Rings". Archived from the original on May 10, 2021.
- ↑ Zanon, Matteo; Rampin, Ilaria; Breda, Alessandro; Bortolotti, Francesco (2015-10-05). "The sintering behavior of electrolytic and water-atomized copper powders".
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ↑ Zanon, Matteo; Nassuato, Mirko; Rampin, Ilaria; Echeberria, Jon; Martinez, Ane Maite (2014-09-23). "The conductive behaviour of copper and silver-coated copper powders".
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ↑ 6.0 6.1 mrcarbonbrush (2019-11-01). "How are brushes manufactured?". Mrcarbonbrush (in English). Retrieved 2020-02-12.
