FARADAY KAFESİ VE UYGULAMALARI
9 ve 10. Sınıflar fizik dersi elektrik konusu. Faraday kafesi ve yapısı. Faraday kafesinin kullanım alanları ve özellikleri. Konu anlatımı.
Faraday kafesi harici elektrik alanlarını bloke eden iletken malzemeler tarafından oluşturulmuş bir koruma sistemidir.
Faraday kafesi farklı elektronik ekipmanların elektrostatik deşarjlardan korunması, binaları yıldırımlardan koruma, test ölçüm labaratuvarlarında, elektromanyetik dinlemeye karşı önleme amaçlı kullanılır.
Faraday kafesi Michael Faraday tarafından 1836 yılında geliştirilmiştir. Bu nedenle onun adı verilmiştir.
Faraday iletken maddeler kullanarak bir oda oluşturmuştur. Elektrostatik bir jeneratör kullanarak metal odaya dışarıdan yüksek voltajlar vermiştir. Dışarıdan elektrik akımına maruz kalan metal odanın iç kısmında herhangi bir elektrik yükü bulunamamıştır. Yani iletken oda içinde elektrik alanın 0 olduğu gözlenmiştir.
Bu olay iletken bir tel kafes içerisine alınan maddelerin elektriksel etkilerden korunacağını göstermiştir. Bu kafes içerisinde bir bina, bir cihaz, bir laboratuvar ve özel korunumlu bir oda bulunabilir.
İdeal Faraday kafesi iletkenler arasında boşluk bulunmayan, yani metal levhalarla çevrili bir kafestir. Ancak pratikte böyle bir şey yapmak oldukça maliyetli ve uğraştırıcı bir iştir. Bunun yerine korunacak yapı iletken tellerle çevrilerek Faraday kafesi oluşturulur. Bu tellerin aralarındaki mesafe ne kadar az olursa yapılan kafesin sağladığı koruma o derece yüksek olur.
Faraday kafesinde iletken teller topraklanarak kafes üzerindeki yükün toprağa akması sağlanır.
Binalar metal tellerle çepeçevre sarılarak Faraday kafesi oluşturulur. Bina üzerine sivri uçlu yıldırım yakalama metalleri konulur. Kafesin alt kısmı topraklanır. Yıldırım yakalama uçlarına yıldırım düşerse binaya herhangi bir zarar vermeden kafes tarafından toprağa akıtılır.
Faraday kafesi doğru kullanıldığında çok etkin bir koruma sağlamaktadır. Ancak yapılması maliyetli bir iştir.
Faraday Kafesinin Kullanım Alanları
Yıldırıma Karşı Güvenlik
Faraday kafesi araçların iç kısmını güçlü yıldırımlardan korur. Otomobil ve uçaklara yıldırım çarparsa bu yıldırım Faraday kafesi ile karşılaştığından aracın içindeki insanlar korunur.
Binalara çepeçevre sarılan iletken tellerle oluşturulan Faraday kafesi binaya yıldırım düşmesi halinde binayı ve içindekileri korur.
Mikrodalga Fırın
Mikrodalga fırınlarda fırının iç kısmını çevreleyen metal aksam kafes görevi görür. Bu kafes, mikrodalga fırın içindeki elektromanyetik dalgaları sıkıştırma ve yemeği daha iyi pişirme görevi görür.
Haberleşme
Kablosuz haberleşme yapılan güvenlikli binalar kafes ile koruma altına alınarak içerdeki elektromanyetik dalgaların dışarı sızması ve böylece tekrar oluşturulup başkalarının eline geçmesi önlenir.
Yanıcı Patlayıcı Maddeleri Koruma
Yanıcı ve patlatıcı maddelerin üretildiği veya depolandığı yerler Faraday kafesi içine alınarak yıldırımlardan ve olası elektrik etkilerinden korunur.
Elektronik Kartlarda Bulunan Radyo Frekans Modülleri
Radyo frekanslarını alma ve işleme amaçlı yapılan elektronik kartlar sacdan yapılmış bir muhafaza içerisine alınır. Böylece sistemin dışarıya ve çalıştığı sisteme bozucu sinyaller yayması engellenir. Bu koruma sistemi yasalarla mecburi hale getirilmiştir.
SANATSAL BİLGİ
15/10/2017