Faraday kafesi nedir ne işe yarar ve kullanım alanları nelerdir?

Faraday kafesi nedir; sorusunun cevabını şöyle cevap verebiliriz. Elektriksel iletken çelik ile yapılan ve kaplanmış veya iletkenler ile birlikte benzer şekilde örülmüş içindeki hacmi dışarıdaki elektrik alanını koruyan bir muhafaza edici sistemsel metal ağına verilen isimdir.

Faraday kafesi elektrik alanının içeri girmesi ve de içerideki alının dışarı çıkmasına engellemektedir. Bu adı 19 yüzyılda ona 1836 yılında ünlü Fizik Profesörü ve aynı zamanda kimyacı ingiliz Micheal Faraday’ın buluşu olduğu için faraday kafesi ismi uygun görülmüştür.

Faraday kafesi çalışma prensibi şu şekildedir;

Basit elektrostatik kurallara göre ayarlanan bir düzenektir. Faraday kafesi içerdikleri hacmi dışarıda ortaya çıkan elektriksel alan değişimlerine yönelik korur .

Bunu gerçekleştirirken hiçbir güç enerji harcamaz dışarıda meydana gelen oluşan elektrik akımlarına yönelik topraklama sistemleri ile birlikte binadaki malzeme ve cepheleri koruması kafesin önemli etkenlerinden. Faraday kafesi kesinti olmadan iletkenlerden oluşmalı ve kabuk biçiminde korunacak nesneyi kapsamalı iyi örtünmüş bakır bir ağ simetrisi ile sağlanabilir.

En iyi performans için yüksek verimlilik için kafesin direkt olarak toprağa bağlantı kurması gerekmektedir iletken levhalarla ağ şeklinde kaplanan ve topraklanan her kafes ile bu korumayı sağlayabiliriz topraklama kalitesini ve sıklığı bizim için önemlidir bunlarla birlikte doğru orantılı olarak koruma da artacaktır.

Ağ gözleri ne kadar fazla ve ne kadar sık olursa kafesin elektromanyetik dalgalara karşı vermiş olduğu geçirmezlik orada doğru orantılı şekilde büyüyecektir.

Dışarıdaki elektrik alanı içeri etki etmediği gibi içerideki elektrik alanı da dışarı etki etmeyecektir. Faraday sistemi yıldırımların statik elektrik boşalması sırasında iletkenlerden geçişini sağlayarak, koruma yapmak istediğimiz alanın içine elektromanyetik olumsuz etkilerin girmesini engeller.

Daha sık ağlar ve daha yüksek frekans ile elektromanyetik dalgalara karşı geçirmezliği sağlamamız mümkündür geniş ağ ve daha uzun dalga boyu radyo dalgalarına yönelik geçirmezlik de sağlar.

Kafesin iş yapabilmesi için iletkenlerin çok iyi derecede topraklanmış olması ve hata yapılmaması gerekmektedir. Peki faraday kafesi ne işe yarar ; bu kafes bina v.b. gibi yapıları yıldırım düşmelerine karşı korumaktadır bir nevi paratoner görevi görmektedir diyebiliriz.

Bu yöntem yıldırımdan korunma yöntemlerinden sadece bir tanesidir ayrıca bunun yanı sıra yıldırımın zarar vermeden direkt olarak toprağa iletilmesinde dediğimiz gibi paratoner sistemi kullanılmaktadır. Bu kafes yıldırım çarpmalarına karşı da aynı zamanda korumaktadır.

Peki bu kafesin çalışma prensibi nedir bu kafesin çalışma prensibi iletken olan malzemeleri oluşturan atomların en dış yörüngedeki değerlik yani balance elektronları atomlarından kolayca ayrılırlar hareket etme yeteneği ile bunu başarırlar bundan ötürü kapalı bir alana sahip olan iletken cisimler elektrik alanı içinde bulunduğunuz zaman bu elektronlar iletkenin içindeki elektrik alanını 0 olana dek hareket eder ve bir yeniden dağılma şeklini alırlar dağılıma uğrarlar.

Elektrik alanının bu yol ile sıfırlanması ile birlikte bunun yanı sıra hareket etmelerinin nedeni ortadan kalkmış olur bu kafes çalışma prensibi bu şekilde işlemektedir ve içindeki nesneleri eşyaları dış elektrik alanlarına karşı tepki olarak korumaktadır. Bu nedenle ideal olarak kafes topraklanmış olur içi boş metal bir kapalı iletken küre şeklinde yüzeylerden meydana gelmektedir.

Faraday kafes sisteminin kullanım alanları nerelerdir?

Bu kafes yapılmasının sebebi dışarıdaki manyetik alanın dışarıda kalması içeri girmesini veya içerideki manyetik alan içeride kalması dışarı çıkmasını engellemek ve önlemektir. Kullanım amacı veya alanları değişse bile bu mantık  değişmemektedir. Bundan dolayı korunacak kısımdaki manyetik alanın veya binanın dış ya da iç yüzeyi iletkenler ile ağ şeklinde örülerek topraklanır.

Bina uygulamalarında en yüksek tepe noktalarına, binanın çatı katlarına yakalama uçları tesis edilir. Kafesin başlıca kullanım alanı buralardır.

Devamını Oku