Faraday Kafesi Nedir, Ne İşe Yarar ve Kullanım Alanları Nelerdir?

Korunacak alan, bina, tesis vb. yapıların; çelik alüminyum, bakır gibi elektriksel yük taşıyabilen iletkenlerle belirli aralık ve açılarla kafes ya da ağ şeklindeki yapılara Faraday Kafes Sistemi denir. Faraday kafes mantığı ağ şeklindeki yapının içindeki canlıları ya da elektronik sistemleri korumak için kullanılır. Yüksek potansiyele sahip elektrik akımı oluşturan bulutların yıldırım şeklindeki boşalmalarından canlıyı ve etkiyi koruyan en etkin sistemdir. Koruma sınıfı ağ şeklindeki yapının ağın boyutlarına göre farklılık gösterir. Yüksek koruma gerektiren askeriye cephaneliğinde, herhangi bir yıldırım düşmesi ya da yüksek potansiyel gerilim değişimi esnasındaki tehlikelere karşı önemli bir koruma sağlar ve muhtemel faciaların önüne geçer. Gizli ya da yüksek gizlilik gerektiren konuların konuşulduğu alanlarda dinlenme olasılığına karşı ses frekanslarının yayılmasını engelleyerek dinlenme olasılığını ortadan kaldırır.

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

Faraday Kafesi Çalışma Prensibi 

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

Faraday kafesi, korumayı gerçekleştirirken  hiçbir enerji harcamaz.  Faraday kafesinin iletken bağlantılarında kopukluk olmamalı, korunacak alanı kabuk biçiminde kaplamalı ve iyi örülmüş bakır bir ağ simetrisi ile gerekli korumayı gerçekleştirmelidir.

Faraday kafesiGüvenli koruma için kafesin direkt olarak toprağa bağlanması gerekmektedir. İletken 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