1. Ana Sayfa
  2. Mühendislikler
  3. Faraday Kafesi Nedir? Deneyi ve Çalışma Prensibi

Faraday Kafesi Nedir? Deneyi ve Çalışma Prensibi


Faraday Kafesi Nedir?

Faraday kafesi, içerideki nesnenin elektriksel metal iletken ile kaplanması ile dışarıda bulunan elektrik alandan koruyan bir tasarımdır. İngiliz Fizikçi Micheal Faraday 1836 yılında bulmuştur ve buluşa kendi soy adını vererek “Faraday Kafesi” olarak adlandırmıştır.

Faraday kafesinin İdeal olarak nitelendirilmesi için iletkenlerin kesintisiz olarak nesneyi sarması gerekir. Gerçekte bu ideale ulaşmak maalesef mümkün değildir. Yalnızca iyi örerek ideale en yakın seviyeye ulaşılabilir. Örülme esnasında ağın arasındaki boşluklar ne kadar küçük olursa elektromanyetik elektrik alandan koruma oranı da ona doğru orantılı olarak artacaktır. Performans olarak en yüksek seviyeye ulaşması için kafesin direkt olarak toprağa bağlanması gerekmektedir.

Faraday Kafesi Nerelerde Kullanılır?

Faraday kafesi günlük yaşamda bir çok alanda kullanılmaktadır. Kimisinin amacı içerideki malzemeyi korumak olurken kimiside dışarıdan sisteme sızmayı engellemek içindir. Kullanım alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz;

  • Yanıcı veya patlayıcı tehlikeli maddelerin depo edildiği alanlarda,
  • Radyo frekansı yayan elektronik cihazlarda,
  • Telsiz ile haberleşme sağlanan binalarda,
  • Radyo frekans modüllerinde

Faraday Kafesi Deneyi

Paratoner Deneyi

Faraday kafesi deneyi örneği olarak binadan bahsedelim. Örnek verdiğimiz bina tüm yıldırımlardan korunacaktır. Bu korumayı sağlayabilmek için yapılması gereken binayı nesne olarak düşüneceğiz ve binayı en tepeden başlayarak en aşağı toprak noktasına kadar sarmak gerekecektir. Dış yüzeyi iletken yapıda olduğu için gelen yıldırımlar iletkenden toprağa akacak ve yıldırımı etkisiz bir hale getirecektir. Yıldırımlarda şiddetli bir akım geldiği için binaya zarar verme ihtimali çok yüksektir. Binaya vermese bile binadaki evlerde bulunan elektrikli cihazları bozacaktır. Kafes yardımıyla tüm bu problemlerin önüne geçilir.

Alüminyum Folyo Deneyi

Alüminyum Folyo Deneyi
Kaynak: https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/faraday-kafesi-yapalim

Telefonu alüminyum folyo aracılığıyla sararak Faraday kafesi elde etmek mümkündür. Alüminyum folyo iletken bir yapıya sahiptir ve içeride bulunan telefonla iletişim kurabilmek için radyo frekansına ihtiyaç duyulur. Alüminyum folyoyu telefonun dışına sardığınızda ve sarılan telefonu aradığınızda çalmadığına şahit olacaksınız. Bu kafes ile baz istasyonundan gelen sinyaller telefona ulaşmaz. Alüminyum folyonun içerisindeki alanda elektirk alan sıfırlanarak tüm sinyalleri keser.

Faraday Kafesi Çalışma Prensibi

Faraday kafesi çalışma prensibi en kısa haliyle şu şekildedir; atomlar iletken malzemeleri oluşturan yapı taşlarıdır. Atomların en dış yörüngesinde bulunan elektronlar, atomlardan çok kolay bir şekilde ayrılması ve hareket etmesi mümkündür. İletken kapalı bir yüzeye sahipse cismin elektrik alanı sıfır olasıya kadar hareket eder ve sonrasında yeniden dağılıma uğrarlar. Elektrik alan nötr olduğu andan itibaren hareket edemezler.

Korunacak nesnenin dışına sarılan iletken aracılığıyla içerideki elektrik alan sıfırlanır ve dışarıdaki elektrik alanlara karşı koruma elde edilir. Dış yüzeyin küre olması şartı yoktur, istenilen her şekilde tasarlanabilir. Yalnızca kafes olarak düzenlenirse dış iletkende boşluk ihtimali fazla olacaktır, bunu göz ardı etmemek gerekir.

Faraday Kafesi Nasıl Yapılır?

Faraday kafesi yapımı için dış yüzeyi iletken olan bir parça tercih edilerek içeride bulunan nesneye elektrik geçişinin engellenmesi gerekmektedir. Yapımını basamaklar halinde sıralayacak olursak;

  1. İçeride korunacak nesnenin dışına sarmak için iletken maddeyi temin edin,
  2. Nesnenin dışına ince ince sarın minimum boşluk olmasına dikkat edin, boşluklar ne kadar fazla olursa elektrik alana karşı koruyuculuğu da o oranda azalacaktır,
  3. Nesneyi koruyacak kafes yuvarlak şekilde de, kafes şeklinde de olabilir,
  4. Tüm sarım işlemi bittikten ve yeterince sarıldığına emin olun. Kafesiniz hazır.

Faraday kafesinin amacı tıpkı paratoner gibi nesnenin yıldırımlardan korunmasını sağlamaktır. Dış yüzeye sarılan iletkenler sayesinde içerideki nesneye elektrik akışı olmayacak ve yüksek voltajlardan korunmasını sağlayacaktır.

Kaynak: 1 2

Sıkça Sorulan Sorular (S.S.S.)

Faraday kafesini 1836 yılında İngiliz Fizikçi Micheal Faraday bulmuştur.

Faraday kafesi bir nesnenin dış yüzeyinin iletken yardımıyla boşluk olmadan sarılmasıyla yapılmaktadır. Bu sayede içerideki nesnenin elektrik alanını nötrler.

Bu Yazıya Yorumunuz Ne?

Yazar Hakkında

Merhaba, ben Emre Can ÖNDEŞ. Muhendis Portalı sitesinin kurucusuyum. Fırat Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği bölümü 4.sınıf öğrencisiyim. Ekim 2020 tarihinde "Mühendis Portalı" girişimimin temellerini atarak, başlangıcı yaptım. Şuanda Manisa'da ikamet ediyorum.

Yorum Yap