Faraday Kafesi Nedir

Faraday kafesi, elektriksel iletken metal ile kaplanmış veya iletkenler ile ağ biçiminde örülmüş içteki hacmi dışardaki elektrik alanından koruyan bir sistemdir. Faraday kafesi sayesinde elektriğin alanın içeri girmesi engellenmiş olur.

Faraday kafesi, kesintisiz iletkenlerden oluşur ve kabuk şeklinde korunacak nesneyi sarar. En iyi performans için kafesin direkt toprağa bağlanmış olması gerekir. Ağ gözleri ne kadar dar olursa, Faraday kafesinin elektromanyetik dalgalara karşı geçirmezlik seviyesi de o kadar yüksek olur.

Faraday Kafesinin Çalışma Prensibi

Atomların en dış yörüngelerindeki değerlik (valans) elektronları, atomlarından kolayca ayrılarak hareket etme yetisine sahiptir. Bu anlamda, kapalı bir yüzeyi olan iletken bir cisim, elektrik alanı içerisine yerleştirildiğinde bu elektronlar, iletkenin içindeki elektrik alanı sıfırlanıncaya kadar hareket eder.

Elektrik alanının sıfırlanması ile birlikte, hareket ortadan kalkmış olur. Faraday kafesi bu ilke doğrultusunda çalışır ve içindeki nesneleri dış elektrik alanlara karşı korur. İdeal olarak Faraday kafesi, topraklanmış içi boş metal bir küre gibi kapalı bir iletken yüzeyden meydana gelir. Ancak iletken yüzey, kafes şeklinde de üretilebilir. Bu durumda kafes aralıklarından bir miktar elektrik alanı içeri sızabilir, fakat aralıklar küçük olursa böyle bir durum görülmez. Diğer yandan geometrinin küre olması zorunlu değildir. Kapalı herhangi bir yüzey, kafes görevi yapabilir.

Faraday Kafesinin Uygulama Alanları

Faraday kafesinde amaç, dışarıdaki manyetik alanın içeri girmesini veya içerideki manyetik alanın dışarıya çıkmasını önlemektir. Bunun için korunacak kısım veya binanın dış yüzeyi iletkenler yardımıyla ağ şeklinde örülür ve topraklanır. Büyük yapıların yüksek konumlarına yakalama uçları konur. Faraday kafesinin başlıca kullanım alanları ve nasıl uygulanacağı ise şu şekildedir:

• Yanıcı ve patlayıcı maddelerin depolandığı binalar: Bu tür binaların dış kısmı kafes şeklinde kaplanır. Binanın dışındaki yüksek noktalara yıldırım yakalama uçları konur. Bütün iletkenler ve yakalama uçları birbirine bağlanır ve topraklanır. Bu şekilde eş potansiyel sistem gerçekleşmiş olur.
• Radyo frekansı yayan cihazlar: Bu cihazların konduğu kabinler cihaz çevreye parazit radyo sinyalleri yaymasın diye dış metal kılıfından topraklanır.
• Telsizle haberleşmenin yapıldığı binalar: Bina içindeki telsiz haberleşme sinyallerinin dışarı sızmasını önlemek için bina dışına Faraday kafesi yapılır. Binada telsiz haberleşme yapılmasa bile, CRT monitörler görüntüyü zayıf bir radyo dalgası olarak yaydığı için uzaktaki bir monitörün görüntüsünü, sinyali yakalayıp kuvvetlendirerek yeniden oluşturabilir.