Faraday kafesi nedir, nasıl çalışır ve modern dünyada nerelerde kullanılır?

1836'da İngiliz fizikçi M. Faraday, ekipmanı her türlü elektromanyetik alandan korumak için bir cihaz icat etti. Buluşun saygıdeğer çağına rağmen, bugün hala geçerlidir. Bu bir Faraday kafesi. Bugün size anlatacağım.

Faraday kafesi nedir ve nasıl çalışır

Dolayısıyla bu cihaz, elektrik iletkenliği yüksek metalden yapılmış ve çoğu durumda topraklanmış bir kafestir. Ve bu cihazın çalışma prensibi son derece basittir:

Hücrenin metalinin içindeki harici bir elektromanyetik alanın etkisi altında serbest elektronlar hareket etmeye başlar. Sonuç olarak, yapının hücresinin zıt tarafları öyle bir yük kazanır ki, onun oluşturduğu alan, dış elektromanyetik alanın etkisini telafi etme eğilimindedir.

Ancak bir Faraday kafesi, sabit veya yavaş değişen bir manyetik alana karşı koruma sağlayamaz. Örneğin, böyle bir kafeste, pusula hala doğru bir şekilde kuzeyi işaret ediyor, bu da bize Dünya'nın manyetik çizgilerinin kafesin iç hacmine serbestçe girdiğini söylüyor.

Yüksek frekanslı radyasyonu taramak için hücre boyutunun radyasyon dalga boyundan daha küçük olması gerekir.

Dahası, ekranlamanın etkinliği doğrudan iletken malzemenin şekline bağlıdır.

Bu durumda, aşağıdaki bağımlılık izlenir: elektromanyetik alan ne kadar hızlı değişirse, malzeme alanın hücreye girmesine o kadar direnç gösterir.

Ancak aynı zamanda şu da doğrudur: alan frekansı ne kadar yüksekse, sabit hücre boyutuna sahip ağdan o kadar iyi nüfuz eder.

Alternatif bir elektromanyetik alanın kaynağı topraklanmamış bir Faraday kafesinin içine yerleştirilirse, elektromanyetik dalgaların gelen dalgalardan daha az sönümlendiği görülebilir.

Not. Faraday kafesinin elektromanyetik alanı tamamen bloke ettiği yaygın bir yanılgıdır. Sadece etkisini en aza indirir ve bu azalmanın derecesi aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

1. Hücre metalinin hücre boyutu ve elektriksel iletkenliği.

2. Elektromanyetik dalganın frekansı ve şekli.

3. Radyasyon kaynağına olan uzaklık.

4. Çalışma kaynağının gücü.

Ve sağlam çelik saclardan yapılmış bir kafesin radyasyonu bastırmada herhangi bir ağdan çok daha etkili olduğu ortaya çıktı.

Modern dünyada Faraday hücrelerinin kullanımı

Yani, çalışma prensibi açık ve son derece basit, şimdi bu tür hücrelerin nerede kullanıldığını görelim. Ve bunun için laboratuvarlara gitmemize gerek yok, sadece mutfağa gidip mikrodalgaya bakmamız gerekiyor.

Gövdesi masif metalden yapılmıştır ve şeffaf kapıya özel bir metal uygulanmıştır. 1 ila 3 mm hücreye sahip delikli demir sac, dalga boyu ile radyasyonu başarıyla engelleyen 12 cm.

Ayrıca en sıradan televizyon kablosuna bakarsanız, içinde bir de Faraday kafesi olan koruyucu bir kılıf göreceksiniz.

330 kV üzerinde gerilimleri olan trafo merkezlerinin servis personeli için özel koruyucu giysilerde modifiye kafesler de kullanılmaktadır.

Bu birkaç örnek bile büyük M.'nin icadının anlaşılması için yeterlidir. Faraday yaşıyor ve modern dünyada çok aktif olarak kullanılıyor. Makaleyi beğendiyseniz, beğenin ve ilginiz için teşekkür ederiz!