Faraday kafesi nedir?

1836'da İngiliz fizikçi ve mucit Michael Faraday, ekipmanları elektromanyetik radyasyondan korumak için özel bir cihaz yarattı. Bu cihaz bu günle ilgilidir ve daha önce olduğu gibi bir bilim insanının adını taşır. Faraday kafesi ile ilgili.

Bu cihaz, yüksek iletkenliğe sahip metalden yapılmış ve kural olarak topraklanmış koruyucu bir kafestir. Bu basit cihazın çalışma prensibi de oldukça basittir:

Harici bir elektrik alanı hücreye etki ettiğinde, hücre metalinin serbest elektronları harekete geçer ve yapının karşı tarafları, alanları harici elektrik alanını telafi edecek şekilde yüklenir.

Bu, iki elektroskop ve yüksek voltajlı bir kaynaktan şarj edilen bir Faraday kafesi ile basit bir deneyde kontrol edilebilir: Faraday pirinç kafesinin iç yüzeyine tutturulmuş ve içine yerleştirilen bir elektroskop, bir elektrik yükünün varlığını göstermeyecek ve harici olarak bağlı bir elektroskop gösterecektir.

Sabit bir manyetik alan, bir elektrik alanından farklı olarak, hücrenin içine engel olmadan nüfuz eder. Bununla birlikte, alternatif manyetik alanı oluşturan alternatif elektrik alanı hücre tarafından korunduğundan, alternatif manyetik alan, ortaya çıkacak zamanı olmadığı için hücreye nüfuz etmez. Bu nedenle, Faraday kafesi iç alanını ve içindeki nesneleri sadece elektrik alanından değil, aynı zamanda harici elektromanyetik dalgaların hareketinden de korur.

Yüksek frekanslara dikkat edersek, yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar (hücre ızgarasının hücresinin boyutuna kıyasla) kısmen hücreden yansır ve basitçe metalin kalınlığında ölür, içindeki girdap akımlarını indükler ve sonuçta ısı şekli.

Bununla birlikte, bir Faraday kafesinin tarama fonksiyonunun verimliliği aşağıdaki parametrelerle ilişkilidir: yüzey tabakasının derinliği (deri tabakası), hücrenin metalinin kalınlığı ve dış radyasyonun dalga boyuna göre açıklığın büyüklüğü ile birlikte ekranlama gereklidir. Bu nedenle, kabloları korumak için, iyi iletken malzemelerden yapılmış bir yapıya sahip iletkenlere sahip Faraday kafesleri kullanılır. Faraday kafesinin etkili çalışması için hücre boyutu mutlaka taranan radyasyonun dalga boyundan çok daha az olmalıdır.

Herkesin buluşabileceği bir çeşit Faraday kafesi mikrodalga. Mikrodalga kapısında, hücreleri magnetron tarafından oluşturulan dalga boyuna kıyasla oldukça küçük olan metal bir ızgara vardır. Mikrodalga 2450 MHz frekansında çalışır ve buradaki dalga boyu 12 cm'den biraz daha fazladır, açıkçası, mikrodalga kapağındaki ızgara bu radyasyonu kolayca korur ve dışarı çıkmasını önler.

Hücrenin geri kalanının mikrodalgadaki rolü, ısıtılan yiyeceğin bulunduğu metal bölmesi tarafından oynanır. Bu arada, mikrodalga fırına bir cep telefonu koyarsanız (kapalı!), GSM standart hücresel dalgaları mikrodalga magnetron tarafından üretilen dalgalardan bile daha uzun olduğu için ağ kapsama alanı dışında olacaktır.

Paslanmaz çelik ve bakır elyaftan yapılmış tek bir Faraday kafesi prensibi üzerinde çalışan metal takımlar vardır. Bu kostümler, yüksek voltajlı elektrik hatlarının montajcıları tarafından kullanılır, çünkü kilometrelerce uzunluğundaki bağlantısız bir hat bile kendi başına tehlikeli miktarda statik yük biriktirir. Takım elbise, bir kişiyi elektrik çarpmasından korur.

Gümüş kumaşa dayanan bu koruyucu setler, elektrik elemanlarını, elektrikli bileşenin çok yüksek olduğu yüksek voltaj tesislerinin elektromanyetik alanının zararlı etkilerinden korur. Bu kitler, üreticilerine göre, aşağıdakileri korumak için tasarlanmıştır:

• endüstriyel frekansın elektrik alanına maruz kalmaktan;

• alternatif bir elektromanyetik alanın neden olduğu önyargı akımının etkilerinden;

• ayırıcıların kontakları arasındaki deşarjdan kaynaklanan yoğun elektromanyetik radyasyona maruz kalmaktan;

• topraklanmış veya yalıtılmış nesnelere, ekipmanın parçalarına, çim ve küçük çalılara dokunurken elektrik çarpmasından;

• indüklenen veya kademeli gerilime maruz kaldığında elektrik yaralanmaları nedeniyle.

Kitler, içindeki elektrik alanına herhangi bir nüfuz hariç, bir takım elbise giymiş bir kişinin vücudu etrafında kapalı bir korumalı alan yaratır. Kitlerin tüm elemanları elektriksel olarak iletken malzemelerden yapılmıştır ve artan iletkenlik kanalları ve elektriksel olarak iletken temas kabloları ile birbirine bağlanmıştır. Bu tür kıyafetler sayesinde insan vücudu şantlanır ve elektrostatik veya kapasitif doğadaki akımların güvenli bir şekilde boşaltılması sağlanır.

aşıklar Tesla bobinleri ayrıca Faraday kafeslerine benzeyen kostümler kullanın. Akım, şovda yer alan kişiye zarar vermeden, elbisenin yüzeyini iletken parçalara daha az dirençle akar.

Gördüğünüz gibi bugün Faraday kafesi çok kullanılıyor. Yüksek voltajlı elektrik tesisatları Faraday kafesleri içine yerleştirilir, Faraday kafesleri şovda kullanılır, son olarak tehlikeli mikrodalga ve diğer elektromanyetik radyasyon ile ilişkili herhangi bir üretim, tüm atölyeler ve Faraday kafesleri içine alınmış odalar olmadan tamamlanmaz.

Bu makalenin sizin için yararlı olduğunu umuyoruz ve şimdi normal bir kafes kutusuna benzeyen basit görünümlü bir cihazın ne kadar önemli olabileceğini anlıyorsunuz. Sonuçta, Faraday Kafesi çeşitli uygulamalarda sadece elektrik alanlarına ve radyasyona duyarlı çeşitli ekipmanları korumakla kalmaz, aynı zamanda kanseri ve canlı bir organizma üzerinde elektromanyetik radyasyona aşırı maruz kalmanın yol açabileceği birçok hastalığı da korur.