- Faraday kafesi nedir?
- Faraday kafesinin tarihi
- Faraday kafesi nasıl çalışır?
- Faraday kafesi nasıl yapılır?
- Faraday kafesine örnekler
Faraday kafesinin ne olduğunu, tarihini, nasıl çalıştığını ve nasıl yapıldığını açıklıyoruz. Ayrıca günlük hayattan örnekler.
Faraday kafesi nedir?
Faraday kafesi, malzemelerle kaplı bir kaptır. elektrik iletkenleri etkilerine karşı bir kalkan görevi gören (metal plakalar veya ağ gibi) Elektrik alanı yurt dışından geliyor.
Günlük hayatta kullandığımız birçok unsur Faraday kafesi prensibini uygular, örneğin: kablolar, mikrodalga fırınlar, arabalar ve uçaklar. Şekli ve boyutu, kaplandığı malzemeler gibi değişebilir.
Faraday kafesinin tarihi
Faraday kafesi, adını, iletken bir malzemenin yalnızca dışarıda bir elektrik boşalmasının etkilerini sergilediğini gözlemleyen mucidi İngiliz fizikçi Michael Faraday'den (1791-1867) almıştır. Bu, iletken üzerindeki yüklerin, iç elektrik alanlarını yok edecek şekilde dağıldığını gösteriyor gibiydi.
Bunu kanıtlamak için 1836'da Faraday bir odanın duvarlarını alüminyum levhalarla kapladı. Elektrostatik bir jeneratör kullanarak yüksek deşarjlar uyguladı. Voltaj söz konusu odanın dışında. Ve bir elektroskop (varlığını tespit eden bir cihaz) ile elektrik ücretleri bir vücutta) odanın içinde elektrik alanının sıfır olduğunu doğrulayabildi.
Bu ve diğer pek çok deney sayesinde Faraday, bu gerçeği mümkün kılan bilim adamları arasında önemli bir yer tutmaktadır. elektrik bugün bildiğimiz pratik kullanımlara sahip olmak.
Faraday kafesi nasıl çalışır?
Alüminyum veya metal ağ ile kaplanmış bir kaba bir elektrik alanı uygulandığında, kap polarize bir elektrik iletkeni olarak işlev görür.
Polarize olduğunda, iletken, harici elektromanyetik alanın hareket ettiği yönde pozitif olarak yüklenir ve aynı zamanda zıt yönde negatif olarak yüklenerek, büyüklük olarak eşit, ancak elektromanyetik alana zıt bir elektrik alanı oluşturur. uygulamalı.
Söz konusu kap veya Faraday kafesi içindeki her iki alanın toplamı sıfıra eşit olacaktır. Yani iletken malzemeler, dış elektrik alanlarının varlığında, yüklerini her zaman iç elektrik alanı sıfır olacak şekilde yüzeylerinde düzenler.
Faraday kafesi nasıl yapılır?
Bir telefonu tamamen alüminyuma sarmak, sinyalini engeller.Faraday kafesi yapmak basittir: sadece iletken bir malzeme içinde belirli bir alanı kapatmayı içerir. Gerekli malzemeler oldukça erişilebilir: metal ekranlar, alüminyum folyo, kutular ve hatta çelik çöp kutusu.
Devam etmeden önce aşağıdakileri dikkate almalıyız:
- Tel örgü veya ızgaralar (tavuk kümeslerinde kullanılanlar gibi) kullanacaksak, o iletkendeki delikler, telden daha küçük olmalıdır. uzunluk engellenecek sinyal.
- İç mekan tamamen yalıtılmalı, çatlak olmamalıdır.
- Kullanılacak iletkenin kalınlığı bloke edilecek frekansa bağlı olacaktır.
Bir Faraday kafesi yapmanın birçok yolu vardır, ancak bu basit deneyle karakteristik kalkan etkisini kontrol edebiliriz:
- Metal ağlı ve alüminyum platformlu bir silindir yapın.
- Platforma ayarlı bir radyo yerleştirin ve ardından tel örgü silindiri platforma monte edin. Radyo iletiminin nasıl durduğunu hemen fark edeceksiniz. Telsizin alması gereken elektromanyetik dalgalar, ağın yerleştirilmesiyle kesintiye uğrar.
- İki cep telefonu alın ve zorlanmadan arama yapıp alabileceklerini doğrulayın. Ardından telefonlardan birini alüminyum folyoya sarın. Bu telefonu aradığınızda sinyalin bloke olduğunu fark edeceksiniz.
Faraday kafesine örnekler
Faraday kafeslerinin çalışma prensibi günlük hayattan birçok örnekte gözlemlenebilir:
- Cep telefonlarımızın asansörde veya metal ızgaralardan oluşan bir binada çalışmadığını fark ettiğimizde, Faraday kafesi prensibinin bir tezahürü ile karşı karşıya kalıyoruz.
- Mikrodalga fırınlarımız, bozulmalarını önlemek için Faraday kafesleri ile donatılmıştır. dalgalar yurtdışına kaçmak ve bizim üzerimizde bazı zararlı etkileri olması Sağlık.
- Yüksek gerilim hatlarını onaran elektrik teknisyenlerinin özel kıyafetleri.
- Fırtına sırasında araba kullanırken, gövdeleri yıldırım karşısında bir Faraday kafesi gibi işlev göreceğinden aracın içinde kalınması tavsiye edilir.
- Dalgaların kaçmasını önlemek ve operatörlerin sağlığını korumak için MRI'ların yapıldığı MRI laboratuvarlarının duvarlarına metal folyolar veya ağlar da yerleştirilir.
- Siber saldırılar önemli miktarda Ürün:% s nihai bilgisayar korsanları tarafından gönderilen elektromanyetik dalgaları engellemek için. Çeşitli İşletme Kablosuz bağlantı alanında cihazlarımızı görünmez kılmak için aksesuarlar sunarlar: Faraday kafesi prensibiyle üretilen araba anahtarları, sırt çantaları, zarflar, cüzdanlar veya evrak çantaları için kılıflar.