Faraday Kafesi Nedir? Nasıl Yapılır? Ne İşe Yarar?

Günlük hayatta kullandığımız birçok elektrikli ve elektronik alet ya da sistem ile birlikte çevreye yayılan elektromanyetik dalgalara maruz kalma ihtimali de artmaktadır. Bu elektromanyetik dalgaların oluşturabileceği etkiye karşı da koruyucu bir yapı oluşturabilmesi açısından birçok noktada Faraday kafesi kullanımı tercih edilmektedir.

Hem insan vücudunun hem de elektromanyetik dalgaların yaydığı radyasyon nedeni ile elektronik cihaz veya sistemlerin etkilenmesini engellemek açısından Faraday kafesi bir nevi koruyucu kalkan vazifesi görmektedir. Bu işlevi ile birlikte de günümüzde değişen birçok sektörde gündelik hayatta kullanımı bulunurken oluşturulması, kullanılması ve istenilen etkiyi göstermesi teknik bilgi ve tecrübe gerektirmektedir.

Faraday Kafesi Nedir?

Bir kafes ya da Faraday kalkanı şeklinde ifade edilen bu sistem, kendi sınırları içerisinde bulunan bir obje veya canlıyı statik ya da statik olmamak üzere elektromanyetik radyasyondan korumak açısından kullanılan bir sistemdir.

Faraday kalkanı ismini mucidi olan Michael Faraday sayesinde kazanırken, icat 19. yüzyılda gerçekleştirilmiştir. Michael Faraday elektrik ve manyetizma konularında deneyler gerçekleştirirken, deneyleri sırasında dikkat ettiği bir nokta olarak; üstü kapalı ve iletken maddeler ile üretilmiş bir mekanizmanın elektromanyetik dalgalara karşı bozucu bir etkisi olduğunu fark eder. Bu şekilde geliştirdiği bir kafesin günlük hayatta dahi elektromanyetik radyasyona karşı koruyuculuk yapabilmesi açısından Faraday kafesi icat edilir.

Faraday Kafesi Ne İşe Yarar?

Kafesin temel mantığı koruyucu bir yapı sağlamak olduğu için bu yapı; wi-fi sinyalleri, telefon sinyalleri, MR cihazları, elektrik akımı veya yıldırım gibi birçok faktöre karşı belirli çalışma alanlarında kişi ve nesneleri koruyabilir.

Faraday kalkanı bir elektromanyetik kalkan sağlarken, dış ortamdan kafese örnek olarak bir elektrik akımı ulaştığında akım üzerindeki pozitif yükler sabit hale ulaşır. Sonrasında bu yükler elektrostatik indüksiyon ile birlikte karşı bir yük ile karşılaştığı için kafesin içine ulaşmaları engellenir. Ardından yükler yeniden dağıtıldıktan sonra kafes iç bölgesinde düşen voltaj ile birlikte kafes içerisindeki kişi veya nesne ulaşan akımdan zarar görmez.

Faraday Kafesi Nasıl Çalışır?

Elektromanyetik kalkan oluşturma prensibi bağlamında kafes dış yüzeyinde iletken elektrik yüklerini toplarken, dışarıdan ulaşan dalgalar kafesin yüzeyine dağılır ve kafesin içine geçmediği için iç kısımdaki insan veya cihazın korunmasını sağlar.

Kafesin kullanıldığı bölgede bir topraklama gerçekleştirilirken, bu topraklama sayesinde elektrostatik deşarj akımı açısından bir muhafaza elde edilir. Bu neden ile de topraklama kafes uygulamasında çok önemli bir yere sahip olurken, sistem alüminyum ya da bakır gibi iyi bir iletkenden üretilir. Dışarıdan gelen akım dış yüzeyde hareket ederken, topraklama ile uzaklaştırılır ve koruma sağlanır.

Faraday Kafesi Nasıl Yapılır?

Faraday kalkanı yapımında özellikle dikkat edilmesi gereken noktalar ile birlikte uygulama aşağıdaki şekilde sağlanabilir.

• Öncelikle bakır ya da alüminyum gibi iletkenlik oranı yüksek bir üretim malzemesi seçilir. 
• Kafes kullanım alanına göre yuvarlak veya dört köşe gibi şekiller ile tasarlandıktan sonra koruma alanı büyüklüğüne göre boyutu belirlenir. 
• Yüksek frekans aralığında çalışma için kafesin delik boyutları küçük olarak uygulanır. 
• Kafesin oluşturulduğu bölgede topraklama sağlanarak deşarj imkanı elde edilir. 
• Çevre güvenliği ve kullanım bölgesi için uzmanlık ile hazırlık yapılarak kafes üretimi tamamlanır.

Faraday Kafesi Nerelerde Kullanılır?

Kafes koruma amaçlı olarak binalarda, yıldırım koruma sistemleri içerisinde, elektromanyetik uyum tespit odalarında, tıbbi cihazların muhafazasında veya veri güvenliği gibi birçok noktada kullanılmaktadır.

Günlük hayatta da kullanımı görülen Faraday kalkanı genellikle laboratuvar ortamında elektronik cihazları korumak için görev alırken, günümüzde birçok binada da özellikle endüstriyel ortamlarda büyük kapsamlı olarak uygulanabilmektedir. Evinizde kullandığınız mikrodalga fırın, televizyon veya hastanelerdeki MR cihazları gibi sistemler içerisinde de bu mantık yer alır. Özellikle riskli ortamlardaki personeller için geliştirilen özel yalıtım elbiseleri de birer Faraday kalkanı görevi görmektedir.

Faraday Kafesi Kullanılırken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Kullanımda denetim ve bakımı aksatmamak gerekirken uluslararası şekilde belirlenmiş standartlara uygun bir şekilde tasarım ve kullanım sağlamak ve çevre faktörlerini gözden geçirerek doğru kullanım gerçekleştirmek gerekecektir.

Etkinliğini en üst seviyede sağlayabilmesi açısından da Faraday kalkanı öncelikle doğru malzemeler ile doğru kurulmalı ve bakımı da düzenli bir şekilde yapılmalıdır. Düzenli bakım kafesin zaman içinde karşılaşabileceği aşınma problemlerini gidermek için gerekirken, bağlantıları sağlam tutmak da iletkenliğin kaybolmamasını sağlar. 

Kullanım alanında çevresel faktörler yani nem ya da ısı gibi faktörler korozyon oluşturabileceği için her zaman göz önünde tutulmalıdır. Dünya genelinde bu tip sistemlerin kullanımında standartlara da mutlaka uyum sağlanmalıdır.

Faraday Kafesi İle Paratoner Aynı Mıdır?

Elektrik akımı ve manyetik dalgalara karşı koruma açısından birbirine benzetilse de aslında Faraday kafesi ile paratoner (Franklin çubuğu) arasında aşağıdaki tabloda görülebilecek farklar yer almaktadır.

	Faraday Kafesi	Paratoner (Franklin Çubuğu)
Kim buldu?	Michael Faraday	Benjamin Franklin
Nasıl çalışır?	Bir yapının her tarafını sararak yıldırım gibi elektromanyetik dalgaların içeriye girmesini engelleyerek toprağa ulaştırır.	Bir yapının tepesinde yer alan bir yıldırım çekici çubuk olarak aldığı elektrik akımını toprağa aktarır.
Neyi korur?	Kafes ile çevrili olduğu bölgeyi korur.	Genellikle küresel ya da konik bir bölgeyi koruma altına alır.
Nerelerde kullanılır?	Elektronik cihazlar, endüstriyel tesisler, hastaneler, elektrikli sistemler vb.	Apartmanlar, camiler, kuleler veya açık alanlar

Faraday Kafesi Nasıl Kurulabilir?

İşletmelerinizde özellikle elektrik akımı veya elektromanyetik dalga riski bulunan noktalarda koruma kalkanı anlamında Faraday kafesi kurulumu ve kullanımı talep ettiğinizde Drita Mühendislik olarak sunduğumuz nitelikli ve planlı hizmetlerden yararlanabilirsiniz. Kurulum talebinizin boyutuna, ihtiyaçlarınıza, frekans değerlerine ve bütçenize göre en ideal proje ile sağlanır.

Sıkça Sorulan Sorular