Faraday Kafesi

FARADAY KAFESİ

     Faraday’ ın, yapmış olduğu çalışmalarla iletken bir kafes içindeki elektrik alanın sıfır olduğunu belirlemesi üzerine Melsens 1884 de korunacak hacmi iletken bir kafes içine alma fikrini ortaya atmıştır. Melsens’ in kuracağı bu kafes sistemi şu şekilde olacaktı.

Korunacak olan yapı, çatısı ve yan duvarları iyi iletkenlerle (bakır)yatay ve dikey bir şekilde sarılarak , bakır kafes içine alınacaktır. Çatı üzerinde belirli aralıklarla dikey sivri çubuklar konulacak, tabanda ise iletkenler çok noktadan topraklanacaktı.

     Bu şekilde binanın her noktası eş potansiyel hale gelecek ve herhangi bir yıldırım deşarjında tehlikeli akımlar tamamen örülen bakır kafes üzerinden toprağa akacağından binaya bir zarar gelmeyecektir. Bu açıdan bakıldığında gerçekten de iyi bir koruma gibi düşünülen Faraday Kafesi sistemi uygulamadaki zorluklar ve bilinçli veya bilinçsiz yapılan yanlış uygulamalar sonucu efektivitesini kaybetmektedir. Faraday kafesinin güvenliği kafesin gözlerinin boyutlarına bağlıdır. Bu gözler nekadar küçük olursa kafes okadar güvenli olacaktır.

     Günümüzde daha az iletken kullanma, gözlerin aralıklarını büyük tutmakla işi daha çabuk bitirme, işçilik maliyetini azaltarak daha fazla kar etme gibi düşünceler yüzünden Faraday kafesi doğru olarak kurulmamaktadır. Gerektiği gibi kurulmayan kafes ise yıldırıma karşı iyi bir koruma sağlamayacaktır.İyi kurulmuş bir faraday kafes sistemi ise gerek işçilik gerekse maliyet olarak oldukça pahalıdır. Ayrıca kurulan kafesin, ek yerlerindeki oksitlenme veya başka sebeplerden ötürü, periyodik bakımı yapılması gerekecek bu da ilave masraflara yol açacaktır. Bakım ekibinin çatıda dolaşması belki de çatı açısından farklı masraflar ortaya çıkartabilecektir.İyi kurulmamış bir kafes sistemine örnek vermek gerekirse Mont Blanc Gözlemevi gösterilebilir. Burada binanın toprağa oturan yatay yüzünün de sarılması gerekirken bu yapılmayıp kafesin buradaki kapanışı için toprağın iletkenliğine güvenilmiştir. Halbuki bu iletkenlik çoğu zaman yetersiz kalmaktadır. Bu sebeplerden ötürü gözlem evinde yıldırım darbelerinden dolayı öldürücü kazalar olmuştur.

Kullanım Alanları

Binalarda

     Bu tip binaların dışı kafes şeklinde kaplanır. Binanın dışındaki yüksek noktalara sivri uçlu metaller yerleştirilir. Bütün iletkenler ve sivri metaller( yıldırım yakalama uçları) birbiriyle bağlanır ve topraklanır.

Radyo Frekansı Yayan Cihazlarda

     Bu tip cihazların konduğu kabinler cihaz çevreye parazit radyo sinyalleri yaymasın diye dış metal kılıfından topraklanır.

Telsiz Haberleşmesi Yapılan Binalarda

     Bina içindeki telsiz haberleşme sinyallerinin dışarıya sızmasını ve dinlenmesini önlemek için bina dışına Faraday kafesi inşa edilir. Binada telsiz haberleşme yapılmasa bile, CRT monitörler görüntüyü zayıf bir radyo dalgası olarak yaydığı için uzaktaki bir monitördeki görüntüyü sinyali yakalayıp kuvvetlendirerek tekrar oluşturmak mümkündür. Binalarda tavan da demir lamalar ile örülmüş hatıl olarak yapılmıştır, duvarlarda bu şekilde demirler olmadığı için baz istasyonları binaların üzerinde sağlık açısından büyük bir tehlike arz etmektedir.

Kartlarda Bulunun Radyo Frekan Modüllerde

Radyo-televizyon tuneri, GSM alıcı verici devreleri gibi radyo frekans amaçlı modüller veya elektronik devre bölümleri, sac bir kapakla kapatılıp topraklanarak elektronik karta ve çalıştığı ortama bozucu sinyaller yayması engellenir. EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) yönetmeliğine göre bu tip önlemleri almak mecburidir. Elektrikli cihazların gerek radyo sinyali olarak gerekse iletken hatlar üzerinden parazitler yaymasına müsade edilmez.

                   Faraday Kafesinin çalışmasını gösteren güzel bir video.