Faraday Kafesi Nedir?

Kendisini icat eden bilim insanından ismini alan bu kafes, spesifik bir icat gibi gözükse de iletken teller ile ağ biçiminde kaplanmış ya da topraklanmış herhangi bir kafes ile taklit edilebilmekte. Bir başka deyişle, doğru malzemelerin göz önünde bulundurulmasıyla Faraday kafesi meydana çıkartılabilmekte. Doğru materyallerin yanında, bu kafesin oluşturulma aşamasında ağ gözü sıklığı ve topraklama kalitesi de göz önünde bulundurulmalı. Ağ gözü sıklığı ve topraklama kalitesi arttığı zaman Faraday kafesinin sağladığı koruma da artacaktır. Bu nedenle, Faraday kafesinin inşa edilme sürecinde hem malzemeler hem de ilerlenmesi gereken adımlar çok iyi bilinmeli, aksi takdirde dışarıdaki elektrik alanlarının kuvveti sonucunda kafesin içinde yer alan nesneler zarar görebilir. 

Şimdi de Faraday kafesinin çalışma prensibini inceleyelim. Her maddenin atomunda olduğu gibi Faraday kafesini oluşturmak için kullanılan iletken materyallerin atomları da en dış yörüngelerinde ‘değerlik elektron’ olarak bilinen elektronlara sahiptir. Bu elektronlar, bulundukları atomdan ayrılıp hareket edebilirler. Faraday kafesinde bulunan ve kapalı bir yüzeye sahip olan iletken cisimlerin değerlik elektronları, kafesin içerisindeki elektriksel alanı sıfırlamak adına sürekli olarak hareket ederler. Kafesin içindeki elektriksel alanın elektronların hareketi sonucunda sıfırlanmasıyla da kafesin içinde yer alan cisimler dışarıdaki elektriksel alanlardan korunur. Bu sıfırlama ilkesini yerine getirebilecek her şekil, Faraday kafesinin görevini görebilir. Bir başka deyişle, Faraday kafesinin illa silindir ya da yuvarlak olmasına gerek yok. Doğru iletkenler ile oluşturulmuş ve sıfırlama ilkesinin çalışması için bir kapı aralayan her geometrik şekil Faraday kafesi olabilir. 

İçerideki manyetik alanın dışarıya çıkmasını ve dışarıdaki manyetik alanın içeri girmesini engelleyen Faraday kafesi, günlük hayatta sıklıkla kullanılmakta. Patlayıcı ve yanıcı maddelerin depolandığı alanlarda, radyo frekans yayan cihazlarda, telsiz ile haberleşilen binalarda, elektronik kartlarda bulunan radyo frekans modüllerde ve teknoloji kullanımını kısıtlayarak insanların sosyalleşmesini amaçlayan sosyal alanlarda Faraday kafesinden yararlanıldığını sizlere bildirmek istiyoruz. Faraday kafesinin prensibi göz önünde bulundurularak binaların inşa edilmesinin sebebi, bu binalara yıldırım düşmesini engelleme isteğine dayanmakta. Bu kafes, gelen yıldırımın herhangi bir alana zarar vermeden direkt toprağa iletilmesini sağlamakta. Bu nedenle, çeşitli lokasyonların yapım sürecinde Faraday kafesine yer verilmekte.

Hem canlıları hem de cansız varlıkları elektriksel alanlardan koruyan Faraday kafesinin hazırlanışı esnasında üç farklı kaplama işleminden yararlanılabilmekte. İlk kaplama işlemi olan galvanizli modüler sistem, lamine ve galvaniz karışımından oluşan paneller ile kafesin kaplanmasına dayanmakta. İkinci kaplama işlemi olan bakır modüler sistem ise ahşap bir materyalin bakıra sarılarak Faraday kafesinin bu bakırlı materyal ile kaplanmasına dayanmakta. Son kaplama işlemi olan bakır levha lehimlemesi de bakır levhaların lehimlendikten sonra kafesin kaplanması için kullanılmasına dayanmakta. Bu üç kaplama işleminden herhangi birisi genellikle Faraday kafesinin bulunacağı yerdeki manyetik alanın şiddeti belirlenerek tercih edilmekte.