Faraday Kafesi Nedir? Nasıl Yapılır? Kullanım Alanları Nelerdir?

Faraday Kafesi Nedir?

Faraday kafesi, iletken bir metal yüzey ile kaplanmış veya çok sayıda iletken birleştirilerek örümcek ağı biçiminde örülmüş olan ve bir cismi dışarıdaki elektrik alanlarından koruyan kafes biçimli bir muhafazadır.

Faraday kafesini oluşturan iletkenler mutlaka topraklanmalıdır. İletken ağların gözleri ne kadar sık ve toprakalama ne kadar iyi olursa koruma o denli güvenli olur, dışardaki elekriksel alan kafesin içerisine giremez. Aralıklar geniş olursa elektrik alanın içeriye sızması ihtimali vardır. Mesela yıldırımlar gibi statik elektrik boşalmaları iletkenlerden geçer ve içeri sıçramaz. Dış elektrik alanlar da içeri etki edemez.

1836 yılında İngiliz Fizikçi Michael Faraday’ın buluşu olduğu için “Faraday kafesi” diye adlandırılmıştır.

Faraday Kafesi Kullanım Alanları Nelerdir? 

1- Yanıcı parlayıcı maddelerin depolandığı 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.

2- Radyo frekans yayan cihazlarda :

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

3- Telsizle haberleşmenin yapıldığı 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.

4- Elektronik kartlarda bulunan radyo frekans 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.

Ayrıca;

* Uçaklara sıklıkla yıldırım düşer ve biz bunu farketmeyiz çünkü uçağın alüminyum gövdesi faraday kafesi görevi görür ve yolcular hiçbir etki hissetmez.

* Arabanız da aslında bir faraday kafesidir. Arabanızın yakınlarına bir yıldırım düştüğünde sizi koruyan lastikler değil, arabanızın gövdesinin oluşturduğu faraday kafesidir.

* Mikrodalga fırınlar bir kafes içerisinde dalgaları yakalar ve yemeklerimizi ısıtır.

* Ekranlı kabloları parazitleri azaltarak net bir sinyal alınmasını sağlar.

* Tüm kritik binalar faraday kafesi ile kaplanır ve yıldırımın etkilerinden ve girişiminden binada bulunan elektronik elemanlar korunur. Data centerlar, labaratuarlar vs..

* Yanıcı ve patlayıcı maddelerin bulunduğu depolar/binalar faraday kafesi ile kaplanır.

* Askeri tesislerde telsiz haberleşmesinin yapıldığı kritik yerler faraday kafesi ile kaplanarak dışarı sızıntı engellenir.

* Hastanelerde ve özellikle MR Merkezlerinde hastanın sağlık sonuçlarının yanlış görüntülenmemesi için faraday kafesi kullanılır.

Yıldırım Nedir, Nasıl Oluşur? Yıldırımdan Korunmanın Yolları Nedir? Yıldırım Çarpması Durumunda Yapılacaklar

Yıldırım Nedir? 

Yıldırım atmosferde meydana gelen, canlılar ve yapılar için tehlikeli durumlara neden olan doğadaki en güçlü elektriksel boşalma olayıdır. 

Yıldırım Nasıl Oluşur?

Yıldırım oluşumu bulutun elektriksel yüklenmesi, boşalma süreci ve ana boşalma aşamalarından oluşur. Yıldırım, sağanak yağış ve gök gürültüsünün bir arada yaşandığı oraj olaylarında oluşur. 

Yıldırımdan Korunmanın Yolları 

İnsan hayatını ve yeryüzündeki bütün yapıları yıldırımın zararlı etkilerine karşı korumak amacıyla yıldırımdan korunma sistemleri kullanılır. 

Yıldırım, bugün bile hala doğanın en heyecan verici ve en şaşırtıcı olaylarından birisidir. Bu olay, insanlık tarihinin ve mitolojinin önemli bir parçası olmuştur. Dünyaya dakikada yaklaşık 1800 civarında yıldırım düşmektedir. Dünyanın değişik bölgelerine düşen yıldırım sayısı birbirinden farklıdır. Genel olarak, Kuzey ve Güney Kutuplarına hiç yıldırım düşmezken, Ekvator bölgesi yıldırım sayısı bakımından çok zengindir.(örneğin; Uganda, Kampala'da bir yıldaki yıldırımlı gün Sayısı 242 dir). 

Yıldırımdan Korunma Yöntemleri 

Gök gürlediği zaman, kapalı bir yere sığının. 

Gök gürültülü hava olayları başladığında, emniyetli bir yere gidilerek yıldırımdan korunmak mümkündür. 

Yapılan çalışmalarda, çok sayıda yıldırım mağduru, fırtınaya dışarıda iken yakalandıklarını ve emniyetli biryere sığınamadıklarını söylemektedir. Bazı mağdurlar ise; emniyetli bir yere 5- 10 dakika daha erken gidebilselerdi, yıldırım çarpmasından korunmuş olacaklardı. 

Bazı insanların çarpılmaları dışarıya çok erken çıkmaları yüzünden olmuştur. Son gök gürleme sesini işittikten sonra en az 30 dakika emniyetli bir bina ya da araç içinde kalınmalıdır. 

Bazı mağdurlar evlerinde ya da bina içindeyken herhangi bir elektrikli alet ya da kablolu telefon kullanırken yıldırıma çarpılmışlardır. 

Diğerleri su borusu sistemi, bir metal kapı ya da pencere çerçevesine temas etmişlerdir. Yakınınızda bir gök gürültülü fırtına olduğunda elektrik iletici yüzeylerle temastan kaçınılmalıdır. 

Yıldırım Hakkında Bilemediklerimiz 

-Tüm orajlar yıldırım üretir ve tehlikelidir. 

-Yıldırım sıklıkla şiddetli yağış alanının dışında çarpar, herhangi bir yağıştan 20 km kadar uzakta da çarpabilir. Çoğu yıldırım ölümleri fırtınaların önünde ya da geçtiği sanılan fırtınalardan sonra oluşur. 

-Eğer gök gürlemesini duyuyorsanız tehlikedesinizdir. Gök gürlemesini işitirseniz yıldırım tehlikesi bulunmaktadır. 

-Yıldırım çok sayıdaki mağdurda kalıcı bozukluklar bırakır. Bunların küçük bir yüzdesi ölürken, hayatta kalanların çoğu hayat boyu çok ciddi acılar ve sinirsel bozukluklar içerisinde yaşamaya mahkum olurlar.

Yıldırım Korkusunu Yenin 

-Bir yıldırım emniyet planına sahip olun. Emniyet için nereye gideceğinizi ve oraya gitmenizin ne kadar süreceğini bilin. 

-Faaliyetlerinizi erteleyin. Dışarıya çıkmadan önce oraj tahminlerini kontrol edin. Tehlikeli bir durumdan kaçınmak için faaliyetlerinizi ertelemeyi düşünün. 

-Hava durumunu takip edin. Gök yüzünün kararması, şimşek çakması ya da rüzgarların şiddetlenmesi gibi, gelişmekte olan bir fırtınanın işaretlerini arayın. 

-Emin bir yere sığının. Uzak bir mesafeden bile olsa gök gürlemesi işitirseniz derhal emniyetli bir yere girin. Tamame kapalı binalar, en iyi korumayı sağlar. Engeller, piknik gölgeleyicileri, çadırlar ve kapalı girişler sizi yıldırımdan korumaz. Eğer sağlam bir binadan uzaktaysanız bir araç içine girip tüm camlarını kapatın. Son gök gürlemesinden sonra 30 dakika kadar araç içinde kalın. 

-Gök gürlemesini işitirseniz acil bir durum dışında kablolu telefon kullanmayın.

-Kablosuz telefonları ya da cep telefonlarını kullanmak emniyetlidir. 

-Elektrikli aletler ve tellerden uzak durun. 

-Su boruları elektriği iletir. Banyo ya da duş almayın; ya da bir fırtına boyunca diğer su dağıtım sistemini kullanmayın. 

Bir Oraja Dışarıda Yakalandığınızda Neleri Bilmelisiniz 

Oraj anında dışarıda emniyetli yer yoktur. Dışarıda iseniz ve gök gürültüsünü işitirseniz, yıldırım riskini azaltmak için tek yol, mümkün olduğunca hızlı bir şekilde, sağlam bir binanın ya da sağlam bir arabanın içine girmektir. Ayrıca yıldırım riskini artırabilecek aşağıdaki durumlardan kaçınmalısınız. Emniyetli bir yere ulaşmanın yerine geçecek başka bir yol olmadığı unutulmamalıdır. 

-Açık alanlardan kaçının. Bir alandaki en yüksek şey siz olmayın. 

-Tek başına yüksek ağaçlar, kuleler ya da elektrik direklerinden uzak durun. Yıldırım, alanda bulunan en yüksek nesnelere düşmeye meyillidir. 

- Metal iletkenlerden (elektrik hatları ya da metal çitler gibi) uzak durun. Metal yıldırımı çekmez, fakat yıldırım onun içinden uzun mesafeler kat edebilir. 

-Eğer bir grup insanla birlikteyseniz, ayrılın. Bu gerçekte bir kişinin çarpılma ihtimaline karşılık, çok sayıda insanın çarpılmasını önler ve eğer bir kişi çarpılırsa diğerlerinin yardım etme şansını artırır. 

Yıldırım Çarpması Durumunda Yapılacaklar 

-Yıldırım mağdurları elektrik yükü taşımazlar, dokunmak emniyetlidir ve acilen tıbbi müdahaleye ihtiyaç vardır. Bu şekildeki ani ölümlerin sebebi kalp krizidir. Eğer mağdur uygun ilk yardımı derhal alırsa bazı ölümler önlenebilir. 

-Yardım isteyin. 112'yi ya da özel ambulans servisinizi arayın. 

-İlk yardım hizmeti verin. 

-Mümkünse mağduru daha emniyetli bir yere taşıyın. Yıldırım ikinci kere çarpabilir. Siz de mağdur olmayın.

Kaynaklar ve İlgili Adresler 

https://www.mgm.gov.tr/FILES/genel/brosurler/yildirim.pdf

http://www.lightningsafety.noaa.gov 

http://www.weather.gov/nwr 

http://www.fema.gov 

http://www.redcross.org

Doğada Meydana Gelen Elektriksel Olaylar Nelerdir?

Elektrik insanlar tarafından yaklaşık 150-200 senedir üretlip kullanılsa da doğada yaratıldığından beri elektrik kullanılmaktadır. Doğada sürtünme, dokunma veya kimyasal yollarla elektrik üretimi canlı veya cansız varlıklar tarafından sürekli yapılmaktadır.

Bulutlar arasındaki elektrik atlamalarına şimşek, bulut toprak arasındaki elektrik atlamalarına yıldırım diyoruz. Bulutun havada sürtünmesi ile bir milyon volt civarında bir statik elektrik yüklenmesi oluşmaktadır.

İnsanlarda da yünlü kıyafetler giydikleri zamanlarda sürtünme ile 1000 - 2000 volt civarında statik elektrik yüklenmesi oluşabilir. Bu durumda metal yüzeylere veya başka birine dokunduğumuzda bir elektrik atlaması meydana gelir.


Bu olay parklarda plastik kaydıraklardan kayan çocuklarda da olur. Kaydıraktan kayan çocuğa dokunduğunuzda hafifçe çarpılırsınız.

İnsanın üzerindeki bu statik elektrik birikmeleri hassas elektronik cihazlara ve bilgisayarlara zarar verir. Bunların tamirini yapan teknik personelin kendini ve cihazı topraklaması önemlidir. Aksi takdirde bir elektronik entegreye, RAM veya bilgisayar işlemcisine dokunduğunuzda bozulabilir.

Vücut fonksiyonlarının çalışması için bütün canlılar kimyasal yolla kendi elektriklerini üretirler. Bu insan için de diğer canlılar için de geçerlidir. Yılanbalığı gibi bazı canlılar ise avlanma, saldırma veya savunma amaçlı olarak da ürettikleri elektriği kullanırlar.

Elektrik üreten dinamoların çalışma prensibi; bir manyetik alan içindeki iletken telin hareket etmesine dayanır. Dünyanın, pusulaların da çalışmasını sağlayan bir manyetik alanı vardır. Bu manyetik alan hareket halindeki iletken her nesnede az da olsa elektrik üretimine neden olur.

Yılan balığı nasıl elektrik üretir? tıklayınız...