Faraday Kafesi Nasıl Kurulur?

İçerik

• Faraday kafesi
• İpuçları
• Faraday kafesi DIY
• Faraday kafesi Wifi
• Faraday Kafesi Uygulamaları
• Faraday Kafesi Fiziği
• Faraday Kafes Evi
• Jeneratör Tarihçesi için Faraday Kafesi

Elektrik tehlikeli olabilir, ancak uygun güvenlik önlemlerini almak, şarjların nasıl aktığını, elektrik alanlarının nasıl oluştuğunu ve elektrikteki diğer olayların nasıl çalıştığını incelemenize izin verebilir.

Fizikte elektriğin başlangıcından beri, bilim adamları deneyler yaparken kendilerini zarardan korumak için ekipman kullandılar. Bu bilgi Faraday kafeslerini, insanların elektrikten zarar görmelerini önleme yöntemleri olarak yaratacaktır.

Faraday kafesi

İpuçları

Harici bir elektrik alanı kafesle temas ettiğinde, kafes, yükün içine yerleştirilmiş gibi aynı elektrik alanını oluşturur. Kafes topraklanırsa, zemine akan aşırı yük ile yüzey nötrleştirilir. Bu, kafesin diğer tarafında voltaj oluşmasını önler, böylece alan malzemeyi geçemez. Elektrostatik yükler yüzeyde indüklendiğinden malzemenin diğer tarafında kendilerini yeniden dağıtırlar.

Faraday kafesi DIY

Faraday kafesi inşa etmenin bu yöntemi metalik bakır veya alüminyum levhalar, bant, makas, karton veya benzeri bir malzeme kabı ve kafesin çalışıp çalışmadığını test etmek için bir balon gerektirir. En iyi sonuç veren malzeme, tavuk tel Faraday kafesi için alüminyum, bakır veya tavuk telidir. Faraday kafesleri metal parçalar arasında çok fazla temas gerektirir, böylece kafes tasarımı iyi çalışır.

Kabı, örneğin çevrenizden koruyabileceğiniz bir kutuya çevirerek, bir Faraday kalkanı veya kafesi haline getirin. Folyo veya metalik levhaları kabın etrafına sarın. Kafesin metal levhalar arasında çok fazla temas olduğundan emin olun.

Dışını kafesin içinden görebilmeniz için bir ekran kesin. Deliklerin girmesini engellemek istediğiniz elektromanyetik radyasyonun dalga boyundan daha küçük olduğundan emin olun.

Bazı genel talimatlar:

Faraday kafesi Wifi

Cep telefonunu kafesin içinde kullanmayı dene. Wifi sinyallerini alıyor mu veya iletiyor mu? Faraday kafesleri cep telefonlarının sıklığını azaltabildiğinden, ancak tamamen durduramayacağından, hala daha az miktarda wifi kullanmalısınız.

Cep telefonlarının kullandığı radyo dalgaları, kafesteki küçük deliklerden sızacak kadar küçük frekanslara sahip olduğundan, Faraday kafesindeki küçük boşlukları lehimlemeniz veya kaynaklamanız gerekir.

Faraday Kafesi Uygulamaları

Kimyacılar, hassas ölçümler yaparken dış kaynaklardan gelen gürültüyü azaltmak için Faraday kafeslerini kullanır. Dijital adli araştırmacılar, uzaktan silmeyi ve cezai delillerin değiştirilmesini önlemek için esnek metalik kumaştan yapılmış Faraday kafesleri olan Faraday çantalarını kullanıyor.

Faraday kafesleri bilgisayarlara casusluk gibi eylemleri engelleme konusunda güvenlik sağlar. Otomobiller ve uçaklar, yolcuları zararlı elektrik yükleriyle temas etmekten alıkoyarak esasen Faraday kafesleri gibi davranır.

Faraday kafesleri ayrıca radyo vericilerinin diğer ekipmanlarla karışmasını önlemek ve bireyleri ve nesneleri yıldırım çarpması ve boşalma akımlarından korumak için kullanılır. Ev aletleri de onları kullanır. Mikrodalga fırınların dalgaların içlerinden çıkmasını engelleyen ekranlar bulunurken, TV kabloları görüntü oluşturmak için harici elektromanyetik girişimi azaltır.

Farklı metallerin iletkenliği, Faraday kafeslerinin elektrik alanlarının girmesini nasıl önlediğini etkileyebilir. Bakır, hastanenin MRI tesislerinde ve bilgisayar cihazlarında, daha özel amaçlar için pirinç ve fosforlu bronz alaşımlarında oluşturulabilen en etkili olandır.

Alüminyum da iyi bir malzemedir, çünkü ağırlığı yüksektir ve iletkenliği yüksektir, ancak zamanla paslanabilir ve iyi lehimlenemez. Faraday kafeslerinin tasarlanmasındaki diğer özellikler arasında fiyat, korozyon, kalınlık, dövülebilirlik, engellenen frekanslar ve malzemelerin kendilerinin nasıl bir kafes haline getirilebileceği bulunur.

Faraday Kafesi Fiziği

••• Syed Hussain Ather

Faraday kafesleri, içlerini elektrik alanlardan, proton veya elektron gibi yüklü parçacıkları çevreleyen bir güç alanından korur. Elektrik kuvvetini tanımlamak için Coulombs yasası kullanılabilir E gibi E = e₁ e₂/ 4πε₀r² içinde _r yüklü parçacıkların yarıçapı, ε₀ 8.854 × 10'luk sabit bir vakum geçirgenliği sayısıdır.⁻¹² F⋅m⁻¹ ve _e₁ e₂ parçacıkların yüküdür.

Kafesin içine girdiğinde, dış yüzeyle temas eden herhangi bir elektrik bu formül kullanılarak ölçülebilir. Kafesin içindeki net alan sıfır kalır ve kafesin içindekileri korur.

Dengedeki bir Faraday kafesinin iletken malzemesi gibi bir iletkendeki yükler, yükün yüzeyde kalması için mümkün olduğu kadar ayrı olmalıdır. Bu, elektrik alanını sıfır içinde tutar. Kafes dışına pozitif olarak yüklenmiş bir nesne getirdiyseniz, iç yüzeydeki elektronlar onu iptal etmek için etrafında birikecektir.

Faraday Kafes Evi

Kendinizi bir Faraday kafesi evinde hayal ettiyseniz, kendinizi elektromanyetik parazitlerden korumak için farklı malzemeler kullanabilirsiniz.

Bakır, insanları elektromanyetik radyasyonun zararlarından korumak için tıpta manyetik rezonans görüntüleme (MRI) uygulamaları için en güvenilir unsurdur. Ayrıca yüksek iletkenlik değerlerine sahip pirinç, fosfor bronz ve berilyum bakır gibi alaşımlar oluşturmak için diğer elementlerle birleştirmek de kolaydır.

Ön kalay kaplı çelik, düşük frekansların girmesini engelleyen düşük maliyetli bir malzemedir. Karbon çeliği, diğer alaşımların ve elementlerin kaçıran frekansları engelleyebilecek başka bir ideal seçimdir. Bu malzemeler genellikle paslanmaları önlemek için kalay kaplama ile birlikte gelir.

Bakır alaşımı korozyona dayanabildiği bilinmektedir. Aluminyum, galvanik korozyon ve oksidasyon özelliklerini incelemeniz gerekmekle birlikte, iyi bir ağırlık / ağırlık oranı ve yüksek iletkenlik oranı nedeniyle çeşitli uygulamalara hizmet verebilecek ideal bir seçimdir.

Jeneratör Tarihçesi için Faraday Kafesi

••• Syed Hussain Ather

1836'da fizikçi Michael Faraday, yüklü bir iletkenin, iletkenin çevrelediği boşluğa değil, malzemenin içinde aşırı yük depolayacağını gözlemledi. Metal folyoyla bir oda kapladı. Dışarıda bir elektrostatik jeneratör varken, elektrik yükünü ölçmek için kullanılan bir alet olan elektroskobuna göre içeride şarj olmadığını fark etti. Bunu, bu jeneratör için bir Faraday kafesi yapmak için kullandı.

Yedi yıl sonra Faraday, metalik yüzeyler için iletken yüzeyinde yük kaldığını gösterdi. Buzlu metal bir kova kullanarak, bir iletken kabuğunda elektrik yükünün kabuğun iç yüzeyinde bir yük oluşturduğunu gösterdi. Yük, kabuğun iç hacmini etkilemedi. Elektrik yüklerini ölçmek için bir elektroskop kullanarak yaptığı deney elektrik yükündeki ilk nicel deney olacaktır.