Skip to content Skip to navigation

Faraday Kafesi Yapalım

Dr. Sevda Seçer
30/05/2020 - 23:54

Bazı asansörlerde cep telefonunuzun neden çekmediğini, uçağa çarpan bir yıldırımın uçağın içindeki insanlara niçin zarar vermediğini ya da arabanızla tünelden geçerken radyoda çalan müziğin neden kesildiğini düşündünüz mü? Peki, bu olayların bir mikrodalga fırın ile ortak noktası ne olabilir?

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

 

Bilmekte Fayda Var!

Faraday kafesi, iletken maddelerden yapılmış kapalı bir yapıdır. Yüzeyi metal plakalarla kaplanmış biçimde ya da metal örgü şeklinde olabilir. 19. yüzyılda yaşayan İngiliz fizikçi ve kimyacı Michael Faraday'ın buluşu olduğu için Faraday kafesi olarak adlandırılır.

Elektromanyetik dalgalar her yerdedir. Çevremizdeki nesneleri görmemizi sağlayan görünür ışık, yayınların radyomuza ulaşmasını sağlayan radyo dalgaları, mikrodalga fırınlarda yemeğimizi pişiren mikrodalga ışınlar... Ancak bazen elektromanyetik dalgalar cihazların çalışmasını etkileyebilir. Bir Faraday kafesi, bozucu etkisi olan bu elektromanyetik dalgaların kafesin dışında kalmasını sağlar.

 

Faraday Kafesi Nasıl Çalışır?

Metal atomlarının en dış elektron kabuğundaki değerlik elektronları serbest olarak hareket edebilir. Metaller bu sayede elektriği iletebilir.

Dışarıdan bir elektrik alan etki etmediği sürece, kafesi oluşturan iletken malzemenin yapısındaki artı ve eksi yükler malzemenin her yerine dengeli bir şekilde dağılır.

Faraday kafesine elektriksel olarak yüklü bir malzeme yaklaştırıldığında kafesteki artı ve eksi yükler birbirinden ayrılır. Örneğin yaklaştırılan malzeme artı yüklü ise Faraday kafesini oluşturan metalin yapısındaki elektronlar artı yüklü malzemenin olduğu tarafta toplanır. Kafesin diğer tarafında ise artı yük fazlalığı oluşur. Böylece kafesin iç kısmında dış elektrik alanla zıt yönde bir elektrik alan meydana gelir.

Bu durumda malzemenin içindeki ve dışındaki zıt yönlü iki elektrik alan birbirini nötrler. Böylece kafesin içindeki elektrik alan sıfırlanır. Yani Faraday kafesi, içindekileri dış elektrik alanın etkisinden korur.

Bir asansörün içinde telefon şebekesinin sinyal alamamasının nedeni, asansörün yapısındaki metal parçaların bir Faraday kafesi oluşturmasıdır. Uçaklar ve arabalar da metal bir iskelete sahip olduklarından Faraday kafesi özelliğine sahiptir. Faraday kafesleri günlük hayatımızda birçok alanda kullanılır. Örneğin mikrodalga fırın içinde üretilen mikrodalgaların dışarı çıkmaması için fırının iç kısmı metal bir örgüyle kaplanır. Bu metal örgünün bir kısmını fırının ön kapağına dikkatlice baktığınızda görebilirsiniz.

Hastanelerdeki manyetik rezonans (MR) görüntüleme cihazlarının içinde yer aldığı odalar, Faraday kafesi özelliği gösterir. Bu sayede MR görüntülemesinde kullanılan elektromanyetik dalgaların dış ortamdan gelen diğer elektromanyetik dalgalarla karışmasının önüne geçilir.

Nelere İhtiyacımız Var?

  • 2 adet cep telefonu
  • Alüminyum folyo

 

Ne Yapıyoruz?

. Telefonların şebeke hattından sinyal alıp almadığını test etmek için telefonlardan biriyle diğerini arayalım.

. Aradığımız telefonu alüminyum folyo ile sıkıca saralım.

. Telefonu tekrar arayalım.

 

 

Telefonla ikinci kez arama yapmaya çalıştığınızda herhangi bir ses duymamış ya da “Aradığınız kişiye şu anda ulaşılamıyor, lütfen daha sonra tekrar deneyin” cümlesini duymuş olmalısınız.

Telefonu alüminyum folyo ile sararak bir Faraday kafesi elde ettik. Kafesin içindeki telefonu aradığımızda baz istasyonundan telefona gelen sinyaller yani elektromanyetik dalgalar bir dış elektrik alan üretir. Bu durumda alüminyum folyo içindeki serbest elektronlar yani eksi yükler ile artı yükler dış elektrik alanı nötrleyecek şekilde malzeme içinde birbirinden ayrılır. Böylece folyonun iç kısmındaki elektrik alan sıfırlanır ve baz istasyonundan gelen elektromanyetik dalgalar folyonun içindeki telefona ulaşamaz.

Kaynaklar:

 
Yazar Hakkında:
Dr. Sevda Seçer
Zeytinburnu Şehitler Bilim ve Sanat Merkezi Fen Bilimleri Öğretmeni

 

İlgili İçerikler

Fizik

İsveç’teki Lund Üniversitesinden Mikkel Brydegaard ve arkadaşları, sıtmaya karşı savaşta lidarlar kullanarak sivrisinek popülasyonlarının davranışlarını anlamaya çalışıyorlar.

Fizik

Okulda Dünya'nın şeklinin geoit olduğunu öğrendik. Peki, bunun sebebi nedir? Bu etkinliğimizde bir gezegenin kendi ekseni etrafındaki dönme hareketinin şeklini nasıl etkilediğini inceliyoruz.

Fizik

Elektrikli su ısıtıcısı, saç kurutma makinesi ya da elektrikli fırınların nasıl çalıştığını hiç merak ettiniz mi?

Fizik

Ses günlük hayatımızın önemli bir parçası olmasına rağmen sesin ardındaki fiziksel süreçler dikkatimizi çekmemiş olabilir. Bu fiziksel süreçleri daha iyi anlayabilmek için sesi “görmeye” ne dersiniz?

Fizik

2014 yılında Türkiye’nin kendi teknolojisini kullanarak fotovoltaik (FV) temelli güneş enerjisi santral ekipmanlarını üretmesi ve ihraç etmesi amacıyla MİLGES (Millî Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi) projesi başlatılmıştı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler ile iletken ve yalıtkan dedektör düzeneği tasarlıyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.