FİZİK

Faraday Kafesi: Uçaklara, Arabalara Yıldırım Düşer mi?

Öncelikle başlıkta sorduğumuz soruya cevap vererek başlayalım. Evet, uçaklara, arabalara yıldırım düşer. Ancak hemen endişe etmenize gerek yok. Çünkü hem uçak hem de aracınızda aslında bir Faraday Kafesi sizi korumaktadır…

Dünyada, her saniye ortalama 100, bir günde ise yaklaşık 8 milyon yıldırım oluşuyor. Voltaj değeri 10 ile 100 milyon volt aralığında değişen yıldırımların sıcaklığı 40 bin santigrat dereceye kadar çıkıyor. Yıldırımlar saniyede 150 bin km yani neredeyse ışık hızının yarısı hızla ilerliyor.

Gökyüzünde seyreden uçakları, böylesine güçlü etkileri olan yıldırımlardan koruyan aslında basit bir fizik yasası…

Faraday Kafesi

1836’da İngiliz bilim insanı Michael Faraday, yüklü iletkenin fazla yükünün sadece iletkenin dışında bulunduğunu ve iletkenin içindeki maddeyi etkilemediğini gözlemledi. Bu olayı ispatlamak için metal folyo ile kaplı bir oda (kafes) yarattı. Bu oda elektrostatik jeneratörle üretilen yüklerin etkisini nötrleyebiliyordu.

Devamında aynı prensip ile üretilen Faraday kafesleri de bu deneye istinaden Faraday’ın adı ile anılır oldu.

Faraday kafesinin özelliği, içine konan şeyin dışarıdan uygulanan elektriksel alandan etkilenmemesini sağlaması. Bir otomobile yıldırım düşmesi durumunda işte bu nedenle aracın içinde oturuyorsanız güvenli olursunuz. Yıldırım esnasında araba içinde, uçak içinde veya iletken ile kaplı bir yerdeyseniz bir Faraday kafesi içinde olursunuz.

Faraday kafesi elektrik alanına maruz kaldığında, buna tepki olarak yüzeyindeki eksi yüklü elektronlar hareket eder. Bu da kafesin bir yanının eksi, diğer yanının artı yüklü olmasına yol açar. Böylece kafeste, yüzeye etkiyen elektrik alanına zıt ve onu sıfırlayan bir elektrik alanı oluşur.

Soldaki görsel: Elektriğin yokluğunda – Atomlar eşit biçimde dağılmıştır.
Ortadaki görsel: Elektrik alanına maruz kalınca – Bu örnekte elektronlar sola gidiyor ve kafesin bu kısmında eksi yük oluşturuyor. Sağ kısım ise artı yüklü hale geliyor.
Sağdaki görsel: Dengeli yükler kutu boyunca harici elektrik alanını engelleyen bir zıt elektrik alanı yaratıyor ve böylece kafesin içi nötrleşiyor.

Faraday kafesleri, radyo dalgalarına ve mikrodalgalara karşı da koruma sağlamaktadır. Bu özellik sayesinde, özellikle de elektromanyetik girişimin sonuçları etkileyebildiği hassas bilimsel deneylerde Faraday kafesi oldukça yararlıdır.

Konu ile ilgili bir video…

Matematiksel

Sibel Çağlar

Kadıköy Anadolu Lisesi, Marmara Üniversitesi, ardından uzun süre özel sektörde matematik öğretmenliği, eğitim koordinatörlüğü diye uzar gider özgeçmişim… Önemli olan katedilen değil, biriktirdiklerimiz ve aktarabildiklerimizdir bizden sonra gelenlere... Eğitim sisteminin içinde bulunduğu çıkmazı yıllarca iliklerimde hissettikten sonra, peki ama ne yapabilirim düşüncesiyle bu web sitesini kurmaya karar verdim. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu