Herhangi bir nesneyi veya canlıyı dıştaki elektrik yükünden korumayı hedefleyen Faraday kafesi 19. yüzyılın en önemli keşiflerinden biridir. Günümüzde birçok alanda kullanılan bu kafes iletken maddelerle yapılır, metal plakalarla kaplı veya örgü biçiminde olabilir. Faraday kafesine elektriksel olarak yüklü bir malzeme yaklaştırıldığı zaman kafesteki artı ve eksi elektrik yükleri birbirinden ayrılarak kafesi oluşturan metalin yapısındaki aynı yüke ait tarafta toplanır. Bu dağılım sonucunda kafesin içinde dış alana göre zıt yönde elektriksel bir alan meydana gelir. Nötrleşme sonucunda kafesin içindeki elektrik sıfırlanır. Böylece kafes dışındaki elektriksel alanın etkisine karşı koruyucu görev yapar. Peki Faraday kafesini kim icat etti? Hangi alanlarda kullanılır ve nasıl yapılır? Uçakları yıldırımdan korur mu? Gelin bu soruların cevaplarına göz atalım.
İngiliz bilim insani Michael Faraday, 19. yüzyılda manyetizma ve elektrik alanında deneyler yapar. Bu deneyler sırasında iletken maddelerden yapılmış üstü kapalı bir yapının bozucu etkisi olan elektromanyetik dalgaları uzaklaştırdığını keşfeder. Faraday Kafesi adını alan buluş zamanla günlük hayatın pek çok noktasında kullanılmaya başlar.
Faraday kafesi yapımında bakır levha ve metal plakalar kullanılır. Bakır, elektriği iyi iletmek açısından tercih edilir. Ayrıca dış elektromanyetik alanı da iyi bir şekilde yansıtır. Faraday kafesi, bir binayı korumak amacıyla yapılırsa, bina tepe noktasından toprağa varıncaya kadar sürekli ve kesiksiz iletkenlerle sarılır. Tel kafes ne kadar sık ağlarla örülmüş ise dışarıdan gelen elektromanyetik geçirmezlik oranını o derecede artırır. Kafesin şekli ve ağ sıklığı korunacak alanın durumuna göre farklılık arz eder. Ancak yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalardan korunmak için farklı Faraday kafesi malzemeleri kullanmak gerekir. Standart yapıdaki kafeslere göre daha karmaşık yapıdaki bu kafesler özel alaşımlı metal levhalar ile yapılır. Bazı projelerde ileri teknoloji karbon bazlı malzemeler de kullanılabilir.
Günlük hayatta pek çok noktada Faraday kafesi farklı teknolojilerle birlikte kullanılır. Örneğin otomobiller bu mantıkla çalışır. Uçakların ve üstü kapalı otomobillerin metal gövdesi yıldırım gibi dış elektromanyetik dalgalara karşı yolcuları ve elektronik aksamları korur. Günlük hayatta karşılaşılabilecek Faraday kafesi örnekleri ise şöyle sıralanabilir:
Faraday kafesi karmaşık bir yapı gibi görünse de basit malzemelerle tecrube edilebilen bir mantığa sahiptir. Buluşu deneyimlemek için tel ızgara küp şekline getirilir. Elde edilen kafesin içine elektronik herhangi bir cihaz, mesela cep telefonu yerleştirilir. Kafesin dış kısmında başka bir cep telefonu kullanarak elektromanyetik bir sinyal oluşturulur. Metal kafesin dışarıdan gelen sinyalleri azalttığı veya engellediği görülebilir. Ayrıca deneye ait parametrelerin değiştirilmesinin sonuçları nasıl etkilediği de gözlemlenebilir. Örnek olarak metal kafesi oluşturan tellerin seyrek hale getirilmesi sinyal engelleme gücünü azaltacağı gibi metal tel oranını artırmanın sinyal engelleme gücünü yükselttiği de tespit edilebilir.
Faraday kafesi keşfedildiği günden beri gelişen teknolojiyle entegre olarak insan hayatına pozitif etkileri olan bir buluştur. Günümüzde sağlık sektöründen, uzay araştırmalarına, güvenlik sistemlerinden finans sektörüne kadar birçok iş sahasında koruyucu olarak görev alır. Temel mantığı örnek alınarak gizlilik arz eden iş kolları için (casusluk, dedektiflik gibi) Faraday kafesi çantaları dahi üretilmektedir. Yapılan araştırmalar sonucunda bu çok yönlü buluşun gelişerek daha çok alanda kullanılması ve insan hayatına katkılarının artması kaçınılmazdır.
Dimmer devresi, alternatif akım kaynaklarıyla çalışan elektrikli cihazların gücünü ayarlamaya yarayan bir kontrol sistemidir. Dimmer devresi, ışık şiddetinin kontrol edildiği aydınlatma sistemlerinde sıklıkla kullanılır. Bu devre sayesinde ampullerin parlaklığı istenilen seviyeye getirilebilir.
Çeşitli sensörlerle donatılmış bir ölçüm cihazı olan avometre, direnç, akım, voltaj, frekans, gerilim ve kısa devre gibi elektriksel parametrelerin ölçümünü yapar. Çok sayıda değeri ölçebildiği için multimetre olarak da adlandırılan cihazın hem analog hem de dijital modellerini bulmak mümkündür.
Türkçe karşılığı düzdöner olan jiroskop, açısal hızı ve yönelimi ölçen bir çeşit cihazdır. 19. yüzyılda keşfedilen jiroskop, açısal momentum ilkesi ile çalışır ve dünyanın eksenine göre yönelim yönünü sabit tutar.
Endüstriyel otomasyon, metal nesnelerin hassas ve temassız algılanmasını gerektirir. Özellikle modern fabrikalarda, araba üretiminde veya robotlarla çalışırken metal parçaların yerini bulmak oldukça önemlidir.
Fosil grubu yakıt ihtiyaç duymayan elektrikli araçlar, çevre dostu olmasıyla öne çıkar. Maliyet açısından avantajlı olduğu için yoğun ilgi gören elektrikli araç modellerinde şarj edilebilir devasa bataryalar yer alır.
2003 yılında gömülü sistemler için geliştirilmiş olan FreeRTOS, gerçek zamanlı ve açık kaynaklı bir işletim sistemidir. Düşük güçle çalışan küçük ölçekli cihazlarda kullanılan FreeRTOS, en çok mikrodenetleyicili sistemlerde kullanılır.
Yakın Alan İletişimi anlamına gelen NFC, kablosuz iletişim sağlayan yeni nesil bir teknolojidir. İki elektronik cihaz arasında kablosuz iletişim kurulmasını sağlayan NFC, genellikle maksimum 4 cm mesafede çalışır.
Elektrik sistemlerinde şebeke hattından gelen dalgalı voltajı düzenleyen modüle “voltaj regülatörü” denilir. Voltaj regülatörleri sayesinde değişen voltajlar stabil hale geldiği için hem devredeki diğer modüller hem de devreye bağlı cihazlar düzenli çalışır.
TR − TL
