Faradayn häkki

Faradayn häkki.

Television Faradayn häkki jonka päällä ovat signaalin sisääntuloliittimet.

Faradayn häkki on sähköä johtava häkki tai muu yhtenäinen kuori, jota staattinen sähkökenttä eikä audio- tai radiotaajuinen sähkömagneettinen säteily läpäise. Toisin sanoen Faradayn häkin sisäpuolella oleva sähkömagneettisen kentän lähde ei vaikuta häkin ulkopuolella, ja sähkömagneettinen kenttä ei pääse häkin ulkopuolelta sen sisäpuolelle.

Faradayn häkki on nimetty fyysikko Michael Faradayn mukaan. Hän rakensi ensimmäisen Faradayn häkin vuonna 1836.

Toiminta

Faradayn häkki perustuu siihen, että sähkövarausten välinen poistovoima pyrkii pitämään varaukset johteen pinnalla. Käytännössä siis Faradayn häkin jouduttaessa ulkoiseen sähkökenttään sen pinnalla olevat varauksenkuljettajat asettautuvat siten, että positiiviset varaukset keskittyvät häkin sille puolelle, joka osoittaa samaan suuntaan kuin sähkökenttä ja negatiiviset varaukset vastakkaiselle puolelle. Positiivisten ja negatiivisten varausten keskittymät luovat oman sähkökenttänsä, joka eliminoi ulkoisen sähkökentän vaikutuksen häkin sisäpuolella.

Häkin vaikutus sähkömagneettiseen säteilyyn riippuu säteilyn aallonpituudesta ja verkon aukkojen läpimitasta. Esimerkiksi mikroaaltouunin säteily, jonka aaltopituus on 12 cm, ei läpäise mikroaaltouunin oven tiheää metalliverkkoa, mutta valon näkyvät aallonpituudet (350–700 nm) läpäisevät. Samoin atomirakenteeseen verrattuna lyhytaaltoinen röntgen- ja gammasäteily kykenevät tunkeutumaan yhtenäisenkin metallikalvon läpi.

Käyttö

Monissa sähkölaitteissa, varsinkin radiolaitteissa, on osia, jotka eivät saa lähettää tai vastaanottaa sähkömagneettista säteilyä. Siksi sellaiset osat tyypillisesti suojataan matallikotelolla, tai metallin säästämiseksi, metalliverkkokotelolla. Tällaisia metallikoteloita voi olla laitteen sisällä useita. Myös koko laite voi olla metallikotelossa juuri häiriöeristyksen takia. Muovikotelostakin voidaan tehdä Faradayn häkki päällystämällä muovi, tavallisesti sisäpinnalta, metallikalvolla.

Ydinräjähdysten EMP rikkoo elektronisia laitteita. Siksi sotilaalliset laitteet lähes aina ja yhteiskunnalle välttämättömät muutkin laitteet rakennetaan EMP-suojattuun tilaan, joka käytännössä on tiheäsilmäisellä metalliverkolla ympäröity huone, Faradayn häkki.

Uusimpien asuin- ja julkisten rakennusten väestönsuoja on useimmiten rakennettu Faradayn häkiksi betonin sisään sijoitetulla tiheällä metalliverkolla. Sen huomaa siitä, että matkapuhelin ei toimi sellaisessa tilassa.

Lääketieteessä käytetään paljon tutkimuslaitteita, kuten EEG, joiden suuren sähkömagneettisen herkkyyden takia ne on rakennettava huoneeseen, joka on rakennettu Faradayn häkiksi.

Myös esimerkiksi mikroaaltouunin ovessa oleva verkko yhdistettynä laitteen metallikuoreen estää mikroaaltojen pääsyn uunin ulkopuolelle.

Joskus Faradayn häkin määritelmää venytetään mielipideasiaksi, kuten ukkossuojauksessa tai auton korin osalta, mutta oikeita Faradayn häkkejä ne eivät ole puutteelisen tajuuskaistansa vuoksi. Lisäksi kaiken suojattavan pitäisi olla irti itse häkin metallista.

Faradayn häkin rakenteelliset vaatimukset tärkeissä kohteissa ovat hyvin korkeat.