Cosa rende distruttiva la bomba elettronica o l'impulso elettromagnetico (EMP)?

wikipedia afferma che l'impulso elettromagnetico Come con qualsiasi segnale elettromagnetico, l'energia EMP può essere trasferita in una delle quattro forme seguenti:

• Campo elettrico

• Campo magnetico

• Radiazioni elettromagnetiche

• Conduzione elettrica

https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_pulse

So che le quattro forme di energia ci circondano e le usiamo nella nostra vita quotidiana, ad esempio: la conduzione elettrica viene utilizzata nei trasformatori e usiamo le radiazioni elettromagnetiche per ascoltare le nostre stazioni radio e programmi TV. Non sono distruttivi per i dispositivi elettronici. Così:

Cosa rende distruttiva una bomba elettronica?

Credo che possa influenzare i segnali per un breve periodo e quindi tutti i dispositivi elettronici funzioneranno di nuovo correttamente.

Per quanto riguarda la mia seconda domanda:

Come può raggiungere una gamma molto ampia (grandi radio) di dispositivi elettronici danneggiati? Come può danneggiare tutti i dispositivi di una città o di una grande area?

Nota: faccio questa domanda perché sono curioso e solo per imparare, non voglio distruggere e cose :)

La ragione per cui un tale impulso è così distruttivo è perché ha un ampio intervallo di frequenza e può quindi influenzare le cose con un ampio intervallo di dimensioni fisiche e la grande ampiezza dell'impulso.

Ogni pezzo di materiale conduttore si comporta come un'antenna. Nella normale esperienza qui sulla terra, la radiazione RF ambiente è così bassa che le correnti e le tensioni risultanti in quei materiali conduttori sono così basse da non causare danni. In effetti sono così bassi che le radio intenzionalmente intese a captare questi segnali devono amplificarli per raggiungere livelli utili.

Le tensioni e le correnti risultanti sono proporzionali all'intensità del campo che le provoca. Un certo livello di tensione e corrente danneggerà qualcosa, quindi un certo livello di intensità di campo causerà danni. Questo è un ordine di grandezza superiore a quello che normalmente viviamo qui, ma è esattamente ciò che può produrre il giusto tipo di bomba nucleare.

Se un circuito è progettato per funzionare con i segnali di microamp che provengono da un'antenna, non dovrebbe essere difficile immaginare che gli amplificatori possano danneggiare qualcosa.

Questo non è così inverosimile come può sembrare. Grandi espulsioni di massa coronale dal sole hanno già eliminato sezioni della rete elettrica. In questo caso, le linee elettriche sono antenne davvero lunghe ei campi causati dal movimento di così tante particelle cariche hanno causato abbastanza corrente in eccesso per far scattare gli interruttori nel sistema.

Due cose rendono un'arma EMP distruttiva:

• l'enorme quantità di energia rilasciata
• il brevissimo periodo di tempo durante il quale è stato rilasciato

Un altro esempio più piccolo, ma simile è il fulmine. Un fulmine potrebbe rilasciare 500 megajoule di energia in pochi millisecondi. Per fare un confronto, una stazione di trasmissione AM da 50 kW rilascia la stessa quantità di energia ogni 2,8 ore. Ma un colpo di illuminazione a casa tua probabilmente causerà alcuni danni, mentre 2,8 ore vicino a un trasmettitore AM non lo faranno.

Potresti ottenere qualche intuizione sul perché un breve impulso è più distruttivo guardando la definizione di induttanza:

Dove:

• $v(t)$$t$
• $L$
• $\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$

$\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$

La capacità è definita in modo simile, essendo il doppio dell'induttanza:

Ciò significa che un rapido cambio di tensione può provocare correnti dannose.

Naturalmente un'arma EMP è in grado di generare entrambi i campi magnetici ed elettrici, ma da queste due equazioni si può capire perché l' impulso parte di impulso elettromagnetico è la chiave per il suo potere distruttivo. In parole povere, il rilascio della stessa quantità di energia in metà tempo raddoppia le correnti e le tensioni che potrebbero essere prodotte, con un conseguente aumento della potenza distruttiva.

Gli impulsi EMP della bomba nucleare possono influenzare un'area così ampia perché la bomba contiene una quantità così grande di energia.

Riferendosi a https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagnetic_pulse#Starfish_Prime e https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent , l'alta "Starfish Prime" che ha causato danni elettrici alle Hawaii, a circa 1.445 chilometri ( 898 mi) lontano dal punto di detonazione, facendo esplodere circa 300 lampioni, ha usato una bomba da 1,44 megaton: equivale alla metà di tutti gli esplosivi convenzionali utilizzati nella seconda guerra mondiale in una singola esplosione . 6 petajoule di energia.

Ciò equivale a far funzionare la stazione radio AM da 50 kW nella risposta di Phil Frost per 3800 anni.

Il test della bomba H ad alta quota (spazio) Starfish Prime del 1962 i cui risultati furono visibili qui (in Nuova Zelanda) per giorni e che presumibilmente causò alcuni danni dagli effetti dell'EMP raggiunti:

• ".... nel luglio 1962 il test Starfish Prime danneggiò l'elettronica di Honolulu e della Nuova Zelanda (a circa 1.300 chilometri di distanza), accese 300 lampioni su Oahu (Hawaii), innescò circa 100 allarmi antifurto e causò il guasto di un forno a microonde ripetendo la stazione su Kauai, che interruppe il robusto sistema telefonico dalle altre isole hawaiane. .... "Da:

Wikipedia EMP

e

Esplosione ad alta quota

Meccanismi e conseguenze:

Effetto del FAST NUCLEAR ELECTROMAGNETIC PULSE sulla rete elettrica nazionale: una visione diversa
scritta ~ = 1987.

• Riassunto: questo documento prende in considerazione principalmente i potenziali effetti di una singola esplosione nucleare ad alta quota sulla rete elettrica statunitense. Viene effettuato un confronto tra EMP e fenomeni naturali come i fulmini. Questo documento conclude che EMP non è più dannoso per la rete elettrica rispetto alle sue controparti in natura. Un limite superiore del campo elettrico dell'EMP molto veloce e di grande ampiezza deriva dai primi principi.
  I valori risultanti sono significativamente inferiori ai valori comunemente presentati. Ulteriori calcoli mostrano che la ionizzazione prodotta da uno scoppio nucleare attenua gravemente l'EMP.

Come funzionano le cose - ebomb

Oltre 70 pagine - focus anti-guerra ma grandi quantità di emp.

Effetti dei test sulle armi nucleari: ridimensionamento delle esagerazioni popolari che incoraggiano la proliferazione

40 pagine + compilation - molto in emp incluso.

Effetti delle armi nucleari: la verità fattuale compilata da rapporti declassificati