O que torna a bomba E ou o pulso eletromagnético (EMP) destrutivos?

A wikipedia diz que pulso eletromagnético Como em qualquer sinal eletromagnético, a energia EMP pode ser transferida de quatro formas:

• Campo elétrico

• Campo magnético

• Radiação eletromagnética

• Condução elétrica

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

Sei que as quatro formas de energia estão à nossa volta e as usamos em nossa vida cotidiana. Por exemplo: A condução elétrica é usada em transformadores e usamos radiação eletromagnética para ouvir nossas estações de rádio e programas de TV. Eles não são destrutivos para dispositivos eletrônicos. Assim:

O que torna uma bomba E destrutiva?

Acredito que isso possa afetar os sinais por um curto período de tempo e, em seguida, todos os dispositivos eletrônicos funcionarão corretamente novamente.

Quanto à minha segunda pergunta:

Como é possível obter uma gama muito ampla (grandes rádios) de dispositivos eletrônicos danificados? Como isso pode danificar todos os dispositivos de uma cidade ou área grande?

Nota: Eu faço essa pergunta porque sou curioso e só para aprender, não quero destruir nada!

A razão pela qual esse pulso é tão destrutivo é porque ele tem uma ampla faixa de frequência e, portanto, pode afetar coisas com uma ampla faixa de dimensões físicas e a grande amplitude do pulso.

Todo pedaço de material condutor age como uma antena. Na experiência normal aqui na Terra, a radiação de RF ambiente é tão baixa que as correntes e tensões resultantes nos materiais condutores são tão baixas que não causam danos. Na verdade, eles são tão baixos que os rádios deliberadamente destinados a captar esses sinais precisam amplificá-los para atingir níveis úteis.

As tensões e correntes resultantes são proporcionais à força do campo que as causa. Algum nível de tensão e corrente danificará algo, portanto, algum nível de intensidade do campo causará danos. São várias ordens de magnitude a mais do que normalmente experimentamos aqui, mas é exatamente isso que o tipo certo de bomba nuclear pode produzir.

Se um circuito se destina a funcionar com os sinais de microamp provenientes de uma antena, não deve ser demais imaginar que os amplificadores podem danificar algo.

Isso não é tão buscado quanto pode parecer. Grandes ejeções de massa coronal do sol já haviam removido seções da rede elétrica. Nesse caso, as linhas de energia são realmente antenas longas, e os campos causados ​​pelo movimento de tantas partículas carregadas causam excesso de corrente suficiente para disparar disjuntores no sistema.

Duas coisas tornam uma arma EMP destrutiva:

• a enorme quantidade de energia liberada
• a duração muito curta em que é liberada

Outro exemplo menor, mas semelhante, é o relâmpago. Um relâmpago pode liberar 500 megajoules de energia em apenas alguns milissegundos. Para comparação, uma estação de transmissão de 50 kW AM libera a mesma quantidade de energia a cada 2,8 horas. Mas um ataque de iluminação em sua casa provavelmente causará alguns danos, enquanto 2,8 horas perto de um transmissor AM não causará.

Você pode ter alguma intuição sobre por que um pulso curto é mais destrutivo, observando a definição de indutância:

Onde:

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

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

A capacitância é definida da mesma forma, sendo o dual da indutância:

Isso significa que uma mudança rápida na tensão pode resultar em correntes prejudiciais.

É claro que uma arma EMP é susceptível de gerar ambos os campos magnéticos e elétricos, mas a partir destas duas equações que você pode ver por que o pulso parte de pulso eletromagnético é a chave para o seu poder destrutivo. Grosso modo, liberar a mesma quantidade de energia na metade do tempo duplica as correntes e tensões que podem ser produzidas, com um consequente aumento na energia destrutiva.

Os pulsos EMP da bomba nuclear podem afetar uma área tão grande porque a bomba contém uma quantidade tão grande de energia.

Referindo-se a https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagnetic_pulse#Starfish_Prime e https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent , a alta altitude "Starfish Prime", que causou danos elétricos no Havaí, cerca de 1.445 quilômetros ( A 898 milhas) do ponto de detonação, apagando cerca de 300 postes, usou uma bomba de 1,44 megaton: equivalente a metade de todos os explosivos convencionais usados ​​na Segunda Guerra Mundial em uma única explosão . 6 petajoules de energia.

Isso equivale a operar a estação de rádio 50kW AM na resposta de Phil Frost por 3800 anos.

O teste da bomba H de alta altitude (espaço) 1962 Starfish Prime, cujos resultados foram visíveis aqui (na Nova Zelândia) por dias e que supostamente causaram alguns danos devido aos efeitos de EMP, foram alcançados:

• ".... em julho de 1962, o teste Starfish Prime danificou a eletrônica em Honolulu e Nova Zelândia (a aproximadamente 1.300 quilômetros de distância), fundiu 300 luzes da rua em Oahu (Havaí), acionou cerca de 100 alarmes contra assaltantes e causou a falha de um micro-ondas estação de repetição em Kauai, que interrompeu o sistema telefônico robusto das outras ilhas havaianas.

Wikipedia EMP

e

Explosão de alta altitude

Mecanismos e consequências:

Efeito do PULSO ELETROMAGNÉTICO NUCLEAR RÁPIDO na rede elétrica em todo o país: uma visão diferente
escrita ~ = 1987.

• Resumo: Este artigo considera principalmente os efeitos potenciais de uma única explosão nuclear de alta altitude na rede elétrica dos EUA. É feita uma comparação entre EMP e fenômenos naturais, como raios. Este artigo conclui que o EMP não é mais prejudicial à rede elétrica do que seus pares na natureza. Um limite superior do campo elétrico do EMP muito rápido e de alta amplitude é derivado dos primeiros princípios.
  Os valores resultantes são significativamente mais baixos que os valores comumente apresentados. Cálculos adicionais mostram que a ionização produzida por uma explosão nuclear atenua severamente o EMP.

Como as coisas funcionam - ebomb

Mais de 70 páginas - foco anti-guerra, mas grandes quantidades no emp.

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