¿Qué es lo que hace que la bomba E o el pulso electromagnético (EMP) sean destructivos?

Question

Wikipedia dice que Pulso electromagnético Como cualquier señal electromagnética, la energía EMP puede ser transferida en cualquiera de las cuatro formas:

• Campo eléctrico

• Campo magnético

• Radiación electromagnética

• Conducción eléctrica

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

Sé que las cuatro formas de energía están a nuestro alrededor y las utilizamos en nuestra vida diaria, Por ejemplo: La conducción eléctrica se utiliza en los transformadores y utilizamos la radiación electromagnética para escuchar nuestras emisoras de radio y programas de televisión. No son destructivas para los aparatos electrónicos. Por lo tanto:

¿Qué hace que una bomba eléctrica sea destructiva?

Creo que puede afectar a las señales durante un breve periodo de tiempo y luego todos los dispositivos electrónicos volverán a funcionar correctamente.

En cuanto a mi segunda pregunta:

¿Cómo puede conseguir una gama muy amplia (grandes radios) de dispositivos electrónicos? ¿Cómo puede dañar todos los dispositivos de una ciudad o gran zona?

Nota: Hago esta pregunta porque tengo curiosidad y sólo para aprender, no quiero destruir y cosa :)

Answer 1

La razón por la que un pulso de este tipo es tan destructivo es porque tiene una amplia gama de frecuencias, y por lo tanto puede afectar a cosas con una amplia gama de dimensiones físicas, y la gran amplitud del pulso.

Cada trozo de material conductor actúa como una antena. En la experiencia normal aquí en la Tierra, la radiación de radiofrecuencia ambiental es tan baja que las corrientes y tensiones resultantes en esos materiales conductores son tan bajas que no causan ningún daño. De hecho, son tan bajas que las radios destinadas deliberadamente a captar estas señales tienen que amplificarlas para alcanzar niveles útiles.

Las tensiones y corrientes resultantes son proporcionales a la intensidad del campo que las provoca. Un cierto nivel de tensión y corriente dañará algo, por lo que un cierto nivel de intensidad de campo causará daños. Se trata de varios órdenes de magnitud más de lo que normalmente experimentamos aquí, pero eso es exactamente lo que puede producir el tipo adecuado de bomba nuclear.

Si un circuito está pensado para trabajar con las señales de microamperios que provienen de una antena, no debería ser exagerado imaginar que los amperios pueden dañar algo.

Esto no es tan descabellado como puede parecer. Las grandes eyecciones de masa coronal del sol han eliminado antes secciones de la red eléctrica. En este caso, las líneas eléctricas son realmente largas antenas, y los campos causados por el movimiento de tantas partículas cargadas provocaron un exceso de corriente suficiente para disparar los interruptores del sistema.

Answer 2

Dos cosas hacen que un arma EMP sea destructiva:

• la tremenda cantidad de energía liberada
• la brevísima duración del tiempo en que se libera

Otro ejemplo más pequeño, pero similar, es el de los rayos. Un rayo puede liberar 500 megajulios de energía en unos pocos milisegundos. A modo de comparación, un Estación de radiodifusión AM de 50 kW libera la misma cantidad de energía cada 2,8 horas. Pero un golpe de luz a su casa probablemente causará algún daño, mientras que 2,8 horas cerca de un transmisor de AM no lo hará.

Se puede intuir por qué un pulso corto es más destructivo si se mira la definición de inductancia:

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

Dónde:

• \$v(t)\$ es la tensión en el momento \$t\$ , en voltios
• \$L\$ es la inductancia, en henrys,
• \$\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}\$ es la tasa de variación de la corriente en el tiempo, en amperios por segundo

Un arma EMP creará cambios muy rápidos en el campo magnético, que inducir corrientes que cambian muy rápidamente en cualquier conductor . En consecuencia, \$\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}\$ será muy grande, e incluso trabajando contra una pequeña inductancia, esto puede resultar en voltajes lo suficientemente altos como para dañar la electrónica, especialmente cosas sensibles como MOSFETs (la base de la electrónica digital moderna), muchos de los cuales pueden dañarse aplicando tan sólo 10 voltios a su puerta.

Capacitancia se define de forma similar, siendo el doble de la inductancia:

$$ i(t) = C \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t} $$

Esto significa que un cambio rápido de tensión puede provocar corrientes perjudiciales.

Por supuesto, un arma EMP es probable que genere tanto campos magnéticos como eléctricos, pero a partir de estas dos ecuaciones se puede ver por qué el pulso parte de pulso electromagnético es la clave de su poder destructivo. A grandes rasgos, liberar la misma cantidad de energía en la mitad de tiempo duplica las corrientes y tensiones que pueden producirse, con el consiguiente aumento del poder destructivo.

Answer 3

Los pulsos EMP de las bombas nucleares pueden afectar a un área tan grande porque la bomba contiene una gran cantidad de energía.

Refiriéndose a https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagnetic_pulse#Starfish_Prime y https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent El "Starfish Prime", que causó daños eléctricos en Hawai, a unos 1.445 kilómetros de distancia del punto de detonación, dejando sin luz a unas 300 farolas, utilizó una bomba de 1,44 megatones, lo que equivale a la mitad de todos los explosivos convencionales utilizados en la Segunda Guerra Mundial. en una sola explosión . 6 petajulios de energía.

Eso equivale a hacer funcionar la estación de radio AM de 50kW en la respuesta de Phil Frost durante 3800 años.

Answer 4

La prueba de la bomba H de gran altitud (espacial) Starfish Prime de 1962, cuyos resultados fueron visibles aquí (en Nueva Zelanda) durante días y que supuestamente causó algunos daños por los efectos EMP conseguidos:

• ".... en julio de 1962 la prueba de Starfish Prime dañó los sistemas electrónicos de Honolulu y Nueva Zelanda (a unos 1.300 kilómetros de distancia), fundió 300 farolas en Oahu (Hawai), hizo saltar unas 100 alarmas antirrobo y provocó el fallo de una estación repetidora de microondas en Kauai, lo que cortó el robusto sistema telefónico de las demás islas hawaianas. ...." De:

Wikipedia EMP

y

Explosión a gran altura

Mecanismos y consecuencias:

Efecto del PULSO ELECTROMAGNÉTICO NUCLEAR RÁPIDO en la red eléctrica de todo el país: Una visión diferente
Escrito ~= 1987.

• Resumen: Este documento considera principalmente los efectos potenciales de una sola explosión nuclear a gran altura en la red eléctrica de Estados Unidos. Se hace una comparación entre los PEM y los fenómenos naturales como los rayos. Este documento concluye que el PEM no es más que sus homólogos en la naturaleza. Se establece un límite superior del campo eléctrico del PEM muy rápido y de gran amplitud se deriva de los primeros principios.
  Los valores resultantes son significativamente más bajos que los presentados habitualmente. Otros cálculos muestran que la ionización producida por una explosión nuclear atenúa gravemente el PEM.

Cómo funcionan las cosas - ebomb

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Efectos de las pruebas de armas nucleares: desmentir las exageraciones populares que fomentan la proliferación

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