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

Wikipedia dice que el pulso electromagnético Al igual que con cualquier señal electromagnética, la energía EMP puede transferirse 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 nos rodean y las usamos en nuestra vida diaria. Por ejemplo: la conducción eléctrica se usa en transformadores y usamos radiación electromagnética para escuchar nuestras estaciones de radio y programas de televisión. No son destructivos para dispositivos electrónicos. Entonces:

¿Qué hace que una bomba E sea destructiva?

Creo que puede afectar las señales por un corto tiempo y luego todos los dispositivos electrónicos volverán a funcionar correctamente.

En cuanto a mi segunda pregunta:

¿Cómo puede lograr una gama muy amplia (grandes radios) de dispositivos electrónicos dañados? ¿Cómo puede dañar todos los dispositivos de una ciudad o área grande?

Nota: hago esta pregunta porque tengo curiosidad y solo para aprender, no quiero destruir y cosas :)

La razón por la cual dicho pulso es tan destructivo es porque tiene un amplio rango de frecuencia y, por lo tanto, puede afectar cosas con un amplio rango 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 RF ambiental es tan baja que las corrientes y voltajes resultantes en esos materiales conductores son tan bajos que no causan daños. De hecho, son tan bajos que las radios deliberadamente destinadas a captar estas señales tienen que amplificarlas para llegar a niveles útiles.

Los voltajes y corrientes resultantes son proporcionales a la intensidad del campo que los causa. Algún nivel de voltaje y corriente dañará algo, por lo que algún nivel de intensidad de campo causará daños. Esto es varios órdenes de magnitud más de lo que normalmente experimentamos aquí, pero eso es exactamente lo que puede producir el tipo correcto de bomba nuclear.

Si un circuito está diseñado para funcionar con las señales de microamperios que provienen de una antena, no debería ser difícil imaginar que los amplificadores pueden dañar algo.

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

Dos cosas hacen que un arma EMP sea destructiva:

• la tremenda cantidad de energía liberada
• la muy corta duración de tiempo durante el cual se lanza

Otro ejemplo más pequeño pero similar es el rayo. Un rayo podría liberar 500 megajulios de energía en solo unos pocos milisegundos. A modo de comparación, una estación de transmisión de 50 kW AM libera la misma cantidad de energía cada 2.8 horas. Pero un golpe de luz en su casa probablemente causará algunos daños, mientras que 2.8 horas cerca de un transmisor de AM no lo harán.

Puede obtener alguna intuición sobre por qué un pulso corto es más destructivo al observar la definición de inductancia:

Dónde:

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

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

La capacitancia se define de manera similar, siendo el doble de inductancia:

Esto significa que un cambio rápido en el voltaje puede provocar corrientes dañinas.

Por supuesto es un arma EMP probable que generan campos magnéticos y 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. En términos generales, liberar la misma cantidad de energía en la mitad del tiempo duplica las corrientes y los voltajes que podrían producirse, con el consiguiente aumento del poder destructivo.

Los pulsos EMP de la bomba nuclear pueden afectar 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" de gran altitud que causó daños eléctricos en Hawai, alrededor de 1,445 kilómetros ( 898 millas) lejos del punto de detonación, apagando unas 300 farolas, usó una bomba de 1,44 megatones: eso es equivalente a la mitad de todos los explosivos convencionales utilizados en la Segunda Guerra Mundial en una sola explosión . 6 petajulios de energía.

Eso es equivalente a ejecutar la estación de radio de 50kW AM en la respuesta de Phil Frost durante 3800 años.

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

• "... en julio de 1962, la prueba Starfish Prime dañó la electrónica en Honolulu y Nueva Zelanda (aproximadamente a 1.300 kilómetros de distancia), fusionó 300 farolas en Oahu (Hawai), activó unas 100 alarmas antirrobo y provocó la falla de un microondas estación de repetición en Kauai, que cortó el robusto sistema telefónico de las otras islas hawaianas ... ".

Wikipedia EMP

y

Explosión de gran altitud

Mecanismos y consecuencias:

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

• Resumen: Este documento considera principalmente los efectos potenciales de una sola explosión nuclear a gran altitud en la red eléctrica de EE. UU. Se hace una comparación entre EMP y fenómenos naturales como los rayos. Este documento concluye que EMP no es más dañino para la red eléctrica que sus contrapartes en la naturaleza. Un límite superior del campo eléctrico del EMP muy rápido y de gran amplitud se deriva de los primeros principios.
  Los valores resultantes son significativamente más bajos que los valores comúnmente presentados. Cálculos adicionales muestran que la ionización producida por una explosión nuclear atenúa severamente el EMP.

Cómo funcionan las cosas - ebomb

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