Что делает электронную бомбу или электромагнитный импульс (ЭМИ) разрушительными?

Википедия говорит, что электромагнитный импульс Как и любой электромагнитный сигнал, энергия ЭМИ может передаваться в любой из четырех форм:

• Электрическое поле

• Магнитное поле

• Электромагнитное излучение

• Электропроводность

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

Я знаю, что вокруг нас существуют четыре формы энергии, и мы используем их в нашей повседневной жизни. Например: электрическая проводимость используется в трансформаторах, а мы используем электромагнитное излучение для прослушивания наших радиостанций и телевизионных шоу. Они не разрушительны для электронных устройств. Так:

Что делает электронную бомбу разрушительной?

Я считаю, что это может повлиять на сигналы в течение короткого времени, и тогда все электронные устройства снова будут работать правильно.

Что касается моего второго вопроса:

Как можно достичь очень широкого диапазона (большие радиостанции) поврежденных электронных устройств? Как это может повредить все устройства города или большой территории?

Примечание: я задаю этот вопрос, потому что мне любопытно и просто учиться, я не хочу разрушать и все такое :)

Причина, по которой такой импульс является настолько разрушительным, заключается в том, что он имеет широкий частотный диапазон и поэтому может влиять на вещи с широким диапазоном физических измерений и большой амплитудой импульса.

Каждый бит проводящего материала действует как антенна. При обычном опыте здесь, на земле, окружающее радиочастотное излучение настолько мало, что результирующие токи и напряжения в этих проводящих материалах настолько низки, что не причиняют вреда. На самом деле они настолько низкие, что радиостанции, специально предназначенные для приема этих сигналов, должны усиливать их, чтобы достичь полезных уровней.

Результирующие напряжения и токи пропорциональны силе поля, которое их вызывает. Некоторый уровень напряжения и тока может что-то повредить, поэтому некоторый уровень напряженности поля вызовет повреждение. Это на несколько порядков больше, чем то, что мы обычно испытываем здесь, но это именно то, что может произвести правильный тип ядерной бомбы.

Если схема предназначена для работы с сигналами микроампер, поступающими от антенны, не должно быть никаких оснований полагать, что усилители могут что-то повредить.

Это не так далеко, как может показаться. Большие выбросы корональной массы от Солнца ранее вынесли участки энергосистемы. В этом случае линии электропередачи - это действительно длинные антенны, а поля, вызванные движением стольких заряженных частиц, вызывали достаточно избыточного тока для отключения выключателей в системе.

Две вещи делают оружие EMP разрушительным:

• огромное количество энергии выпущено
• очень короткий промежуток времени, в течение которого он выпущен

Еще один меньший, но похожий пример - молния. Удар молнии может высвободить 500 мегаджоулей энергии всего за несколько миллисекунд. Для сравнения, радиостанция AM мощностью 50 кВт выдает одинаковое количество энергии каждые 2,8 часа. Но световой удар в вашем доме, вероятно, вызовет некоторый ущерб, тогда как 2,8 часа возле передатчика AM не будет.

Вы можете понять, почему короткий импульс является более разрушительным, если взглянуть на определение индуктивности:

Где:

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

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

Емкость определяется аналогично, будучи двойным индуктивности:

Это означает, что быстрое изменение напряжения может привести к повреждению токов.

Конечно, оружие EMP может генерировать как магнитные, так и электрические поля, но из этих двух уравнений вы можете понять, почему импульсная часть электромагнитного импульса является ключом к его разрушительной силе. Грубо говоря, выделение такого же количества энергии в половине времени удваивает токи и напряжения, которые могут быть получены, с последующим увеличением разрушительной силы.

Импульсы EMP ядерной бомбы могут воздействовать на такую ​​большую площадь, потому что бомба содержит такое большое количество энергии.

Ссылаясь на https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagn_pulse#Starfish_Prime и https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent , высокогорный «Морской прайм», который вызвал электрическое повреждение на Гавайях, около 1445 километров ( 898 миль) Вдали от точки детонации, выбив около 300 уличных фонарей, использовали бомбу мощностью 1,44 мегатонны, что эквивалентно половине всех обычных взрывчатых веществ, использованных во время Второй мировой войны в одном взрыве . 6 петаджоулей энергии.

Это равносильно управлению радиостанцией мощностью 50 кВт в ответе Фила Фроста в течение 3800 лет.

Испытание высотной (космической) водородной бомбы Starfish Prime 1962 года, результаты которого были видны здесь (в Новой Зеландии) в течение нескольких дней и которое якобы причинило некоторый ущерб от воздействий ЭМИ, достигнуто:

• «.... в июле 1962 года в ходе испытаний Starfish Prime были повреждены электронные устройства в Гонолулу и Новой Зеландии (примерно в 1300 километрах от него), сгорело 300 уличных фонарей на Оаху (Гавайи), сработало около 100 охранных сигнализаций и произошел сбой микроволновой печи. повторяющаяся станция на Кауаи, которая отключила надежную телефонную сеть от других гавайских островов .... "

Википедия EMP

и

Высотный взрыв

Механизмы и последствия:

Влияние БЫСТРОГО ЯДЕРНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА на электрическую сеть в масштабах всей страны: Другой взгляд,
написанный ~ = 1987.

• Аннотация: В данной работе рассматриваются в первую очередь потенциальные последствия одиночного высотного ядерного взрыва для энергосистемы США. Проводится сравнение между ЭМИ и природными явлениями, такими как молния. В этом документе делается вывод, что ЭМИ не более вредны для энергосистемы, чем ее аналоги в природе. Верхний предел электрического поля очень быстрого высокоамплитудного ЭМИ определяется из первых принципов.
  Результирующие значения значительно ниже, чем обычно представленные значения. Дополнительные расчеты показывают, что ионизация, вызванная ядерным взрывом, сильно ослабляет ЭМИ.

Как все работает - ebomb

70+ страниц - антивоенный фокус, но большое количество на emp.

Результаты испытаний ядерного оружия: устранение преувеличений, которые способствуют распространению ядерного оружия

40 страниц + сборник - много на emp включено.

Воздействие ядерного оружия: фактическая правда, составленная из рассекреченных докладов