Qu'est-ce qui rend la bombe électronique ou l'impulsion électromagnétique (EMP) destructrice?

Wikipédia dit que l'impulsion électromagnétique Comme pour tout signal électromagnétique, l'énergie EMP peut être transférée sous l'une des quatre formes suivantes:

• Champ électrique

• Champ magnétique

• Un rayonnement électromagnétique

• Conduction électrique

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

Je sais que les quatre formes d'énergie sont autour de nous et nous les utilisons dans notre vie quotidienne. Par exemple: la conduction électrique est utilisée dans les transformateurs et nous utilisons le rayonnement électromagnétique pour écouter nos stations de radio et nos émissions de télévision. Ils ne sont pas destructeurs pour les appareils électroniques. Donc:

Qu'est-ce qui rend une bombe électrique destructrice?

Je pense que cela peut affecter les signaux pendant une courte période, puis tous les appareils électroniques fonctionneront à nouveau correctement.

Quant à ma deuxième question:

Comment peut-il atteindre une très large gamme (grosses radios) d'appareils électroniques endommagés? Comment peut-il endommager tous les appareils d'une ville ou d'une grande région?

Remarque: je pose cette question parce que je suis curieux et juste pour apprendre, je ne veux pas détruire et chose :)

La raison pour laquelle une telle impulsion est si destructrice est qu'elle a une large gamme de fréquences et peut donc affecter des choses avec une large gamme de dimensions physiques et la grande amplitude de l'impulsion.

Chaque morceau de matériau conducteur agit comme une antenne. Dans l'expérience normale ici sur terre, le rayonnement RF ambiant est si faible que les courants et les tensions qui en résultent dans ces matériaux conducteurs sont si faibles qu'ils ne causent aucun dommage. En fait, ils sont si bas que les radios destinées délibérément à capter ces signaux doivent les amplifier pour atteindre des niveaux utiles.

Les tensions et courants qui en résultent sont proportionnels à la force du champ qui les provoque. Un certain niveau de tension et de courant endommagera quelque chose, donc un certain niveau d'intensité de champ causera des dommages. C'est plusieurs ordres de grandeur de plus que ce que nous vivons normalement ici, mais c'est exactement ce que le bon type de bombe nucléaire peut produire.

Si un circuit est destiné à fonctionner avec les signaux microampères provenant d'une antenne, il ne faut pas s'étendre pour imaginer que les amplis peuvent endommager quelque chose.

Ce n'est pas aussi farfelu que cela puisse paraître. De grandes éjections de masse coronale du soleil ont déjà supprimé des sections du réseau électrique. Dans ce cas, les lignes électriques sont de très longues antennes et les champs provoqués par le mouvement de tant de particules chargées ont provoqué un excès de courant suffisant pour déclencher les disjoncteurs du système.

Deux choses rendent une arme EMP destructrice:

• la quantité énorme d'énergie libérée
• la très courte durée pendant laquelle il est sorti

Un autre exemple plus petit, mais similaire, est la foudre. Un coup de foudre pourrait libérer 500 mégajoules d'énergie en seulement quelques millisecondes. À titre de comparaison, une station de diffusion de 50 kW AM émet la même quantité d'énergie toutes les 2,8 heures. Mais un coup d'éclairage à votre maison causera probablement des dommages, alors que 2,8 heures près d'un émetteur AM ne le feront pas.

Vous pourriez avoir une idée de pourquoi une impulsion courte est plus destructrice en regardant la définition de l'inductance:

Où:

• $v(t)$ est la tension au temps , en volts$t$
• $L$ est l'inductance, chez henrys,
• $\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$ est le taux de variation du courant dans le temps, en ampères par seconde

Une arme EMP va créer des changements très rapides dans le champ magnétique, ce qui induira des courants changeant très rapidement dans n'importe quel conducteur . Par conséquent, sera très grand, et même en travaillant contre une petite inductance, cela peut entraîner des tensions suffisamment élevées pour endommager l'électronique, en particulier des choses sensibles comme les MOSFET (la base de l'électronique numérique moderne) , dont beaucoup peuvent être endommagés en appliquant aussi peu que 10 volts à leur grille.$\frac{\mathrm di}{\mathrm dt}$

La capacité est définie de manière similaire, étant le double de l'inductance:

Cela signifie qu'un changement rapide de tension peut entraîner des courants dommageables.

Bien sûr, une arme EMP est susceptible de générer des champs magnétiques et électriques, mais à partir de ces deux équations, vous pouvez voir pourquoi la partie impulsionnelle de l'impulsion électromagnétique est la clé de son pouvoir destructeur. En gros, la libération de la même quantité d'énergie en deux fois plus de temps double les courants et les tensions qui pourraient être produits, avec pour conséquence une augmentation de la puissance destructrice.

Les impulsions EMP de la bombe nucléaire peuvent affecter une si grande surface car la bombe contient une telle quantité d'énergie.

Se référant à https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_electromagnetic_pulse#Starfish_Prime et https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent , le "Starfish Prime" de haute altitude qui a causé des dommages électriques à Hawaï, à environ 1445 kilomètres ( À 898 mi) du point de détonation, détruisant environ 300 lampadaires, a utilisé une bombe de 1,44 mégatonne: cela équivaut à la moitié de tous les explosifs conventionnels utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale en une seule explosion . 6 pétajoules d'énergie.

Cela équivaut à faire fonctionner la station de radio AM de 50 kW dans la réponse de Phil Frost pendant 3800 ans.

Le test de la bombe H Starfish Prime de haute altitude (espace) de 1962, dont les résultats ont été visibles ici (en Nouvelle-Zélande) pendant des jours et qui aurait causé des dommages dus aux effets EMP, a été atteint:

• ".... en juillet 1962, le test Starfish Prime a endommagé des appareils électroniques à Honolulu et en Nouvelle-Zélande (à environ 1 300 kilomètres), a allumé 300 lampadaires à Oahu (Hawaï), déclenché une centaine d'alarmes antivol et provoqué la panne d'un micro-ondes répétition de la station sur Kauai, qui a coupé le système téléphonique robuste des autres îles hawaïennes. "

Wikipedia EMP

et

Explosion à haute altitude

Mécanismes et conséquences:

Effet de l'impulsion électromagnétique rapide nucléaire sur le réseau électrique à l'échelle nationale: une vision différente
écrite ~ = 1987.

• Résumé: Cet article examine principalement les effets potentiels d'une seule explosion nucléaire à haute altitude sur le réseau électrique américain. Une comparaison est faite entre l'EMP et les phénomènes naturels tels que la foudre. Cet article conclut que l'EMP n'est pas plus nocif pour le réseau électrique que ses homologues dans la nature. Une limite supérieure du champ électrique de l'EMP très rapide à haute amplitude est dérivée des premiers principes.
  Les valeurs résultantes sont nettement inférieures aux valeurs couramment présentées. Des calculs supplémentaires montrent que l'ionisation produite par une explosion nucléaire atténue gravement l'EMP.

Comment ça marche - Ebomb

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