Электромагнитный направленный импульс своими руками: Уничтожитель электроники | Сделай сам своими руками

Содержание

Уничтожитель электроники | Сделай сам своими руками

Представьте, что у вас есть некое устройство, которое способно вывести из строя любую электронику на расстоянии. Согласитесь, похоже на сценарий какого-то фантастического фильма. Но это не фантастика, а вполне реальность. Такое устройство сможет сделать почти любой желающий своими руками, из деталей, которые свободно можно достать.

Описание устройства

Уничтожитель электроники – электромагнитная пушка, посылающая мощные направленные электромагнитные импульсы высокой амплитуды, способные вывести из строя микропроцессорную технику.

Принцип работы уничтожителя

Принцип работы отдаленно напоминает работу трансформатора Тесла и электрошокера. От элемента питания питается электронный высоковольтный повышающий преобразователь. Нагрузкой высоковольтного преобразователя является последовательная цепь из катушки и разрядника. Как только напряжение достигнет уровня пробивки разрядника, происходит разряд. Этот разряд дает возможность передать всю энергию высоковольтного импульса катушке из проволоки. Эта катушка преобразовывает высоковольтный импульс в электромагнитный импульс высокой амплитуды. Цикл повторяется несколько сот раз в секунду и зависит от частоты работы преобразователя.

Схема прибора

В роли разрядника будет использоваться один переключатель – его не нужно будет нажимать. А другой для коммутации.

Что нужно для сборки?

— Аккумуляторы 3,7 В – aliexpress
— Корпус – aliexpress
— Преобразователь высокого напряжения – aliexpress
— Переключатели две штуки – aliexpress
— Супер клей.
— Горячий клей.

Сборка

Берем корпус и сверлим отверстия под переключатели. Один с низу, другой с верху. Теперь делаем катушку. Наматываем по периметру корпуса. Витки фиксируем горячим клеем. Каждый виток отделен друг от друга. Катушка состоит из 5 витков. Собираем все по схеме, припаиваем элементы. Вставляем изоляционную прокладку между контактами высоковольтного выключателя, чтобы искра была внутри, а не снаружи. Закрепляем все детали внутри корпуса, закрываем крышку корпуса.

Требования безопасности

Будьте особо осторожны – очень высокое напряжение! Все манипуляции со схемой производите только после отключения источника питания.
Не используйте этот электромагнитный уничтожитель рядом с медицинским оборудование, или другим оборудованием, от которого может зависеть человеческая жизнь.

Результат работы магнитной пушки

Пушка лихо вышибает почти все чипы, конечно есть и исключения. Если у вас имеются ненужные электронные устройства можете проверить работу на них. Уничтожитель электроники имеет очень маленький размер и спокойно умещается в кармане.
Проверка на осциллографе. Держа щупы на расстоянии и не подключая, осциллограф просто зашкаливает.

Испытания

Выводим из строя мигающий светодиод со встроенным контроллером.


Ломаем микроволновую печь.

Видео инструкция сборки.

Мощный направленный импульс своими руками. Импульсный излучатель. Устройства высокого волнового сопротивления

Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

Схема устройства

Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

Кольцевая модификация

Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

Устройство с яром

Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

Модель с двойной обмоткой

Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

Излучатели на базе отражателя

Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

Устройства для эхолотов

Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

Модификации для рыболокаторов

Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

Модели низкого волнового сопротивления

Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

Устройства высокого волнового сопротивления

Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

Стержневые устройства

Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

Модели с однопереходными конденсаторами

Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

Добрый день, уважаемые хабровчане.

Этот пост будет про недокументированные функции микроволновой печи. Я покажу, сколько полезных вещей можно сделать, если использовать слегка доработанную микроволновку нестандартным образом.

В микроволновке находится генератор СВЧ волн огромной мощности

Мощность волн, которые используются в микроволновке, уже давно будоражит моё сознание. Её магнетрон (генератор СВЧ) выдаёт электромагнитные волны мощностью около 800 Вт и частотой 2450 МГц. Только представьте, одна микроволновка вырабатывает столько излучения, как 10 000 wi-fi роутеров, 5 000 мобильных телефонов или 30 базовых вышек мобильной связи! Для того, что бы эта мощь не вырвалась наружу в микроволновке используется двойной защитный экран из стали.

Вскрываю корпус

Сразу хочу предупредить, электромагнитное излучение СВЧ диапазона может нанести вред вашему здоровью, а высокое напряжение вызвать летальный исход. Но меня это не остановит.
Сняв крышку с микроволновки, можно увидеть большой трансформатор: МОТ . Он повышает напряжение сети с 220 вольт до 2000 вольт, что бы питать магнетрон .

В этом видеоролике я хочу показать, на что способно такое напряжение:

Антенна для магнетрона

Сняв магнетрон с микроволновки я понял, что включать просто так его нельзя. Излучение распространится от него во все стороны, поражая всё вокруг. Не долго думая я решил смастерить направленную антенну из кофейной банки. Вот схема:

Теперь всё излучение направленно в нужную сторону. На всякий случай я решил проверить эффективность этой антенны. Взял много маленьких неоновых лампочек и выложил их на плоскости. Когда я поднёс антенну с включенным магнетроном, то увидел, что лампочки загораются как раз там где нужно:

Необычные опыты

Сразу хочу отметить, СВЧ значительно сильнее влияет на технику, чем на людей и животных. Даже в 10 метрах от магнетрона, техника давала сильные сбои: телевизор и муз-центр издавали страшный рычащий звук, мобильный телефон вначале терял сеть, а потом и вовсе завис. Особо сильное влияние магнетрон оказывал на wi-fi. Когда я поднёс магнетрон близко к музыкальному центру, с него посыпались искры и к моему удивлению он взорвался! При детальном осмотре обнаружил, что в нём взорвался сетевой конденсатор. В этом видео я показываю процесс сборки антенны и влияние магнетрона на технику:

Используя не ионизирующее излучение магнетрона можно получить плазму. В лампе накаливания, поднесённой к магнетрону, зажигается ярко светящийся желтый шар, иногда с фиолетовым оттенком, как шаровая молния. Если вовремя не выключить магнетрон, то лампочка взорвётся. Даже обычная скрепка, под воздействием СВЧ превращается в антенну. На ней наводится ЭДС достаточной силы, что бы зажечь дугу и расплавить эту скрепку. Лампы дневного света и «экономки» зажигаются на достаточно большом расстоянии и светятся прямо в руках без проводов! А в неоновой лампе электромагнитные волны становятся видимыми:

Хочу вас успокоить, мои читатели, ни кто из моих соседей не пострадал от моих опытов. Все ближайшие соседи сбежали из города, как только в Луганске начались боевые действия.

Техника безопасности

Я настоятельно не рекомендую повторять описанные мною опыты потому, что при работе с СВЧ требуется соблюдать особые меры предосторожности. Все опыты выполнены исключительно с научной и ознакомительной целью. Вред СВЧ излучения для человека ещё не до конца изучен. Когда я близко подходил к рабочему магнетрону я чувствовал тепло, как от духовки. Только изнутри и как бы точечно, волнами. Больше ни какого вреда я не ощутил. Но всё же настоятельно не рекомендую направлять рабочий магнетрон на людей. Из-за термического воздействия может свернуться белок в глазах и образоваться тромб в крови. Так же ведутся споры о том, что такое излучение может вызвать онкологические и хронические заболевания.

Необычные применения магнетрона

1 — Выжигатель вредителей.
СВЧ волны эффективно убивают вредителей, и в деревянных постройках, и на лужайке для загара. У жучков под твёрдым панцирем есть влагосодержащее нутро (какая мерзость!). Волны его в миг превращают в пар, при этом не причиняя вреда дереву. Я пробовал убивать вредителей на живом дереве (тлю, плодожорок), тоже эффективно, но важно не передержать потому, что дерево тоже нагревается, но не так сильно.
2 — Плавка металла.
Мощности магнетрона вполне хватает для плавки цветных металлов. Только нужно использовать хорошую термоизоляцию.
3 — Сушка.
Можно сушить крупы, зерно и т. п. Преимущество этого метода в стерилизации, убиваются вредители и бактерии.
4 — Зачистка от прослушки.
Если обработать магнетроном комнату, то можно убить в ней всю нежелательную электронику: скрытые видеокамеры, электронные жучки, радиомикрофоны, GPS слежение, скрытые чипы и тому подобное.
5 — Глушилка.
С помощью магнетрона легко можно успокоить даже самого шумного соседа! СВЧ пробивает до двух стен и «успокаивает» любую звуковую технику.

Это далеко не все возможные применения испытанные мной. Эксперименты продолжаются и вскоре я напишу ещё более необычный пост. Всё же хочу отметить, что использовать так микроволновку опасно! Поэтому лучше так делать в случаях крайней необходимости и при соблюдении правил безопасности при работе с СВЧ.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением и микроволнами.

Из курса штатской обороны знаменито, что электромагнитный импульс
появляется при ядерном взрыве и вызывает громадные уничтожения. Впрочем, разумеется, не каждый такой импульс
столь опасен. При желании его дозволено сделать вовсе маломощным, подобно тому, как искра в пьезозажигалке является крохотной точной копией громадной молнии.

Инструкция

1.
Возьмите непотребный карманный пленочный фотоаппарат со вспышкой. Вытянете из него батарейки. Наденьте резиновые перчатки и разберите агрегат.

2.
Разрядите накопительный конденсатор вспышки. Для этого возьмите резистор сопротивлением около 1 кОм и мощностью 0,5 Вт, согните его итоги, зажмите его в маленьких плоскогубцах с изолированными ручками, позже чего, удерживая резистор только при помощи плоскогубцев, замкните им конденсатор на несколько десятков секунд.Позже этого окончательно разрядите конденсатор, замкнув его лезвием отвертки с изолированной ручкой еще на несколько десятков секунд.

3.
Измерьте напряжение на конденсаторе – оно не должно превышать нескольких вольт. При необходимости, разрядите конденсатор вторично.Напаяйте на итоги конденсатора перемычку.

4.
Сейчас разрядите конденсатор в цепи синхроконтакта. Он имеет малую емкость, следственно для его разряда довольно кратковременно замкнуть синхроконтакт. Удерживаете при этом руки подальше от лампы-вспышки, от того что при срабатывании синхроконтакта на нее со особого повышающего трансформатора поступает импульс
высокого напряжения.

5.
Возьмите полый диэлектрический каркас диаметром в несколько миллиметров. Намотайте на него несколько сотен витков изолированного провода диаметром около миллиметра. Поверх обмотки намотайте несколько слоев изоляционной ленты.

6.
Катушку включите ступенчато с накопительным конденсатором вспышки.Если у фотоаппарата нет кнопки проверки вспышки, подключите параллельно синхроконтакту кнопку с отменной изоляцией, скажем, звонковую.

7.
Сделайте в корпусе агрегата небольшие выемки для итога проводов от кнопки и катушки. Они необходимы для того, дабы при сборке корпуса эти провода не оказались пережатыми, что пугает их обрывом. Снимите перемычку с накопительного конденсатора вспышки. Соберите агрегат, позже чего снимите резиновые перчатки.

8.
Вставьте в агрегат батарейки. Включите его, отвернув вспышку от себя, дождитесь зарядки конденсатора, позже чего вставьте в катушку лезвие отвертки. Удерживая отвертку за ручку, дабы она не вылетела, нажмите кнопку. Единовременно со вспышкой возникнет электромагнитный импульс
, тот, что намагнитит отвертку.

9.
Если отвертка намагнитилась неудовлетворительно отменно, дозволено повторить операцию еще несколько раз. По мере применения отвертки она будет помаленьку терять намагниченность. Волноваться по этому поводу не стоит – чай сейчас у вас есть прибор, которым ее дозволено неизменно восстановить.Учтите, что намагниченные отвертки нравятся не каждом домашним мастерам. Одни считают их дюже комфортными, другие – напротив, дюже неудобными.

Скептически настроенные люди при
результате на вопрос о действиях при ядреном взрыве
скажут, что необходимо обернуть себя простыней, выйти на улицу и строиться в шеренги. дабы принять гибель, какая она есть. Но экспертами разработан ряд рекомендаций, которые помогут выжить при ядерном взрыве.

Инструкция

1.
При приобретении информации о допустимом ядерном взрыве в местности, где вы находитесь, нужно по вероятности спуститься в подземное убежище (бомбоубежище) и не выходить, пока не получите других инструкций. Если такая вероятность отсутствует, вы находитесь на улице и нет вероятности попасть в помещение, укройтесь за любым предметом, тот, что может представлять охрану, в крайнем случае, лягте плашмя на землю и закройте голову руками.

2.
Если вы настоль близко находитесь от эпицентра взрыва, что видна сама вспышка, помните, что вам нужно укрытся от радиоктивных осадков, которые появятся в таком случае в течение 20 минут, все зависит от отдаленности от эпицентра. Значимо помнить, что радиактивные частицы разносятся ветром на сотни километров.

3.
Не покидайте своего укрытия без официального заявления властей о том, что это неопасно. Постарайтесь сделать свое нахождение в укрытие максимально удобным, поддерживайте должные санитарные данные, воду и пищу используйте экономно, побольше еды и питья дозволено двавать детям, больным и престарелым людям. По вероятности осуществляйте подмога руководящим бомбоубежища, чай нахождение в ограниченном пространстве большого числа людей может оказаться малоприятным, а продолжительность такого вынужденного сожительстваможет варьироваться от одного дня до месяца.

4.
При возвращении в жилище главно помнить и исполнять несколько правил. Перед тем, как войти в дом, удостоверитесь в его целостности, наличии повреждений, отсутствии частичного обрушения конструкций. При входе в квартиру в первую очередь уберите все легковоспламеняющиеся жидкости, медикаменты и всякие другие допустимо небезопасные вещества. Воду, газ и электричество дозволено включить лишь в том случае, когда у вас будет точное доказательство того, что все системы работают в штатном режиме.

5.
При передвижении по местности не подходите к поврежденным взрывом территориям и к зонам, помеченным знаками «небезопасные материалы» и «угроза радиации».

Обратите внимание!

Неоценимую подмога вам окажет присутствие при себе радио для прослушивания официальных сообщений местных властей. Неизменно следуйте полученным, потому что власти неизменно располагают большей инфорацией, чем окружающие.

Электромагнитный толчок малой мощности не горазд вызвать гигантских уничтожений, снося все на своем пути, как скажем, тот, тот, что получается в итоге ядерного взрыва. Сформировать маломощный толчок дозволено в домашних условиях.

Инструкция

1.
Для начала раздобудьте непотребный вам в будущем пленочный фотоаппарат, желанно, имеющий вспышку.

2.
Наденьте перчатки и приступайте к процессу разряжения накопительного конденсатора вспышки. При помощи плоскогубцев с изоляцией возьмите резистор на 0,5 Вт с сопротивлением приблизительно 1 кОм и замкните при помощи него конденсатор на 30-40 секунд. После этого замкните конденсатор при помощи отвертки с изоляцией еще на полминуты, дабы он окончательно разрядился.

3.
Проследите, дабы напряжение в конденсаторе было не больше нескольких вольт. Если потребуется, разрядите его еще раз. На итоги конденсатора сделайте перемычку.

4.
Сейчас займитесь разряжением конденсатора в цепи малой емкости – синхроконтакте. Для этого намотайте на диэлектрическую катушку диаметром 5-6 мм около 200 витков изолированного миллиметрового провода. Сверху покройте обмотку изолентой.

5.
Подсоедините каркас с обмоткой ступенчато с накопительным конденсатором вспышки. В том случае, если ваш фотоаппарат не имеет кнопку проверки вспышки, то дозволено подключить параллельно синхроконтакту звонковую кнопку.

6.
В корпусе фотоаппарата проделайте отверстия для того, дабы вывести провода от кнопки и каркаса с обмоткой. Отверстия дозволят избежать пережатия и обрыва столь значимых проводов. Сейчас можете убрать перемычку с накопительного конденсатора вспышки и собрать агрегат.

7.
Снимите перчатки и поставьте в фотоаппарат батарейки. Испробуйте его включить, при этом отворачивая вспышкой в сторону. Немножко подождите, пока конденсатор зарядится, и вставьте в каркас с обмоткой отвертку с изолированной ручкой.

8.
Осмотрительно, придерживая отвертку, дабы она не отлетела в сторону, нажмите на кнопку. У вас должен образоваться электромагнитный толчок, намагничивающий отвертку, в момент вспышки.

Видео по теме

Обратите внимание!

Будьте осмотрительны при работе с всякими высоковольтными приборами.

Представьте, что у вас есть некое устройство, которое способно вывести из строя любую электронику на расстоянии. Согласитесь, похоже на сценарий какого-то фантастического фильма. Но это не фантастика, а вполне реальность. Такое устройство сможет сделать почти любой желающий своими руками, из деталей, которые свободно можно достать.

Описание устройства

Уничтожитель электроники – электромагнитная пушка, посылающая мощные направленные электромагнитные импульсы высокой амплитуды, способные вывести из строя микропроцессорную технику.

Принцип работы уничтожителя

Принцип работы отдаленно напоминает работу трансформатора Тесла и электрошокера. От элемента питания питается электронный высоковольтный повышающий преобразователь. Нагрузкой высоковольтного преобразователя является последовательная цепь из катушки и разрядника. Как только напряжение достигнет уровня пробивки разрядника, происходит разряд. Этот разряд дает возможность передать всю энергию высоковольтного импульса катушке из проволоки. Эта катушка преобразовывает высоковольтный импульс в электромагнитный импульс высокой амплитуды. Цикл повторяется несколько сот раз в секунду и зависит от частоты работы преобразователя.

Схема прибора

В роли разрядника будет использоваться один переключатель – его не нужно будет нажимать. А другой для коммутации.

Что нужно для сборки?

— Аккумуляторы 3,7 В –
— Корпус –
— Преобразователь высокого напряжения –
— Переключатели две штуки –
— Супер клей.
— Горячий клей.

Сборка

Берем корпус и сверлим отверстия под переключатели. Один с низу, другой с верху. Теперь делаем катушку. Наматываем по периметру корпуса. Витки фиксируем горячим клеем. Каждый виток отделен друг от друга. Катушка состоит из 5 витков. Собираем все по схеме, припаиваем элементы. Вставляем изоляционную прокладку между контактами высоковольтного выключателя, чтобы искра была внутри, а не снаружи. Закрепляем все детали внутри корпуса, закрываем крышку корпуса.

Требования безопасности

Будьте особо осторожны – очень высокое напряжение! Все манипуляции со схемой производите только после отключения источника питания.
Не используйте этот электромагнитный уничтожитель рядом с медицинским оборудование, или другим оборудованием, от которого может зависеть человеческая жизнь.

Результат работы магнитной пушки

Пушка лихо вышибает почти все чипы, конечно есть и исключения. Если у вас имеются ненужные электронные устройства можете проверить работу на них. Уничтожитель электроники имеет очень маленький размер и спокойно умещается в кармане.
Проверка на осциллографе. Держа щупы на расстоянии и не подключая, осциллограф просто зашкаливает.

Мощный электромагнитный импульс (ЭМИ) появляется вследствие всплеска энергии, которая излучается или проводится таким источником как солнце или взрывное устройство. Если в вашем арсенале выживальщика присутствуют электротехнические или электронные устройства, необходимо предусмотреть их защиту от ЭМИ, чтобы они смогли продолжать работать после начала боевых действий, природной или техногенной катастрофы.

Что такое электромагнитный импульс

Всякий раз, когда проходит через провода, он производит электрическое и магнитное поля, которые исходят перпендикулярно движению тока. Размер этих полей пропорционален силе тока. Длина провода напрямую влияет на силу тока индуцированного электромагнитного импульса. Кроме того, даже обычное включение питания производит короткий всплеск электрической и магнитной энергии.

При этом всплеск настолько мал, что едва заметен. Например, коммутационные действия в электрической схеме, двигателях и системах зажигания для газовых двигателей так же производят к небольшим ЭМИ импульсам, которые могут вызвать помехи на соседнем радио или телевидении. Для их поглощения используются фильтры, удаляющие незначительные всплески энергии и помехи от них.

Большой выброс энергии производится, когда некий заряд электричества быстро разряжается. Данный электростатический разряд (ESD) может шокировать человека или вызвать опасные искры вокруг паров топлива. Так же многие помнят, что в детстве мы бы протирали ноги об ковер, а затем касались друзей, создавая разряд ESD. Это тоже одна из форм ESD.

Чем сильнее энергия импульса, тем больше он может повредить здания и воздействовать людей. Например, молния является мощной формой ЭМИ. может быть очень опасным и стать причиной катастрофы. К счастью, большинство молнии замкнуто на землю, где электрический заряд поглощается. Громоотвод изобрел Бенджамин Франклин, благодаря чему сегодня сохраняются многие здания и сооружения.

Такие события, как ядерные взрывы, высотные неядерные взрывы и солнечные бури могут создать мощный ЭМИ, который наносит ущерб электрическому и электронному оборудованию, расположенному недалеко от источника события. Все это угрожает электросетям и функционированию большинства электрических и электронных устройств в нашей жизни.

Поражающие факторы электромагнитного импульса

Опасность ЭМИ заключается в том, что он поражает системы жизнеобеспечения и транспорта. Поэтому, например, при мощном воздействии электромагнитного импульса современная незащищенная автотехника выходит из строя. Особенно это касается автомобилей, произведенных после 1980 года. Поэтому в случае техногенной катастрофы, начала боевых действий или всплеска солнечной активности оптимально использовать автомашины старого образца.

Кроме того, электромагнитный импульс поражает:

Компьютеры.
Дисплеи.
Принтеры.
Маршрутизаторы.
Трансформаторы.
Генераторы.
Источники питания.
Стационарные телефоны.
Любые электронные схемы.
Телевизоры.
Радио, DVD плееры.
Игровые устройства.
Медиа центры
Усилители.
Системы связи (передатчики, приемники)
Кабели (передачи данных, телефонные, коаксиальные, USB и т.д.)
Провода (особенно большой длины).
Антенны (внешние и внутренние).
Электрические шнуры питания.
Системы зажигания (авто и самолетов).
Электрические схемы СВЧ.
Кондиционеры.
Аккумуляторы (все виды).
Фонарики.
Реле.
Системы сигнализации.
Контроллеры заряда.
Преобразователи.
Калькуляторы.
Электроинструменты.
Электронные запчасти.
Зарядные устройства.
Устройства контроля (CO2, детекторы дыма и т.д.).
Кардиостимуляторы.
Слуховые аппараты.
Устройства медицинского мониторинга и т.п.

Факторы, которые определяют урон от ЭМИ

Сила входящего электромагнитного импульса.
Расстояние до источника импульса.
Угол линии удара от источника к вашему положению на вращающейся Земле.
Размер и форма объектов, которые получают и собирают ЭМИ.
Степень изоляции приборов и устройств от вещей, которые могут собирать и передавать энергию ЭМИ.
Защита или экранирование приборов и устройств.

Как защититься от ЭМИ: первые действия

С большой долей вероятности небольшие системы не будут затронуты ЭМИ (англ. EMP), если они изолированы от сети питания. Поэтому при поступлении предупреждения о грядущем EMP отключите все подключенные к электрической розетке приборы и устройства. Не забудьте вентиляцию и термостаты. Отключите солнечные панели и весь дом от общей сети, откройте запорные переключатели между солнечными панелями и инвертором, и между преобразователем и распределительной панелью питания. При слаженных действиях это займет несколько минут.

Общая защита от электромагнитного излучения

Предлагаемые защитные действия:

Отключайте электронные устройства, когда они не используется.
Отключайте электроприборы, когда они не используются.
Не оставляйте компоненты, такие как принтеры и сканеры, в режиме ожидания.
Используйте короткие кабели для работы.
Установите защитную индукцию вокруг компонентов.
Используйте компоненты с автономными батареями.
Используйте рамочные антенны.
Подключите все провода заземления к одной общей точке заземления.
По возможности используйте небольшие устройства, которые менее чувствительны к ЭМИ.
Установите MOV (металл-оксид-варистор) переходные протекторы на портативные генераторы.
Используйте ИБП для защиты электроники от всплеска EMP.
Используйте блокирования устройства.
Используйте гибридную защиту (например, полосовой фильтр с последующим молниеотводом).
Держите чувствительные приборы и устройства подальше от длинных трасс кабеля или электропроводки, антенн, растяжек, металлических башен, гофрированного металла, стальных ограждений, железнодорожных путей.
Устанавливайте кабель под землей, в экранированных кабельных каналах.
Постройте одну или несколько клеток Фарадея.

Следует заранее продумать защитную систему. Например, резервный генератор, вероятно, не будет поврежден солнечной бурей, но ЭМИ может повредить чувствительные электронные контроллеры, так что экранирование является целесообразным. И наоборот, такой прибор, как источник бесперебойного питания (ИБП) может быть полезным сам по себе в качестве компонента защиты. Если EMP происходит, резкий рост может уничтожить ИБП, но это, скорее всего, защитит от разрушения подключенные устройства и компоненты.

Как построить клетку Фарадея

Клетку Фарадея можно смастерить в домашних условиях из металлических емкостей и контейнеров, таких как мусорный бак или ведро, шкаф, сейф, старая микроволновка. Подойдет любой объемный предмет, который имеет непрерывную поверхность без зазоров или больших отверстий. Необходимо наличие плотно облегающей крышки.

Установите непроводящий материал (картон, дерево, бумага, листы пены или пластика) на всех внутренних сторонах клетки Фарадея, чтобы сохранить содержимое от прикосновения металла. Кроме того, можно обернуть каждый элемент в пузырчатую пленку или пластик. Все приборы, которые находятся внутри, должны быть изолированы от всего остального и особенно от металлического контейнера.

Что поместить в клетку Фарадея

Поместите внутрь клетки весь электронный и электротехнический арсенал, который входит в НЗ, и те компоненты, которые закуплены «впрок». Так же там необходимо расположить все, что может быть чувствительно к ЭМИ, в случае получения предупредительного сигнала. В том числе:

Батарейки для радио.
Портативные рации.
Портативные телевизоры.
Светодиодные фонарики.
Солнечное зарядное устройство.
Компьютер (ноутбук или планшет).
Сотовые телефоны и смартфоны.
Различные лампочки.
Зарядные шнуры для мобильных телефонов, планшетов и т.п.

Как защитить важную информацию от ЭМИ

Имейте в виду, что электромагнитный импульс может нарушить инфраструктуру на длительное время, а в случае – навсегда. Поэтому стоит заранее подготовиться, и произвести резервное копирование важных файлов с помещением их на разных носителях в разные клетки Фарадея.

Вместо послесловия

Если предупреждение об ЭМИ небыло получено, но вы видите яркую вспышку с последующим отключением энергосистем, действуйте по своему усмотрению. Ведь нельзя знать заранее, насколько тяжелым и опасным будет электромагнитный импульс, дальность которого при некоторых видах взрывов достигает 1000 км. Но благодаря подготовке и предварительному планированию можно определить, насколько реально мы сможем выжить в мире после ЭМИ.

И будете в безопасности!

Электромагнитная бомба своими руками. Электромагнитный импульс: просто о сложном

Содержимое:

Электромагнитный импульс (ЭМИ) – это естественное явление, вызванное резким ускорением частиц (в основном, электронов), которое приводит к возникновению интенсивного всплеска электромагнитной энергии. Повседневными примерами ЭМИ могут служить следующие явления: молния, системы зажигания двигателей внутреннего сгорания и солнечные вспышки. Несмотря на то, что электромагнитный импульс способен вывести из строя электронные устройства, данную технологию можно применить для целенаправленного и безопасного отключения электронных устройств или для обеспечения безопасности персональных и конфиденциальных данных.

Шаги

1
Создание элементарного электромагнитного излучателя

  1. 1
    Соберите необходимые материалы.
    Для создания простейшего электромагнитного излучателя вам понадобится одноразовый фотоаппарат, медная проволока, резиновые перчатки, припой, паяльник и железный прут. Все эти предметы можно приобрести в ближайшем строительном магазине.

    • Чем толще проволоку вы возьмете для эксперимента, тем мощнее получится итоговый излучатель.
    • Если вы не сможете найти железный прут, можете заменить его стержнем из неметаллического материала. Однако обратите внимание, что подобная замена негативно скажется на мощности производимого импульса.
    • В ходе работы с электрическими деталями, способными удерживать заряд, или при пропускании электрического тока через объект, мы настоятельно рекомендуем надевать резиновые перчатки, дабы избежать возможного электрического удара.
  2. создать электромагнитный импульс
    2
    Соберите электромагнитную катушку.
    Электромагнитная катушка – это устройство, которое состоит из двух отдельных, но в то же время взаимосвязанных деталей: проводника и сердечника. В данном случае в качестве сердечника будет выступать железный прут, а в качестве проводника – медная проволока.

    • Плотно обмотайте проволоку вокруг сердечника, не оставляя пробелов между витками. Не обматывайте весь провод, оставьте небольшое количество на краях обмотки, чтобы у вас была возможность подсоединить свою катушку к конденсатору.
  3. создать электромагнитный импульс
    3
    Припаяйте концы электромагнитной катушки к конденсатору.
    Конденсатор, как правило, имеет вид цилиндра с двумя контактами, а найти его можно на любой монтажной плате. В одноразовом фотоаппарате такой конденсатор отвечает за вспышку. Перед отпаиванием конденсатора обязательно вытащите батарейку из фотоаппарата, иначе вас может ударить током.

    • Пока вы будете работать с монтажной платой и конденсатором, резиновые перчатки уберегут вас от электрических разрядов.
    • Щелкните пару раз фотоаппаратом после извлечения батарейки, чтобы израсходовать накопленный заряд в конденсаторе. Из-за накопленного заряда вас в любой момент может ударить током.
  4. 4
    Найдите безопасное место для тестирования своего электромагнитного излучателя.
    В зависимости от задействованных материалов, эффективный радиус действия вашего ЭМИ будет составлять примерно один метр в любом направлении. Как бы то ни было, любая электроника, попавшая под ЭМИ, будет уничтожена.

    • Не забывайте, что ЭМИ воздействует на все без исключения устройства в радиусе поражения, начиная от аппаратов жизнеобеспечения, вроде кардиостимуляторов, и заканчивая мобильными телефонами. Любой ущерб, причиненный этим устройством посредством ЭМИ, может повлечь за собой юридические последствия.
    • Заземленная площадка, вроде пня или пластмассового стола, является идеальной поверхностью для тестирования электромагнитного излучателя.
  5. 5
    Так как электромагнитное поле воздействует лишь на электронику, подумайте о приобретении какого-то недорогого устройства в ближайшем магазине электроники. Эксперимент можно считать успешным, если после активации ЭМИ электронное устройство перестанет работать.

    • Множество магазинов канцелярских товаров торгуют достаточно недорогими электронными калькуляторами, с помощью которых вы можете проверить эффективность созданного излучателя.
  6. 6
    Вставьте батарейку обратно в камеру.
    Для восстановления заряда необходимо пропустить через конденсатор электричество, которое впоследствии обеспечит вашу электромагнитную катушку током и создаст электромагнитный импульс. Поместите объект для испытаний как можно ближе к ЭМ излучателю.

    • Наличие электромагнитного поля, в основном, невозможно определить на глаз. Без тестируемого объекта вы не сможете подтвердить успешное создание ЭМИ.
  7. создать электромагнитный импульс
    7
    Дайте конденсатору зарядиться.
    Позвольте батарейке снова зарядить конденсатор, отсоединив его от электромагнитной катушки, затем уже в резиновых перчатках или пластиковыми щипцами снова их соедините. Работая голыми руками, вы рискуете получить удар током.
  8. создать электромагнитный импульс
    8
    Включите конденсатор.
    Активация вспышки на камере высвободит накопленное в конденсаторе электричество, которое при прохождении через катушку создаст электромагнитный импульс.

    • Созданное электромагнитное поле будет воздействовать на любую электронику, включая выключенную. Если в качестве испытуемого объекта вы выбрали калькулятор, то после включения конденсатора, и в случае успешного создания ЭМ импульса, калькулятор больше не включится.

2
Создание портативного устройства ЭМ излучения

  1. 1
    Соберите все необходимое.
    Создание портативного устройства ЭМИ пройдет более гладко, если при себе у вас будут все необходимые инструменты и компоненты. Вам понадобятся следующие предметы:

    • Пальчиковая батарейка
    • Соответствующий батарейный отсек
    • Медная проволока
    • Картонная коробка
    • Одноразовая камера (со вспышкой)
    • Изолента
    • Железный сердечник (желательно цилиндрической формы)
    • Резиновые перчатки (рекомендовано)
    • Простой выключатель
    • Припой и паяльник
    • Радиоантенна
  2. 2
    Вытащите монтажную плату из фотоаппарата.
    Внутри одноразового фотоаппарата находится монтажная плата, которая и отвечает за его функционал. Для начала вытащите батарейки, а затем уже и саму плату, не забыв при этом отметить положение конденсатора.

    • Работая с фотоаппаратом и конденсатором в резиновых перчатках, вы тем самым обезопасите себя от возможного электрического удара.
    • Конденсаторы, как правило, имеют вид цилиндра с двумя контактами, прикрепленными к плате. Это одна из важнейших деталей будущего устройства ЭМИ.
    • После того как вы вытащите батарейку, щелкните пару раз фотоаппаратом, чтобы израсходовать накопленный заряд в конденсаторе. Из-за накопленного заряда вас в любой момент может ударить током.
  3. 3
    Обмотайте медную проволоку вокруг железного сердечника.
    Возьмите достаточное количество медной проволоки, чтобы равномерно идущие витки могли полностью покрыть железный сердечник. Также убедитесь, чтобы витки плотно прилегали друг к другу, иначе это негативно скажется на мощности ЭМИ.

    • Оставьте небольшое количество провода на краях обмотки. Они нужны, чтобы подсоединить к катушке остальную часть устройства.
  4. 4
    Нанесите изоляцию на радиоантенну.
    Радиоантенна послужит в качестве рукоятки, на которой будут закреплены катушка и плата от фотоаппарата. Оберните основание антенны изолентой, дабы уберечься от удара током.
  5. 5
    Закрепите плату на плотном куске картона.
    Картон послужит в качестве еще одного слоя изоляции, который убережет вас от неприятного электрического разряда. Возьмите плату и изолентой закрепите ее на картоне, но так, чтобы она не закрывала дорожки электропроводящей цепи.

    • Закрепите плату лицевой стороной вверх, чтобы конденсатор и его проводящие дорожки не контактировали с картоном.
    • На картонной подложке для печатной платы также должно хватить достаточно места для батарейного отсека.
  6. 6
    Закрепите электромагнитную катушку на конце радиоантенны.
    Поскольку для создания ЭМИ электрический ток должен пройти через катушку, неплохо бы добавить второй слой изоляции, поместив небольшой кусочек картона между катушкой и антенной. Возьмите изоленту и закрепите катушку на куске картона.
  7. 7
    Припаяйте источник питания.
    Найдите на плате разъемы для батарейки и соедините их с соответствующими контактами батарейного отсека. После этого можете закрепить все это дело изолентой на свободном участке картонки.
  8. 8
    Подсоедините катушку к конденсатору.
    Необходимо припаять края медной проволоки к электродам вашего конденсатора. Между конденсатором и электромагнитной катушкой также следует установить переключатель, который бы управлял потоком электроэнергии между этими двумя компонентами.

    • Во время данного этапа сборки устройства ЭМИ вы должны оставаться в резиновых перчатках. Из-за оставшегося заряда в конденсаторе вас может ударить током.
  9. 9
    Прикрепите картонную подложку к антенне.
    Возьмите изоленту и прочно прикрепите картонную подложку вместе со всеми деталями к радиоантенне. Закрепите ее над основанием антенны, которое вы уже должны были обмотать изолентой.
  10. 10
    Найдите подходящий объект для испытаний.
    Простой и недорогой калькулятор идеально подойдет для тестирования портативного устройства ЭМИ. В зависимости от материалов и оборудования, использованных при конструировании вашего устройства, ЭМ поле будет работать либо в непосредственной близости от катушки, либо покрывать расстояние до одного метра вокруг нее.

    • Любое электронное устройство, попавшее в радиус действия ЭМ поля, будет выведено из строя. Убедитесь, что рядом с выбранной тестовой площадкой нет электронных приборов, которым бы вы не хотели навредить. Вся ответственность за поврежденное имущество будет лежать на вас.
  11. 11
    Протестируйте свое портативное устройство ЭМИ.
    Проверьте, чтобы переключатель устройства находился в положении «ВЫКЛ», после чего вставьте батарейки в батарейный отсек на картонной подложке. Держите устройство за изолированное основание антенны (словно протоновый ускоритель из «Охотников за привидениями»), направьте катушку в сторону объекта для испытаний и переключите выключатель в положение «ВКЛ».

    • Если вы сомневаетесь в своих знаниях и навыках соединения электронных компонентов, при работе с устройством в качестве дополнительной меры предосторожности наденьте резиновые перчатки.
    • В случае успеха эксперимента, тестируемый объект вкупе с другой электроникой, оказавшейся в эффективном диапазоне ЭМ поля, перестанет работать.
    • В зависимости от задействованного конденсатора, необходимое напряжение для его зарядки тоже будет разным. Емкость конденсатора в одноразовом фотоаппарате составляет где-то 80-160 мкФ, а напряжение должно быть в пределах 180-330 вольт.
  • Размер медной проволоки и длина катушки определят силу и радиус электромагнитного импульса. В целях безопасности прежде чем приступать к созданию большего, более мощного излучателя, начните с небольшого устройства, чтобы проверить эффективность вашей конструкции.

Предупреждения

  • Вся ответственность за поврежденное электромагнитным полем имущество будет лежать на вас.
  • Работать с электромагнитными импульсами крайне опасно. Существует высокая вероятность поражения электрическим током, а в более редких случаях – взрыва, пожара или повреждения электроники. Перед созданием медной катушки уберите из комнаты или рабочей зоны все электронные приборы. Любые электронные устройства на расстоянии нескольких метров от импульса будут повреждены.

Что вам понадобится

  • Медная проволока (ЭМ излучатель)
  • Одноразовый фотоаппарат (ЭМ излучатель)
  • Железный прут (ЭМ излучатель)
  • Припой и паяльник (ЭМ излучатель)
  • Пальчиковая батарейка (портативное устройство ЭМИ)
  • Батарейный отсек (портативное устройство ЭМИ)
  • Медная проволока (портативное устройство ЭМИ)
  • Картонная коробка (портативное устройство ЭМИ)
  • Одноразовый фотоаппарат (со вспышкой; портативное устройство ЭМИ)
  • Изолента (портативное устройство ЭМИ)
  • Железный сердечник (желательно цилиндрической формы; портативное устройство ЭМИ)
  • Резиновые перчатки (рекомендовано для обоих устройств)
  • Простой электрический выключатель (портативное устройство ЭМИ)
  • Припой и паяльник (портативное устройство ЭМИ)
  • Радиоантенна (портативное устройство ЭМИ)

Этот серьезный проект показывает, как получить импульс электромагнитной энергии в несколько мегаватт, который может нанести непоправимый вред электронному компьютеризированному и чувствительному к электромагнитным помехам коммуникационному оборудованию. Ядерный взрыв вызывает подобный импульс, для защиты от него электронных устройств необходимо принимать специальные меры. Этот проект требует накопления смертельного количества энергии, и его не следует пытаться реализовать вне специализированной лаборатории. Подобное устройство можно использовать для вывода из строя компьютерных систем управления автомобилем с целью остановки автомобиля в неординарных случаях угона или если за рулем находится пьяный

Рис. 25.1. Лабораторный электромагнитный импульсный генератор

и опасный для окружающих автомобилистов водитель. Электронное оборудование можно протестировать с помощью электронного импульсного генератора на чувствительность к мощным импульсным помехам – к молниям и потенциальному ядерному взрыву (это актуально для военного электронного оборудования).

Проект описан здесь без указания всех деталей, указаны только основные компоненты. Используется дешевый открытый искровой разрядник, но он даст только ограниченные результаты. Для достижения оптимальных результатов необходим газовый или радиоизотопный разрядник, который эффективен для создания помех как при потенциальном ядерном взрыве (рис. 25.1).

Общее описание устройство

Генераторы ударной волны способны вырабатывать сфокусированную акустическую или электромагнитную энергию, которая может разрушать предметы, применяться в медицинских целях, например, для разрушения камней во внутренних органах человека (почках, мочевом пузыре и т.д.). Генератор электромагнитных импульсов может вырабатывать электромагнитную энергию, которая может разрушать чувствительную электронику в компьютерах и микропроцессорном оборудовании. Нестабилизированные индуктивно-емкостные цепи LC могут вырабатывать импульсы в несколько гигаватт за счет использования устройств взрывания провода. Эти импульсы высокой энергии – электромагнитные импульсы (в иностранной технической литературе ЕМР – ElectroMagnetic Pulses) можно использовать для тестирования твердости металла параболических и эллиптических антенн, гудков и других направленных дистанционных воздействий на предметы.

Например, в настоящее время ведутся исследования по разработке системы, которая будет выводить автомобиль из строя во время опасной погони на высоких скоростях за человеком, совершившим противоправное действие, например, угонщиком или пьяным водителем. Секрет заключается в генерации обладающего достаточной энергией импульса для сжигания электронных управляющих процессорных модулей автомобиля. Это гораздо проще выполнить, когда автомобиль покрыт пластиком или оптоволокном, чем когда он покрыт металлом. Экранирование металлом создает дополнительные проблемы исследователю, разрабатывающему практически применимую систему. Можно построить устройство и для этого тяжелого случая, но оно может быть дорогостоящим и оказать вредное воздействие на дружественные устройства, заодно выводя их из строя. Поэтому исследователи находятся в поиске оптимальных решений для мирных и военных целей применения электромагнитных импульсов (ЕМР).

Цель проекта

Цель проекта заключается в генерации пикового импульса энергии для тестирования на прочность электронного оборудования. В частности, данный проект исследует использование подобных устройств для выведения из строя транспортных средств за счет разрушения микросхем компьютера. Мы проведем эксперименты по разрушению цепей электронных устройств с помощью направленной ударной волны.

Внимание! Донный проект использует смертельно опасную электрическую энергию, которая при неправильном контакте может убить человека мгновенно.

Система высокой энергии, которая будет собрана, использует взрывающийся провод, который может создать эффекты, подобные шрапнели. Разряд системы может серьезно повредить электронику близко расположенных компьютеров и другого аналогичного оборудования.

Конденсатор С заряжается от источника тока до напряжения источника питания в течение определенного периода времени. Когда он достигает напряжения, соответствующего определенному уровню запасенной энергии, ему дается возможность быстро разрядиться через индуктивность резонансного LC-конту- ра. Генерируется мощная, недемпфированная волна на собственной частоте резонансного контура и на ее гармониках. Индуктивность L резонансной цепи может состоять из катушки и индуктивности связанного с ней провода, а также собственной индуктивности конденсатора, которая составляет около 20 нГн. Конденсатор цепи является накопителем энергии и также оказывает влияние на резонансную частоту системы.

Излучение энергетического импульса может быть достигнуто посредством проводящей конической секции или металлической структуры в форме рупора. Некоторые экспериментаторы могут использовать полуволновые элементы с питанием, подаваемым на центр катушкой, связанной с катушкой резонансной цепи. Эта полуволновая антенна состоит из двух четвертьволновых секций, настроенных на частоту резонансной схемы. Они представляют собой катушки, намотка которых имеет примерно одинаковую длину с длиной четверти волны. Антенна имеет две радиально направленные части, параллельные длине или ширине антенны. Минимальное излучение происходит в точках, расположенных по оси или на концах, но мы не проверяли на практике этот подход. Например, газоразрядная лампа будет вспыхивать ярче на расстоянии от источника, индицируя мощный направленный импульс электромагнитной энергии.

Наша тестовая импульсная система вырабатывает электромагнитные импульсы в несколько мегаватт (1 МВт широкополосной энергии), которые распространяются с помощью конической секционной антенны, состоящей из параболического рефлектора диаметром 100-800 мм. Расширяющийся металлический рупор 25×25 см также обеспечивает определенную степень воздействия. Специальный

Рис. 25.2. Функциональная схема импульсного электромагнитного генератора
Примечание:

Базовая теория работы устройства:

Резонансная схема LCR состоит из указанных на рисунке компонентов. Конденсатор С1 заряжается от зарядного устройства постоянного тока током l c . Напряжение V на С1 опг*а’ ouivwrcs. соотношением:

Искровой разрядник GAP установлен на запуск при напряжении V чуть ниже50000 В. При запуске пиковый ток достигает значения:

di/dt-V/L.хтигггуктосго электромагнитного излучения. Пиковая мощность ипрмоьл*тз1 описанным ниже образом и щ»«**и*гг многие мегаватты!

1. Цикл заряд а: dv=ldt/C.

(Выражает напряжение заряда на конденсаторе в функции времени, где I – постоянный ток.)

2. Накопленная энергия в С как функция от напряжения: £=0,5CV

(Выражает энергию в джоулях при увеличении напряжения.)

3. Время отклика V* цикла пикового тока: 1,57 (LC) 0 – 5 . (Выражает время для первого пика резонансного тока при запуске искрового разрядника.)

4. Пиковый ток вточке V* цикла: V(C/ Ц 05 (Выражает пиковый ток.)

5. Исходный отклик в функции от времени:

Ldi/dt+iR+ 1/С+ 1/CioLidt=0.

(Выражает напряжение как функцию от времени.)

6. Энергия катушки индуктивности в д жоулях: E=0,5U 2 .

7. Отклик, когда схема разомкнута при максимальном токе через L: LcPi/dt 2 +Rdi/dt+it/С=dv/dt.

Из этого выражения видно, что энергия катушки должна направляться куда-либо в течение очень короткого времени, результатом чего является взрывное поле высвобождения энергии Е х В.

Мощный импульс в много мегаватт вд иапазонеулырвныилсчг>;*ттеля. i-M.

конденсатор 0,5 мкФ с малой индуктивностью заряжается за 20 с с помощью устройства ионного заряда, описанного в главе 1 «Антигравитационный проект», и дорабатывается, как показано. Можно достичь более высокой скорости заряда с помощью систем с более высоким током, которые можно получить по специальному заказу для более серьезных исследований через сайт www.amasingl.com.

Радиочастотный импульс высокой энергии можно генерировать также и в случае, где выход импульсного генератора взаимодействует с полноразмерной полуволновой антенной с центральным питанием, настроенной на частоты в диапазоне 1-1,5 МГц. Реальная дальность действия при частоте 1 МГц – более 150 м. Такая дальность действия может быть избыточна для многих экспериментов. Однако это нормально для коэффициента излучения, равного 1, во всех других схемах этот коэффициент меньше 1. Можно уменьшить длину реальных элементов с помощью настроенной четвертьволновой секции, состоящей из 75 м провода, намотанных через интервалы или с использованием двух-трех- метровых трубок из поливинилхлорида PVC. Эта схема вырабатывает импульс низкочастотной энергии.

Пожалуйста, имейте в виду, как это уже указывалось ранее, что импульсный выход этой системы может причинить вред компьютерам и любым приборам с микропроцессорами и другими аналогичными схемами на значительном расстоянии. Всегда будьте осторожны при тестировании и использовании этой системы, она может повредить устройства, которые просто находятся рядом. Описание основных частей, использованных в нашей лабораторной системе, дает рис. 25.2.

Конденсатор

Конденсатор С, используемый для подобных случаев, должен обладать очень низкой собственной индуктивностью и сопротивлением разряда. В то же время этот компонент должен обладать способностью к накоплению достаточной энергии для генерации необходимого импульса высокой энергии заданной частоты. К сожалению, два этих требования вступают в противоречие друг с другом, их трудно выполнить одновременно. Конденсаторы высокой энергии всегда будут обладать большей индуктивностью, чем конденсаторы низкой энергии. Другим важным фактором является использование сравнительного высокого напряжения для генерации сильных токов разряда. Эти значения необходимы для преодоления собственного комплексного импеданса последовательно соединенных индуктивного и резистивного сопротивлений на пути разряда.

В данной системе используется конденсатор 5 мкФ при 50000 В с индуктивностью 0,03 мкГн. Необходимая нам основная частота для схемы низкой энергии составляет 1 МГц. Энергия системы составляет 400 Дж при 40 кВ, что определяется соотношением:

Е = 1/2 CV 2 .

Катушка индуктивности

Вы можете использовать катушку из нескольких витков для экспериментов с низкими частотами с двойной антенной. Размеры определяются формулой индуктивности воздуха:

Рис. 25.7. Установка искрового разрядника для соединения с антенной при работе с низкой частотой

Применение устройство

Данная система предназначена для исследования чувствительности электронного оборудования к электромагнитным импульсам. Систему можно видоизменить для использования в полевых условиях и работы от перезаряжаемых аккумуляторных батарей. Ее энергию можно увеличить до уровня импульсов электромагнитной энергии в несколько килоджоулей, на собственный страх и риск пользователя. Нельзя предпринимать попыток изготовления своих вариантов устройства или использовать данное устройство, если вы не имеете достаточного опыта в использовании импульсных систем высокой энергии.

Импульсы электромагнитной энергии можно сфокусировать или запускать параллельно с помощью параболического отражателя. Экспериментальной мишенью может служить любое электронное оборудование и даже газоразрядная лампа. Вспышка акустической энергии может вызвать звуковую ударную волну или высокое звуковое давление на фокусном расстоянии параболической антенны.

Источники приобретении компонентов и деталей

Устройства заряда высокого напряжения, трансформаторы, конденсаторы, газовые искровые разрядники или радиоизотопные разрядники, импульсные генераторы MARX до 2 MB, генераторы ЕМР можно приобрести через сайт www.amasingl.com
.

В глобальной сети сейчас можно найти огромное количество информации о том, что такое электромагнитный импульс. Многие его боятся, иногда не полностью понимая, о чем идет речь. научные телевизионные передачи и статьи в желтой прессе. Не пора ли разобраться в этом вопросе?

Итак, электромагнитный импульс (ЭМИ) — это возмущение оказывающее влияние на любой материальный объект, находящийся в зоне его действия. Он воздействует не только на проводящие ток объекты, но и на диэлектрики, только немного в другой форме. Обычно понятие «электромагнитный импульс» соседствует с термином «ядерное оружие». Почему? Ответ прост: именно при ядерном взрыве ЭМИ достигает своего наибольшего значения из всех возможных. Вероятно, в некоторых экспериментальных установках также удается создать мощные возмущения поля, но они носят локальный характер, а вот при ядерном взрыве затрагиваются большие площади.

Своим появлением электромагнитный импульс обязан нескольким законам, с которыми в повседневной работе сталкивается каждый электрик. Как известно, направленное движение элементарных частиц, обладающее электрическим зарядом, неразрывно связано с Если есть проводник, по которому протекает ток, то вокруг него всегда регистрируется поле. Верно и обратное: воздействие электромагнитного поля на проводящий материал генерирует в нем ЭДС и, как следствие, ток. Обычно уточняют, что проводник формирует цепь, хотя это верно только отчасти, так как создают собственные контуры в объеме проводящего вещества. создает движение электронов, следовательно, возникает поле. Далее все просто: линии напряженности, в свою очередь, создают наведенные токи в окружающих проводниках.

Механизм данного явления следующий: благодаря мгновенному высвобождению энергии возникают потоки элементарных частиц (гамма, альфа, и пр.). Во время их прохождения сквозь воздух из молекул «выбиваются» электроны, которые ориентируются вдоль магнитных линий Земли. Возникает направленное движение (ток), генерирующее электромагнитное поле. А так как эти процессы протекают молниеносно, можно говорить об импульсе. Далее во всех проводниках, находящихся в зоне действия поля (сотни километров) индуцируется ток, а так как напряженность поля огромна, значение тока также велико. Это вызывает срабатывание систем защит, перегорание предохранителей — вплоть до возгорания и неустранимых повреждений. Действию ЭМИ подвержено все: от до ЛЭП, правда, в различной степени.

Защита от ЭМИ заключается в предотвращении индуцирующего действия поля. Этого можно добиться несколькими способами:

Удалиться от эпицентра, так как поле слабеет с увеличением расстояния;

Экранировать (с заземлением) электронное оборудование;

— «разобрать» схемы, предусмотрев зазоры с учетом большого тока.

Часто можно встретить вопрос о том, как создать электромагнитный импульс своими руками. На самом деле каждый человек сталкивается с ним ежедневно, щелкая выключателем лампочки. В момент коммутации ток кратковременно превышает номинальный в десятки раз, вокруг проводов генерируется электромагнитное поле, которое наводит в окружающих проводниках электродвижущую силу. Просто сила этого явления недостаточна, чтобы вызвать повреждение, сопоставимое с ЭМИ ядерного взрыва. Более выраженное его проявление можно получить, замеряя уровень поля вблизи дуги электросварки. В любом случае задача проста: необходимо организовать возможность мгновенного возникновения электрического тока большого действующего значения.

ГЕНЕРАТОРЫ СУПЕРМОЩНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ


В ИНФОРМАЦИОННЫХ ВОЙНАХ


В.Слюсар

В продолжение темы электромагнитного оружия предлагаем вашему вниманию обзор состояния разработок и тенденций развития технических средств создания супермощного электромагнитного импульса, предназначенных для дистанционного поражения электронных компонентов информационно-управляющих систем различного назначения, инициирования подрыва взрывчатых веществ, а также негативного воздействия на биосферу. Потенциальные свойства этих средств позволяют считать их чрезвычайно перспективным оружием поражения как по способам, так и по масштабам применения.

Н

ачало эпохи информационных войн, пришедшееся на рубеж тысячелетий, ознаменовалось появлением новых видов оружия — электромагнитного импульса (ЭМИ) и радиочастотного. По принципу поражающего действия оружие ЭМИ имеет много общего с электромагнитным импульсом ядерного взрыва и отличается от него, среди прочего, более короткой длительностью. Разработанные и испытанные в ряде стран неядерные средства генерации мощного ЭМИ способны создавать кратковременные (в несколько наносекунд) потоки электромагнитного излучения, плотность которых достигает предельных значений относительно электрической прочности атмосферы. При этом чем короче ЭМИ, тем выше порог допустимой мощности генератора.

По мнению аналитиков , наряду с традиционными средствами радиоэлектронной борьбы использование ЭМИ- и радиочастотного оружия для нанесения электронных и комбинированных электронно — огневых ударов с целью вывода из строя радиоэлектронных средств (РЭС) на расстояниях от сотен метров до десятков километров может стать одной из основных форм боевых действий в ближайшем будущем. Кроме временного нарушения функционирования (функционального подавления) РЭС, допускающего последующее восстановление их работоспособности, ЭМИ-оружие может осуществлять физическое разрушение (функциональное поражение) полупроводниковых элементов РХ, в том числе находящихся в выключенном состоянии.

Следует отметить также возможность поражающего действия мощного излучения ЭМИ-оружия на электротехнические и электроэнергетические системы вооружения и военной техники (ВВТ), электронные системы зажигания двигателей внутреннего сгорания (рис.1).

Токи, возбуждаемые электромагнитным полем в цепях электро- или радиовзрывателей, установленных на боеприпасах, могут достигать уровней, достаточных для их срабатывания . Потоки высокой энергии в состоянии инициировать детонацию взрывчатых веществ (ВВ) боеголовок ракет, бомб и артиллерийских снарядов, а также неконтактный подрыв мин в радиусе 50–60 м от точки подрыва ЭМИ-боеприпаса средних калибров (100–120 мм).
В отношении поражающего действия ЭМИ-оружия на личный состав, как правило, речь идет об эффектах временного нарушения адекватной сенсомоторики человека, возникновения ошибочных действий в его поведении и даже потери трудоспособности. Существенно, что негативные проявления воздействия мощных сверхкоротких СВЧ-импульсов не обязательно связаны с тепловым разрушением живых клеток биологических объектов. Поражающим фактором зачастую является высокая напряженность наведенного на мембранах клеток электрического поля, сравнимая с естественной квазистатической напряженностью собственного электрического поля внутриклеточных зарядов . В опытах на животных установлено, что уже при плотности импульсно-модулированного СВЧ-облучения на поверхности биологических тканей в 1,5 мВт/см2 имеет место достоверное изменение электрических потенциалов мозга. Активность нервных клеток изменяется под действием одиночного СВЧ-импульса продолжительностью от 0,1 до 100 мс, если плотность энергии в нем достигает 100 мДж/см2 . Последствия подобного влияния на человека пока мало изучены, однако известно , что облучение импульсами СВЧ иногда порождает звуковые галлюцинации, а при усилении мощности возможна даже потеря сознания.

Сегодня в различных странах изучается влияние нетеплового медико-биологического действия электромагнитного излучения различных частот и интенсивности на людей и другие биологические объекты. В июне 2003 года в штате Техас состоится уже Третий международный симпозиум по этой проблеме при спонсорстве научно-исследовательского управления ВВС США (AFOSR) www.electromed2003.com

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭМИ-ОРУЖИЯ


ЭМИ-оружие может быть создано как в виде стационарных и мобильных электронных комплексов направленного излучения, так и в виде электромагнитных боеприпасов (ЭМБ), доставляемых к цели с помощью артиллерийских снарядов, мин, управляемых ракет (рис.2), авиабомб и т. п.

Возможна разработка и компактных образцов ЭМИ-оружия для диверсионных и террористических целей. О том, насколько серьезно воспринимают такую угрозу американские аналитики, свидетельствует сценарий «цифровой какофонии», которая могла бы возникнуть в США в случае применения террористами ЭМИ- или радиочастотного оружия против зданий, впоследствии разрушенных 11 сентября 2001 года . (Авторы еще в 1996 году предусмотрели подобные события, описав разрушительное влияние разгрома финансовых баз данных на состояние мировой экономики.)

В основу ЭМБ положены методы преобразования химической энергии взрыва, горения и электрической энергии постоянного тока в энергию электромагнитного поля высокой мощности. Решение проблемы создания ЭМИ-боеприпасов связано, прежде всего, с наличием компактных источников излучения, которые могли бы
располагаться в отсеках боевой части управляемых ракет, а также в артиллерийских снарядах.

Наиболее компактными на сегодня источниками энергии для ЭМБ считаются спиральные взрывомагнитные генераторы (ВМГ), или генераторы с взрывным сжатием магнитного поля , имеющие наилучшие показатели удельной плотности энергии по массе (100 кДж/кг) и объему (10 кДж/см3), а также взрывные магнитодинамические генераторы (ВМДГ) . В ВМГ с помощью взрывчатого вещества происходит преобразование энергии взрыва в энергию магнитного поля с эффективностью до 10%, а при оптимальном выборе параметров ВМГ – даже до 20%. Такой тип устройств способен генерировать импульсы энергией в десятки мега-джоулей и длительностью до 100 мкс. Пиковая мощность излучения может достигать 10 ТВт . ВМГ могут применяться автономно или как один из каскадов для накачки генераторов СВЧ-диапазона. Ограниченная спектральная полоса излучения ВМГ (до нескольких мегагерц) делает их влияние на РЭС довольно избирательным. Вследствие этого возникает проблема создания компактных антен_
ных систем, согласованных с параметрами генерируемого ЭМИ .

В ВМДГ взрывчатка или ракетное топливо применяются для образования плазменного потока, быстрое перемещение которого в магнитном поле приводит к возникновению сверхмощных токов с сопутствующим электромагнитным излучением. Основное преимущество ВМДГ – многоразовость применения, поскольку картриджи со взрывчаткой или ракетным топливом могут закладываться в генератор многократно. Однако его удельные массогабаритные характеристики в 50 раз ниже, чем у ВМГ , и вдобавок технология ВМДГ еще не достаточно отработана, чтобы в ближайшей перспективе делать ставку на эти источники энергии.

К разряду более мощных ЭМИ-систем радиочастотного диапазона относится виркаторный генератор . При соответствующем подборе параметров конструкции и режима генерации виркатор может создавать импульс с пиковой мощностью до 40 ГВт в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Благодаря высокой скорости нарастания тока в тандемах виркатор–ВМГ возможна генерация сверхкоротких радиоимпульсов, длительность которых ограничена временем плавления анода. Представление о радиусе действия такого боеприпаса дает методика, приведенная в работе
. Однако в качестве примера следует указать, что для виркаторного генератора с несущей 5 ГГц и мощностью 10 ГВт конус поражающего действия электромагнитного излучения имеет диаметр до 500 метров в основании на расстоянии нескольких сотен метров от точки подрыва(напряженность поля, наведенного на кабели и антенны в этом основании, достигает 1–3 кВ/м) .

Таким образом, электромагнитные боеприпасы потенциально обладают значительно большим радиусом поражения РЭС, чем традиционные, однако для достижения их максимальной эффективности необходимо выводить боеприпас по возможности как можно ближе к объектам поражения с помощью высокоточных систем наведения.

В Уральском отделении Института электрофизики РАН (Екатеринбург) разработана серия многоразовых мобильных SOS-генераторов ЭМИ, проникающая способность излучения которых намного выше, чем у ВМГ. Принцип действия SOS-генераторов основан на эффекте наносекундной коммутации сверхплотных токов в полупроводниковых приборах (SOS – Semiconductor Opening Switch) . SOS-эффект представляет собой качественно новый вариант коммутации тока – развитие процесса стремительного падения тока происходит не в низколегированной базе полупроводниковой структуры, как в других приборах, а в ее узких высоколегированных областях. База и p-n-переход остаются при этом заполненными плотной избыточной плазмой, концентрация которой приблизительно на два порядка превышает исходный уровень легирования. Эти два обстоятельства и приводят к сочетанию высокой плотности коммутируемого тока с наносекундной длительностью его отключения.

Другое важное свойство SOS-эффекта – в том, что стадия срыва тока характеризуется автоматическим равномерным распределением напряжения по последовательно соединенным полупроводниковым структурам. Это позволяет создавать прерыватели тока с напряжением мегавольтного уровня путем простого последовательного соединения SOS-структур.

SOS-эффект обнаружен в 1991 году в обычных высоковольтных выпрямительных полупроводниковых диодах подбором определенного сочетания плотности тока и времени накачки. В дальнейшем была разработана специальная полупроводниковая структура со сверхжестким режимом восстановления, на основе которой удалось создать высоковольтные полупроводниковые прерыватели тока нового класса – SOS-диоды, имеющие рабочее напряжение в сотни киловольт, ток коммутации в десятки килоампер, время коммутации – единицы наносекунд и частоту следования импульсов – килогерцы.

Типовая конструкция SOS-диода (рис.3) – это последовательная сборка элементарных диодов, взаимно стянутых диэлектрическими шпильками между двумя пластинами-электродами.

На рис.4 приведена типичная форма обратного тока через SOS-диод с площадью структуры 1 см2. Значение коммутируемого тока – 5,5 кА, время его срыва (падения с 0,9 до 0,1 амплитуды) – 4,5 нс. Скорость коммутации – 1200 кА/мкс, что приблизительно на три порядка превышает токовый градиент в обычных быстродействующих тиристорах. Самый мощный из разработанных на сегодня SOS-диодов при площади структуры 4 см2 имеет рабочее напряжение 200 кВ и коммутирует ток 32 кА, что соответствует коммутируемой мощности 6 ГВт .

На основе SOS-диодов разработана серия мощных наносекундных генераторов с рекордными для полупроводниковых коммутаторов параметрами. Принцип работы ЭМИ-генератора на SOS-эффекте (рис.5) сводится к следующему .

Тиристорное зарядное устройство (ТЗУ) осуществляет дозированный отбор энергии от источника питания, которая
затем за время 10–100 мкс при напряжении 1–2 кВ поступает на магнитный компрессор (МК). Последний сжимает энергию во времени до 300–600 нс и повышает напряжение до сотен киловольт. SOS-диод выступает в роли оконечного усилителя мощности, переводя энергию в диапазон времени 10–100 нс и повышая напряжение в 2–3 раза.

Введение в состав ЭМИ-генератора звена магнитной компрессии (рис.6) продиктовано необходимостью согласования параметров выходного импульса ТЗУ с параметрами импульса накачки SOS-диода. По мере сжатия энергии в МК происходит удвоение напряжения в каждой ячейке. В общем случае выходное напряжение МК, без учета активных потерь энергии, в 2n раз выше входного (где n– число конденсаторных ячеек). Примечательно, что МК не требует дополнительных цепей для перемагничивания сердечников магнитных ключей, поскольку в данной схеме этот процесс происходит автоматически благодаря разным направлениям протекания зарядного и разрядного токов через любой из ключей. Еще одна отличительная особенность схемы МК состоит в двойном сжатии энергии во времени на каждой конденсаторной ячейке за счет перезаряда нижних конденсаторов. Поэтому двух конденсаторных ячеек уже достаточно для временного уплотнения энергии на два порядка.

Важная задача, возникающая при передаче энергии от МК к полупроводниковому коммутатору, – схемная реализация двухконтурной накачки прерывателя в режиме усиления обратного тока. Пример соответствующей схемы согласования приведен на рис.7 . Между выходом МК и SOS-диодом подключают конденсатор обратной накачки СН и магнитный ключ обратной накачки MS_ (или импульсный трансформатор). После насыщения ключа прямой накачки MS+, являющегося выходным коммутатором МК, энергия из последней ячейки компрессора переводится в конденсатор СН. При этом ток заряда I+ конденсатора СН одновременно является током прямой накачки SOS-элемента. Нарастающим напряжением на СН ключ MSˉ перемагничивается. После его включения в SOS-диод вводится обратный ток I–, который превышает I+ в несколько раз, и энергия конденсатора СН переводится в индуктивность контура обратной накачки (индуктивность обмотки насыщенного ключа MS– или добавочная катушка индуктивности). После срыва тока SOS-диодом энергия передается в нагрузку в виде короткого наносекундного импульса.

Отсутствие в SOS-генераторах газоразрядных коммутаторов снимает принципиальные ограничения на частоту повторения импульсов. В продолжительном режиме работы эта частота ограничена тепловыми нагрузками на элементы генератора, в первую очередь на сердечники магнитных ключей, а при кратковременном включении генератора в режиме пакета импульсов – частотными возможностями ТЗУ, то есть временем восстановления тиристоров и временем заряда первичного накопителя. Режим пакета импульсов, когда генератор работает от десятков секунд до нескольких минут с частотой и выходной мощностью, в несколько раз превышающими номинальные, важен именно для перспектив боевого применения. Поэтому для более полного использования частотных возможностей ТЗУ проектируется, исходя из требования минимального времени накопления энергии, а элементы генератора выбираются с учетом результатов расчета их адиабатического разогрева в пакетном режиме функционирования. Разработанные SOS-генераторы
позволяют от 5 до 10 раз увеличивать номинальную частоту следования импульсов и выходную мощность в режиме пакета продолжительностью от 30 до 60 с.

Параметры некоторых российских SOS-генераторов приведены в таблице . Наиболее мощный среди генераторов наносекундного класса – S-5N (рис.8), система охлаждения элементов которого проточной водой потребляет до 15 л/мин. Этот генератор использовался в экспериментах по зажиганию коронных разрядов большого объема, которые могут найти применение в новых технологиях очистки воздуха от вредных и токсичных примесей. Среди субнаносекундных генераторов наилучшие показатели достигнуты в модели SM_3NS (рис.9), в которой применен новый тип SOS-диодов – субнаносекундный.

Интенсивные исследования путей улучшения характеристик SOS-генераторов продолжаются. В частности, в российских научных центрах отрабатывается применение этих генераторов для питания широкополосных СВЧ-излучателей, а также в качестве средств накачки мощных газовых лазеров. Разработанные в России приборы и экспериментальные установки широко эксплуатируются за границей в различных научных организациях: в США – в Ливерморской национальной лаборатории, Исследовательской лаборатории ВМС, Техасском технологическом университете, Исследовательской лаборатории Армии; в Германии – в Исследовательском центре Карлсруэ; в Республике Корея – компанией LG Industrial Systems; в Израиле – ядерным исследовательским центром SOREQ NRC, фирмой Exion Technologies .

На рис.10 показано место, которое занимает SOS-техника среди других основных технологий коммутации и формирования мощных наносекундных импульсов в схемах с индуктивным накоплением и коммутацией тока. Видно, что SOS-технология выступает своеобразным связующим звеном, заполняя в наносекундном диапазоне времени гигантский разрыв в значениях импульсного напряжения и тока между самыми мощными установками на основе плазменных коммутаторов тока, с одной стороны, и полупроводниковыми генераторами – с другой .

ТЕНДЕНЦИИ РАЗРАБОТОК ЭМИ-ОРУЖИЯ


США. Наиболее активно разработки ЭМИ-систем поражения РЭС проводятся в США. Они охватывают широкий спектр оперативно-тактического применения нового оружия. Основные научно-исследовательские организации США, участвующие в разработке компонентов ЭМИ-оружия, – Лос-Аламосская национальная лаборатория, Исследовательская лаборатория Армии (шт. Мериленд), Исследовательская лаборатория ВМС, Лаборатория им. Лоуренса, Техасский технологический университет (г. Лаббок) и целый ряд других университетских и военных лабораторий.

Первый в истории взрывомагнитный генератор был испытан именно в Лос-Аламосской национальной лаборатории еще в конце 50_х годов . Начало работ в ВВС США по созданию мобильного генератора радиочастотного ЭМИ и изучения влияния СВЧ-излучения на РЭС авиационных и космических носителей датируется 1986 годом. В 1987 году на авиабазе Kirtland (шт. Нью_Мексико) было введено в действие имитационное оборудование «Джипси» с импульсной мощностью 1 ГВт в диапазоне частот от 0,8 до 40 ГГц. В 1991 году научно-техническое направление создания ЭМИ-оружия в США выделилось как самостоятельное и было включено в перечень критических военных технологий. В то же время МО США начало работы (Harry Diamond Laboratory, ныне Adelphi Laboratory Center) по созданию мобильных систем радиочастотного оружия (1–40 ГГц) с узкой диаграммой направленности, основанных на синхронизации излучения большого числа источников. ВМС США занимались разработкой средств суперЭМИ для борьбы с самолетами и противокорабельными ракетами на основе синхронизированных гиротронов (диапазон частот 10–85 ГГц, мощность импульса 1 ГВт). Исследовалось также распространение мощного электромагнитного излучения в разных слоях атмосферы.

Логическим результатом этих исследований явилось создание и испытание в 2001 г. опытного образца нового оружия, нагревающего кожу людей микроволновыми лучами, которое получило название VMADS (Vehicle-Mounted Active Denial System) . Ожидаемая сфера его применения – разгон демонстраций и стихийных митингов. Продолжаются испытания на добровольцах с целью усовершенствования системы.

В перспективе ее можно будет применять как невидимое оружие заграждения даже для маловысотных воздушных объектов, в том числе микропланов. VMADS (рис.11)использует антенну, похожую на спутниковую тарелку, размером 3х3 м, систему наведения и тепловизор, позволяющий анализировать степень нагрева цели.

Представители американского Исследовательского центра ВВС (шт. Нью-Мексико) заявляют, что установка
VMADS создает излучение частотой 95 ГГц, которое проникает под кожу на треть миллиметра и быстро (за 2 с) нагревает ее поверхность до болевого порога в 45ОС. Будущие версии VMADS могут устанавливаться также на кораблях и самолетах. В период до 2009 года США планируют приступить к закупке серийных образцов системы на транспортном средстве типа Humvee, или HMMWV (High Mobility Multi-purpose Wheeled Vehicle).

Еще в начале 90_х годов DARPA разработало концепцию применения ЭМИ-оружия средней мощности и создания на ее основе сверхмощных постановщиков активных помех. Результатом явилось, в частности, испытание в ходе боевых действий против Ирака в 1991–1992 годах отдельных образцов электромагнитного оружия. Это – крылатые ракеты «Томахок» (морского базирования), которые были выпущены по позициям ПВО Ирака. Радиоизлучения, возникшие вследствие подрыва боевых частей крылатых ракет, усложнили работу электронных систем вооружений, в особенности компьютерной сети системы ПВО.

Электромагнитные бомбы неоднократно применялись США и в ходе боевых действий в Югославии (1999 год), тем не менее использование боеприпасов этого типа носило пока испытательный, эпизодический характер. К 2010–2015 гг. в США могут быть приняты на вооружение боевые образцы более совершенных электромагнитных боеприпасов и высокоточных крылатых ракет, во всяком случае информация о таких планах периодически появляется в печати.

Значительное внимание в США отводится созданию имитаторов действия ЭМИ-систем, позволяющих в достаточной мере оценивать последствия их применения на РЭС ВВТ и вырабатывать рекомендации по усовершенствованию средств защиты. До 1991 года в США были созданы 24 имитатора ЭМИ, предназначенные для полномасштабных испытаний ракет, самолетов, кораблей, стартовых позиций и других объектов, которые подлежат защите от ЭМИ-оружия .

Россия. Не стоит в стороне от процесса разработки ЭМИ-систем военного назначения и Россия. В соответствии с имеющейся открытой информацией, в 1998 году на шведском полигоне российские специалисты провели показательные испытания «электронного» боеприпаса с демонстрацией его поражающего действия на РЭА самолета, находящегося на летном поле (Российское телевидение, канал НТВ, 28.02.98). В том же году на выставке ВВТ сухопутных войск «Евросатори_98» Россия предложила зарубежным покупателям уникальную лабораторию, разработанную в Федеральном ядерном центре «Арзамас_16», которая предоставляет возможность исследовать действие высокочастотного электромагнитного излучения на информационные и энергетические системы, а также на каналы передачи данных .

В печати опубликованы сообщения о создании в России опытных образцов ЭМИ-оружия в виде реактивных гранат, предназначенных для электромагнитного подавления системы активной защиты танка. В России уже имеются экспериментальные образцы 100-мм и 130-мм электромагнитных снарядов, 40-мм, 105-мм и 125-мм реактивных электромагнитных гранат, 122-мм электромагнитных боевых частей неуправляемых ракет .

На выставке ЛИМА-2001 в Малайзии (2001 год) Россия продемонстрировала действующий образец боевого ЭМИ-генератора «Ранец-E» (Defence Systems Daily, 26.10.2001). Этот комплекс был создан как средство обороны мобильных РЭС от высокоточного оружия. Новая система состоит из антенны, высокомощного генератора, подсистемы управления, измерительной установки и источника электропитания. «Ранец-E» может быть изготовлен в стационарном и мобильном вариантах. Мощность его излучения в импульсе длительностью 10–20 нс в сантиметровом диапазоне волн превышает 500 МВт. Такие параметры, по утверждению Рособоронэкспорта, позволяют поражать системы наведения и электронное оборудование высокоточных боеприпасов и управляемых ракет на расстоянии до 10 км в 60_градусном секторе.

Великобритания. В 1992 году газета «Санди телеграф» сообщила о вступлении в ряды обладателей ЭМИ-оружия и Великобритании. В публикации говорилось о разработке в Агентстве оборонных исследований Великобритании (г.Фарнборо) «микроволновой бомбы» для поражения электронного оборудования. По замыслу, такая бомба может приводиться в действие в средних слоях атмосферы и полностью выводить из строя компьютерные системы и телефонные линии на площади одного квартала (Агентство ИТАР-ТАСС, 12.10.92).

В 2001 году компания Matra BAE Dynamics с успехом продемонстрировала британскому МО артиллерийский снаряд калибра 155 мм, способный поражать бортовые компьютеры танков или самолетов, прерывать работу радиостанций и радаров . Объектами поражения могут быть также национальные телефонные, телевизионные и радиосети, система электроснабжения всей страны противника. Снаряд содержит лишь несколько граммов взрывчатки, которая срабатывает при приближении к цели и снимает внешнюю оболочку снаряда, после чего раскрываются электропанели – главное средство поражения. На протяжении нескольких наносекунд они излучают заряд электроэнергии мощностью в миллиарды ватт, что создает огромную перегрузку во всех электронных схемах, которые находятся в границах действия снаряда. «Обстреливать» такими боеприпасами можно даже жилые районы, поскольку опасности для жизни людей они не представляют. Считается, что ЭМИ-снаряды особенно эффективны при использовании против боевой техники, скрытой в населенных пунктах. Предполагают, что новый снаряд был создан в ответ на аналогичные устройства российских специалистов.

Есть также многочисленные свидетельства, что большой интерес к созданию ЭМИ-оружия проявляют военные специалисты Китая, Израиля, Швеции, Франции, которые используют различные формы научного и коммерческого сотрудничества для овладения мировым опытом в этой области. В частности, китайский специалист из Института электроники КНР был сопредседателем Первого международного симпозиума по проблеме нетеплового медико-биологического действия электромагнитного поля (Electromed»99), состоявшегося в США в апреле 1999 года, а также
входил в состав программного комитета второго аналогичного форума Electromed2001. Аналитики США полагают, что КНР разработает свое первое сверхмощное ЭМИ-оружие до 2015 года.

Франция в 1994 году была страной проведения международной конференции EUROEM_94, посвященной научным проблемам, связанным с разработкой источников мощного микроволнового излучения, изучением его, идентификацией и метрологическим обеспечением. Аналогичная научная конференция EUROEM-98 состоялась в июне 1998 года в Израиле.

После показательных испытаний в 1998 году российского «электромагнитного» боеприпаса на полигоне в Швеции факт заинтересованности шведских военных в создании собственных ЭМИ-вооружений стал очевидным. Подтверждением тому могут служить публикации шведской военной прессы, довольно компетентно описывающие различные аспекты некоторых из соответствующих концептуальных проектов www.foa.se .

В перспективе ЭМИ-оружие рассматривается, прежде всего, как силовое, наступательное средство радиоэлектронной и информационной борьбы. Основными стратегическими и оперативными задачами, которые можно будет решать с помощью ЭМИ-оружия, являются:
стратегическое сдерживание агрессии;
дезорганизация систем управления войсками и оружием противника;
снижение эффективности его наступательных воздушных, сухопутных и морских действий;
обеспечение господства в воздухе путем поражения средств ПВО и РЭБ противоборствующей стороны.

Электронные боеприпасы могут быть использованы для воздействия на районы возможных позиций мобильных и переносных ЗРК, в системах ближней защиты летательного аппарата. Эффект применения ЭМБ выражается, к примеру, в выводе из строя системы обнаружения цели переносного ЗРК, его головки самонаведения, причем эти эффекты могут быть достигнуты, даже если в момент воздействия переносной ЗРК находится в неактивном состоянии. Защита летательного аппарата может осуществляться с помощью ЭМБ, который выстреливается навстречу атакующей ракете и
поражает ее головку самонаведения с помощью бортового генератора направленного излучения. По аналогичному принципу проектируются и перспективные комплексы защиты танков от противотанковых ракет, комплексы борьбы с различными высокоточнымибоеприпасами.

ЭМИ-генераторы типа российского «Ранца-Е» могут стать панацеей и в борьбе с воздушными микроаппаратами (ВМА), которым, по мнению многих аналитиков, уготована в боевых действиях будущего роль атомного оружия в прошлом столетии. Рой микропланов (рис.12), оснащенных миниатюрными телекамерами, и направленный в боевые порядки противника, обеспечит наблюдение за его действиями в реальном времени. Микропланы могут выступить и в роли носителей микрооружия для высокоточного поражения наиболее важных целей, даже отдельных пехотинцев, а также для транспортирования биологических и химических средств поражения . Небольшой размер и бесшумность микроаппаратов позволят им вести боевые действия незаметно для неприятеля, который может уничтожить отдельные аппараты, но почти не в состоянии уничтожить все ВМА, учитывая их небольшие размеры. Именно ЭМИ-генераторы могут стать единственным заградительным средством на пути применения таких боевых микророботов в будущем.

Представленные материалы дают основание предполагать, что уже в ближайшие десятилетия появление высокоэффективных ЭМИ-вооружений будет в состоянии коренным образом влиять на ход развития технологий изготовления и облик перспективных радиоэлектронных систем не только военного, но и гражданского назначения.

ЛИТЕРАТУРА:
1. ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ,1999, №6, с.40–44.
2. Carlo Kopp. The E_Bomb – a Weapon of Electrical Mass Destruction. (www.cs.monash.edu.au/~carlo).
3. Справочник по радиолокации /Под ред. М. Сколника. Т. 2._ М.: Сов. радио._ 1976.
4. Девятков Н.Д. и др. Воздействие низкоэнергетического импульсного КВЧ_ и СВЧ-излучения наносекундной длительности с большой пиковой мощностью на биологические структуры (злокачественные образования). – Доклады Академии наук СССР, 1994, т.336, № 6.
5. Хлуновская Е.А., Слепченко Л.Ф. Специфичность влияния сверхвысокочастотного импульсно-модулированного электромагнитного поля на вызванные потенциалы зрительной, слуховой и сенсомоторной коры мозга кошки при стимуляции светом и звуком. – Биофизика, 1995, т. 40, вып.2.
6. Космическое оружие: дилемма безопасности/ Под ред. Велихова Е.П._ М.: Мир, 1986.
7. Воздействие на различные объекты облучения СВЧ большой мощности. – ЭИ «Радиотехника и связь», 1995, № 9.
8. Edward F. Murphy, Gary C. Bender, еtс. Information Operations: Wisdom Warfare For 2025. Alternate Futures for 2025: Security Planning to Avoid Surprise. Chapter 5. Digital Cacophony. April 1996 (www.au.af.mil/au/2025).
9. Демидов В.А., Жариков Е.И., Казаков С.А., Чернышев В.К. Высокоиндуктивные спиральные ВМГ с большим коэффициентом усиления энергии. – ПМТФ, 1981.
10. Ударные и детонационные волны. Методы исследования / В.В. Селиванов, В. С. Соловьев, Н. Н. Сысоев. – М.: Изд_во
МГУ, 1990. – 256 с.
11. Зарубежная радиоэлектроника, 1990, № 5, с. 67.
12. Авдеев В.Б. Достижимые характеристики электромагнитного поражения распределенных на земной поверхности радиоэлектронных целей. – Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника, 2001, № 9, с. 4 – 15.
13. www.iep.uran.ru/RUSSIAN/PPL/MainRus.htm.
14. ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ, 2001, № 4, с. 8 – 15.
15. Исследования по созданию СВЧ_оружия в США (обзор). -СИ, 1991.
16. Kevin Bonsor. How Military Pain Beams Will Work. (http://howstuffworks.lycos.com/pain_beam.htm).
17. Соловьев В. Блеск и нищета оборонки. – Независимое военное обозрение, 1998, № 23.
18. Прищепенко А.Б., Житников В., Третьяков Д. «Атропус» означает «неотвратимая». – Армейский сборник, 1998, № 2.
19. Великобритания разрабатывает новое оружие для борьбы с террором._ News.Battery.Ru – Аккумулятор Новостей,
01.11.2001. (http://news.battery.ru).
20. Слюсар В.И. Микропланы: от шедевров конструирования – к серийным системам. – Конструктор, 2001, № 2, с.23_25.

Для генерации ультразвука применяются специальные излучатели магнитострикционного типа. К основным параметрам устройств относится сопротивление и проводимость. Также учитывается допустимая величина частоты. По конструкции устройства могут отличаться. Также надо отметить, что модели активно применяются в эхолотах. Чтобы разобраться в излучателях, важно рассмотреть их схему.

Схема устройства

Стандартный магнитострикционный излучатель ультразвука состоит из подставки и набора клемм. Непосредственно магнит подводится на конденсатор. В верхней части устройства имеется обмотка. У основания излучателей часто устанавливается зажимное кольцо. Магнит подходит только неодимового типа. В верхней части моделей располагается стержень. Для его фиксации применяется кольцо.

Кольцевая модификация

Кольцевые устройства работают при проводимости от 4 мк. Многие модели производятся с короткими подставками. Также надо отметить, что существуют модификации на полевых конденсаторах. Чтобы собрать магнитострикционный излучатель своими руками, применяется обмотка соленоида. При этом клеммы важно устанавливать низкого порогового напряжения. Ферритовый стрежень целесообразнее подбирать небольшого диаметра. Зажимное кольцо ставится в последнюю очередь.

Устройство с яром

Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно просто. В первую очередь заготавливается стойка под стержень. Далее важно вырезать подставку. Для этого можно использовать металлический диск. Специалисты говорят о том, что подставка в диаметре должна быть не более 3.5 см. Клеммы для устройства подбираются на 20 В. В верхней части модели фиксируется кольцо. При необходимости можно намотать изоленту. Показатель сопротивления у излучателей данного типа находится в районе 30 Ом. Работают они при проводимости не менее 5 мк. Обмотка в данном случае не потребуется.

Модель с двойной обмоткой

Устройства с двойной обмоткой производятся разного диаметра. Проводимость у моделей находится на отметке 4 мк. Большинство устройств обладает высоким волновым сопротивлением. Чтобы сделать магнитострикционный излучатель своими руками, используется только стальная подставка. Изолятор в данном случае не потребуется. Ферритовый стержень разрешается устанавливать на подкладку. Специалисты рекомендуют заранее заготовить уплотнительное кольцо. Также надо отметить, что для сборки излучателя потребуется конденсатор полевого типа. Сопротивление на входе у модели должно составлять не более 20 Ом. Обмотки устанавливаются рядом со стержнем.

Излучатели на базе отражателя

Излучатели данного типа выделяются высокой проводимостью. Работают модели при напряжении 35 В. Многие устройства оснащаются полевыми конденсаторами. Сделать магнитострикционный излучатель своими руками довольно проблематично. В первую очередь надо подобрать стержень небольшого диаметра. При этом клеммы заготавливаются с проводимостью от 4 мк.

Волновое сопротивление в устройстве должно составлять от 45 Ом. Пластина устанавливается на подставке. Обмотка в данном случае не должна соприкасаться с клеммами. В нижней части устройства обязана находиться круглая подставка. Для фиксации кольца часто применяется обычная изолента. Конденсатор напаивается над манганитом. Также надо отметить, что кольца иногда применяются с накладками.

Устройства для эхолотов

Для эхолотов часто используется магнитострикционный излучатель УЗ. Как приготовить модель своими руками? Самодельные модификации производятся с проводимостью от 5 мк. у них в среднем равняется 55 Ом. Чтобы изготовить мощный ультразвуковой стержень применяется на 1.5 см. Обмотка соленоида накручивается с малым шагом.

Специалисты говорят о том, что стойки под излучатели целесообразнее подбирать из нержавейки. При этом клеммы применяются с малой проводимостью. Конденсаторы подходят разного типа. у излучателей находится на отметке 14 Вт. Для фиксации стержня используются резиновые кольца. У основания устройства накручивается изолента. Также стоит отметить, что магнит надо устанавливать в последнюю очередь.

Модификации для рыболокаторов

Устройства для рыболокаторов собираются только с проводными конденсаторами. Для начала требуется установить стойку. Целесообразнее применять кольца диаметром от 4.5 см. Обмотка соленоида обязана плотно прилегать к стержню. Довольно часто конденсаторы припаиваются у основания излучателей. Некоторые модификации производятся на две клеммы. Ферритовый стрежень обязан фиксироваться на изоляторе. Для укрепления кольца используется изолента.

Модели низкого волнового сопротивления

Устройства низкого волнового сопротивления работают при напряжении 12 В. У многих моделей имеются два конденсатора. Чтобы собрать прибор, генерирующий ультразвук, своими руками, потребуется стержень на 10 см. При этом конденсаторы на излучатель устанавливаются проводного типа. Обмотка накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что для сборки модификации потребуется клемма. В некоторых случаях используются полевые конденсаторы на 4 мк. Параметр частоты будет довольно высокий. Магнит целесообразнее устанавливаться над клеммой.

Устройства высокого волнового сопротивления

Излучатели ультразвука высокого сопротивления хорошо подходят для приемников короткой волны. Собрать самостоятельно устройство можно только на базе переходных конденсаторов. При этом клеммы побираются высокой проводимости. Довольно часто магнит устанавливается на стойке.

Подставка для излучателя применяется малой высоты. Также надо отметить, что для сборки устройства используются один стрежень. Для изоляции его основания подойдет обычная изолента. В верней части излучателя обязано находиться кольцо.

Стержневые устройства

Схема стержневого типа включает в себя проводник с обмоткой. Конденсаторы разрешается применять разной емкости. При этом они могут отличаться по проводимости. Если рассматривать простую модель, то подставка заготавливается круглой формы, а клеммы устанавливаются на 10 В. Обмотка соленоида накручивается в последнюю очередь. Также надо отметить, что магнит подбирается неодимового типа.

Непосредственно стержень применяется на 2.2 см. Клеммы можно устанавливать на подкладке. Также надо упомянуть о том, что существуют модификации на 12 В. Если рассматривать устройства с полевыми конденсаторами высокой емкости, то минимальный диаметр стержня допускается 2.5 см. При этом обмотка должна накручиваться до изоляции. В верхней части излучателя устанавливается защитное кольцо. Подставки разрешается делать без накладки.

Модели с однопереходными конденсаторами

Излучатели данного типа выдают проводимость на уровне 5 мк. При этом показатель волнового сопротивления у них максимум доходит до 45 Ом. Для того чтобы самостоятельно изготовить излучатель, заготавливается небольшая стойка. В верхней части подставки обязана находиться накладка из резины. Также надо отметить, что магнит заготавливается неодимового типа.

Специалисты советуют устанавливать его на клей. Клеммы для устройства подбираются на 20 Вт. Непосредственно конденсатор устанавливается над накладкой. Стержень используется диаметром в 3.3 см. В нижней части обмотки должно находиться кольцо. Если рассматривать модели на два конденсатора, то стержень разрешается использовать с диаметром 3.5 см. Обмотка должна накручиваться до самого основания излучателя. В нижней части стоки клеится изолента. Магнит устанавливается в середине стойки. Клеммы при этом должны находиться по сторонам.

Электромагнитный импульсный генератор – ЧАСТЬ 1

Этот серьезный проект показывает, как получить импульс электромагнитной энергии в несколько мегаватт, который может нанести непоправимый вред электронному компьютеризированному и чувствительному к электромагнитным помехам коммуникационному оборудованию. Ядерный взрыв вызывает подобный импульс, для защиты от него электронных устройств необходимо принимать специальные меры. Этот проект требует накопления смертельного количества энергии, и его не следует пытаться реализовать вне специализированной лаборатории. Подобное устройство можно использовать для вывода из строя компьютерных систем управления автомобилем с целью остановки автомобиля в неординарных случаях угона или если за рулем находится пьяный

Рис. 25.1. Лабораторный электромагнитный импульсный генератор

и опасный для окружающих автомобилистов водитель. Электронное оборудование можно протестировать с помощью электронного импульсного генератора на чувствительность к мощным импульсным помехам – к молниям и потенциальному ядерному взрыву (это актуально для военного электронного оборудования).

Проект описан здесь без указания всех деталей, указаны только основные компоненты. Используется дешевый открытый искровой разрядник, но он даст только ограниченные результаты. Для достижения оптимальных результатов необходим газовый или радиоизотопный разрядник, который эффективен для создания помех как при потенциальном ядерном взрыве (рис. 25.1).

Общее описание устройство

Генераторы ударной волны способны вырабатывать сфокусированную акустическую или электромагнитную энергию, которая может разрушать предметы, применяться в медицинских целях, например, для разрушения камней во внутренних органах человека (почках, мочевом пузыре и т.д.). Генератор электромагнитных импульсов может вырабатывать электромагнитную энергию, которая может разрушать чувствительную электронику в компьютерах и микропроцессорном оборудовании. Нестабилизированные индуктивно-емкостные цепи LC могут вырабатывать импульсы в несколько гигаватт за счет использования устройств взрывания провода. Эти импульсы высокой энергии – электромагнитные импульсы (в иностранной технической литературе ЕМР – ElectroMagnetic Pulses) можно использовать для тестирования твердости металла параболических и эллиптических антенн, гудков и других направленных дистанционных воздействий на предметы.

Например, в настоящее время ведутся исследования по разработке системы, которая будет выводить автомобиль из строя во время опасной погони на высоких скоростях за человеком, совершившим противоправное действие, например, угонщиком или пьяным водителем. Секрет заключается в генерации обладающего достаточной энергией импульса для сжигания электронных управляющих процессорных модулей автомобиля. Это гораздо проще выполнить, когда автомобиль покрыт пластиком или оптоволокном, чем когда он покрыт металлом. Экранирование металлом создает дополнительные проблемы исследователю, разрабатывающему практически применимую систему. Можно построить устройство и для этого тяжелого случая, но оно может быть дорогостоящим и оказать вредное воздействие на дружественные устройства, заодно выводя их из строя. Поэтому исследователи находятся в поиске оптимальных решений для мирных и военных целей применения электромагнитных импульсов (ЕМР).

Цель проекта

Цель проекта заключается в генерации пикового импульса энергии для тестирования на прочность электронного оборудования. В частности, данный проект исследует использование подобных устройств для выведения из строя транспортных средств за счет разрушения микросхем компьютера. Мы проведем эксперименты по разрушению цепей электронных устройств с помощью направленной ударной волны.

Риск

Внимание! Донный проект использует смертельно опасную электрическую энергию, которая при неправильном контакте может убить человека мгновенно.

Система высокой энергии, которая будет собрана, использует взрывающийся провод, который может создать эффекты, подобные шрапнели. Разряд системы может серьезно повредить электронику близко расположенных компьютеров и другого аналогичного оборудования.

Теории

Конденсатор С заряжается от источника тока до напряжения источника питания в течение определенного периода времени. Когда он достигает напряжения, соответствующего определенному уровню запасенной энергии, ему дается возможность быстро разрядиться через индуктивность резонансного LC-конту- ра. Генерируется мощная, недемпфированная волна на собственной частоте резонансного контура и на ее гармониках. Индуктивность L резонансной цепи может состоять из катушки и индуктивности связанного с ней провода, а также собственной индуктивности конденсатора, которая составляет около 20 нГн. Конденсатор цепи является накопителем энергии и также оказывает влияние на резонансную частоту системы.

Излучение энергетического импульса может быть достигнуто посредством проводящей конической секции или металлической структуры в форме рупора. Некоторые экспериментаторы могут использовать полуволновые элементы с питанием, подаваемым на центр катушкой, связанной с катушкой резонансной цепи. Эта полуволновая антенна состоит из двух четвертьволновых секций, настроенных на частоту резонансной схемы. Они представляют собой катушки, намотка которых имеет примерно одинаковую длину с длиной четверти волны. Антенна имеет две радиально направленные части, параллельные длине или ширине антенны. Минимальное излучение происходит в точках, расположенных по оси или на концах, но мы не проверяли на практике этот подход. Например, газоразрядная лампа будет вспыхивать ярче на расстоянии от источника, индицируя мощный направленный импульс электромагнитной энергии.

Наша тестовая импульсная система вырабатывает электромагнитные импульсы в несколько мегаватт (1 МВт широкополосной энергии), которые распространяются с помощью конической секционной антенны, состоящей из параболического рефлектора диаметром 100-800 мм. Расширяющийся металлический рупор 25×25 см также обеспечивает определенную степень воздействия. Специальный

Рис. 25.2. Функциональная схема импульсного электромагнитного генератора Примечание:

Базовая теория работы устройства:

Резонансная схема LCR состоит из указанных на рисунке компонентов. Конденсатор С1 заряжается от зарядного устройства постоянного тока током lc. Напряжение V на С1 опг*а’ ouivwrcs. соотношением:

V=lt/C.

Искровой разрядник GAP установлен на запуск при напряжении V чуть ниже50000 В. При запуске пиковый ток достигает значения:

di/dt-V/L.хтигггуктосго электромагнитного излучения. Пиковая мощность ипрмоьл*тз1 описанным ниже образом и щ»«**и*гг многие мегаватты!

1.                Цикл заряд а: dv=ldt/C.

(Выражает напряжение заряда на конденсаторе в функции времени, где I – постоянный ток.)

2.                Накопленная энергия в С как функция от напряжения: £=0,5CV

(Выражает энергию в джоулях при увеличении напряжения.)

3.                Время отклика V* цикла пикового тока: 1,57 (LC)05. (Выражает время для первого пика резонансного тока при запуске искрового разрядника.)

4.                Пиковый ток вточке V* цикла: V(C/ Ц05(Выражает пиковый ток.)

5.                Исходный отклик в функции от времени:

Ldi/dt+iR+ 1/С+ 1/CioLidt=0.

(Выражает напряжение как функцию от времени.)

6.                Энергия катушки индуктивности в д жоулях: E=0,5U2.

7.                Отклик, когда схема разомкнута при максимальном токе через L: LcPi/dt2+Rdi/dt+it/С=dv/dt.

Из этого выражения видно, что энергия катушки должна направляться куда-либо в течение очень короткого времени, результатом чего является взрывное поле высвобождения энергии Е х В.

Мощный импульс в много мегаватт вд иапазонеулырвныилс<*хчастот можно получить засчет д естабилизации LCR- схемы, как показано выше. Единственным ограничивающим фактором является собственное сопротивление, которое всегда присутствует в разных формах, например: провода, пивирхнистн-лй эффект, потери в диэлектриках и переключателях и т.д- Потери могут быть минимизированы для достижения оптимальных результатов.                  электромагнитная волна рвадихастль должна излучаться антенной, которая можетбытъ в виде параболической тарелки микроволновой печи или настроенного их**» in >чг>;*ттеля. i-M. <гп1гч электромагнитная волна будетзависетъотгеометрии конструкции. Большая длина г* Х’бодз обеспечит лучшие характеристики магнитного поля В, а короткие приесда в большей степени образуют поле электрическое поле Е. Эти параметры войдут в уравнения взаимодействия эффективности излучения антенны. Наилучшим подходом здесь является экспериментирование с конструкцией антенны для достижения оптимальных результатов с использованием ваших математических знаний для улучшения основных параметров. Повреждения схемы обычно являются результатом очень высокого di/dt (поле «В») импульса. Это предмет для обсуждения!

конденсатор 0,5 мкФ с малой индуктивностью заряжается за 20 с с помощью устройства ионного заряда, описанного в главе 1 «Антигравитационный проект», и дорабатывается, как показано. Можно достичь более высокой скорости заряда с помощью систем с более высоким током, которые можно получить по специальному заказу для более серьезных исследований через сайт www.amasingl.com.

Радиочастотный импульс высокой энергии можно генерировать также и в случае, где выход импульсного генератора взаимодействует с полноразмерной полуволновой антенной с центральным питанием, настроенной на частоты в диапазоне 1-1,5 МГц. Реальная дальность действия при частоте 1 МГц – более 150 м. Такая дальность действия может быть избыточна для многих экспериментов. Однако это нормально для коэффициента излучения, равного 1, во всех других схемах этот коэффициент меньше 1. Можно уменьшить длину реальных элементов с помощью настроенной четвертьволновой секции, состоящей из 75 м провода, намотанных через интервалы или с использованием двух-трех- метровых трубок из поливинилхлорида PVC. Эта схема вырабатывает импульс низкочастотной энергии.

Пожалуйста, имейте в виду, как это уже указывалось ранее, что импульсный выход этой системы может причинить вред компьютерам и любым приборам с микропроцессорами и другими аналогичными схемами на значительном расстоянии. Всегда будьте осторожны при тестировании и использовании этой системы, она может повредить устройства, которые просто находятся рядом. Описание основных частей, использованных в нашей лабораторной системе, дает рис. 25.2.

Конденсатор

Конденсатор С, используемый для подобных случаев, должен обладать очень низкой собственной индуктивностью и сопротивлением разряда. В то же время этот компонент должен обладать способностью к накоплению достаточной энергии для генерации необходимого импульса высокой энергии заданной частоты. К сожалению, два этих требования вступают в противоречие друг с другом, их трудно выполнить одновременно. Конденсаторы высокой энергии всегда будут обладать большей индуктивностью, чем конденсаторы низкой энергии. Другим важным фактором является использование сравнительного высокого напряжения для генерации сильных токов разряда. Эти значения необходимы для преодоления собственного комплексного импеданса последовательно соединенных индуктивного и резистивного сопротивлений на пути разряда.

В данной системе используется конденсатор 5 мкФ при 50000 В с индуктивностью 0,03 мкГн. Необходимая нам основная частота для схемы низкой энергии составляет 1 МГц. Энергия системы составляет 400 Дж при 40 кВ, что определяется соотношением:

Е = 1/2 CV2.

Катушка индуктивности

Изготовить катушку для получения низкочастотного радиоимпульса легко. Индуктивность, обозначенная как L1, представляет собой сумму паразитной индуктивности проводов, искрового разрядника, устройства взрывания провода и собственной индуктивности конденсатора. Эта индуктивность входит в резонанс в широком диапазоне частот и должна выдержать высокочастотный разрядный импульс тока I. Величина общей индуктивности составляет 0,05-0,1 мкГн. Размер проводников должен учитывать ток импульса, который в идеале равен Vx(C/L)1/2. При переходном процессе ток стремится протекать по поверхности проводника вследствие высокочастотного поверхностного эффекта.

Вы можете использовать катушку из нескольких витков для экспериментов с низкими частотами с двойной антенной. Размеры определяются формулой индуктивности воздуха:

Рис. 25.7. Установка искрового разрядника для соединения с антенной при работе с низкой частотой

Применение устройство

Данная система предназначена для исследования чувствительности электронного оборудования к электромагнитным импульсам. Систему можно видоизменить для использования в полевых условиях и работы от перезаряжаемых аккумуляторных батарей. Ее энергию можно увеличить до уровня импульсов электромагнитной энергии в несколько килоджоулей, на собственный страх и риск пользователя. Нельзя предпринимать попыток изготовления своих вариантов устройства или использовать данное устройство, если вы не имеете достаточного опыта в использовании импульсных систем высокой энергии.

Импульсы электромагнитной энергии можно сфокусировать или запускать параллельно с помощью параболического отражателя. Экспериментальной мишенью может служить любое электронное оборудование и даже газоразрядная лампа. Вспышка акустической энергии может вызвать звуковую ударную волну или высокое звуковое давление на фокусном расстоянии параболической антенны.

Источники приобретении компонентов и деталей

Устройства заряда высокого напряжения, трансформаторы, конденсаторы, газовые искровые разрядники или радиоизотопные разрядники, импульсные генераторы MARX до 2 MB, генераторы ЕМР можно приобрести через сайт www.amasingl.com[21].

Электромагнитный импульс: возникновение, влияние на электроприборы

В глобальной сети сейчас можно найти огромное количество информации о том, что такое электромагнитный импульс. Многие его боятся, иногда не полностью понимая, о чем идет речь. Масла в огонь подливают научные телевизионные передачи и статьи в желтой прессе. Не пора ли разобраться в этом вопросе?

Итак, электромагнитный импульс (ЭМИ) – это возмущение электромагнитного поля, оказывающее влияние на любой материальный объект, находящийся в зоне его действия. Он воздействует не только на проводящие ток объекты, но и на диэлектрики, только немного в другой форме. Обычно понятие «электромагнитный импульс» соседствует с термином «ядерное оружие». Почему? Ответ прост: именно при ядерном взрыве ЭМИ достигает своего наибольшего значения из всех возможных. Вероятно, в некоторых экспериментальных установках также удается создать мощные возмущения поля, но они носят локальный характер, а вот при ядерном взрыве затрагиваются большие площади.

Своим появлением электромагнитный импульс обязан нескольким законам, с которыми в повседневной работе сталкивается каждый электрик. Как известно, направленное движение элементарных частиц, обладающее электрическим зарядом, неразрывно связано с магнитным полем. Если есть проводник, по которому протекает ток, то вокруг него всегда регистрируется поле. Верно и обратное: воздействие электромагнитного поля на проводящий материал генерирует в нем ЭДС и, как следствие, ток. Обычно уточняют, что проводник формирует цепь, хотя это верно только отчасти, так как вихревые токи создают собственные контуры в объеме проводящего вещества. Ядерный взрыв создает движение электронов, следовательно, возникает поле. Далее все просто: линии напряженности, в свою очередь, создают наведенные токи в окружающих проводниках.

Механизм данного явления следующий: благодаря мгновенному высвобождению энергии возникают потоки элементарных частиц (гамма, альфа, рентгеновское излучение и пр.). Во время их прохождения сквозь воздух из молекул «выбиваются» электроны, которые ориентируются вдоль магнитных линий Земли. Возникает направленное движение (ток), генерирующее электромагнитное поле. А так как эти процессы протекают молниеносно, можно говорить об импульсе. Далее во всех проводниках, находящихся в зоне действия поля (сотни километров) индуцируется ток, а так как напряженность поля огромна, значение тока также велико. Это вызывает срабатывание систем защит, перегорание предохранителей – вплоть до возгорания и неустранимых повреждений. Действию ЭМИ подвержено все: от интегральных схем до ЛЭП, правда, в различной степени.

Защита от ЭМИ заключается в предотвращении индуцирующего действия поля. Этого можно добиться несколькими способами:

– удалиться от эпицентра, так как поле слабеет с увеличением расстояния;

– экранировать (с заземлением) электронное оборудование;

– «разобрать» схемы, предусмотрев зазоры с учетом большого тока.

Часто можно встретить вопрос о том, как создать электромагнитный импульс своими руками. На самом деле каждый человек сталкивается с ним ежедневно, щелкая выключателем лампочки. В момент коммутации ток кратковременно превышает номинальный в десятки раз, вокруг проводов генерируется электромагнитное поле, которое наводит в окружающих проводниках электродвижущую силу. Просто сила этого явления недостаточна, чтобы вызвать повреждение, сопоставимое с ЭМИ ядерного взрыва. Более выраженное его проявление можно получить, замеряя уровень поля вблизи дуги электросварки. В любом случае задача проста: необходимо организовать возможность мгновенного возникновения электрического тока большого действующего значения.

Электромагнитное оружие. В публикациях и реальности

Согласно разным данным, в настоящее время ведущие страны мира разрабатывают перспективные виды вооружения, использующие т.н. новые физические принципы. Уже получены определенные успехи в тех или иных сферах, а кроме того, новое оружие становится поводом для серьезного беспокойства со стороны военных или аналитиков. К примеру, в последние дни с подачи американской прессы в разных странах заговорили об опасности в виде перспективного электромагнитного оружия, создаваемого в России, Китае и других странах.
Следует напомнить основные положения концепции оружия, использующего электромагнитный импульс (ЭМИ). Такое оружие представляет собой генератор кратковременного мощного импульса и предназначается для борьбы с радиоэлектронными системами противника. Мощный ЭМИ должен создавать наводки в электрических цепях вражеской аппаратуры и буквально сжигать ее. После успешной атаки с применением ЭМИ, в теории, противник лишается возможности использования средств связи и управления, локаторов и даже бортовых систем техники.

«Маяк» и доклад

Волну беспокойства на этот раз вызвала очередная статья в американском издании The Washington Free Beacon. Постоянный автор издания Билл Герц 24 января опубликовал материал под названием «China, Russia Building Super-EMP Bombs for ‘Blackout Warfare’» –«Китай и Россия создают супер-ЭМИ бомбу для «войны отключений». Поводом для появления этой статьи стала публикация доклада «Nuclear EMP Attack Scenarios and Combined-arms Cyber Warfare» («Сценарии ядерных и ЭМИ-атак и комбинированные боевые действия в киберпространстве»).

Этот доклад в 2017 году был подготовлен для недавно распущенной негосударственной Комиссии по противодействию ЭМИ-угрозам для США (Commission to Assess the Threat to the United States from EMP Attack). В документе приводился ряд фактов и предположений относительно ЭМИ-оружия и его возможном влиянии на обстановку в мире. Автором доклада выступил доктор Питер Винсент Прай.

В своей статье Б. Герц приводил наиболее интересные цитаты из доклада. В первую очередь, его интересовали возможности разных стран в контексте ЭМИ-систем, а также сферы применения последнего и результаты таких атак. Согласно докладу для негосударственной организации, сразу несколько «неблагонадежных» стран в настоящее время разрабатывают свое электромагнитное оружие, и в будущем способны применить его для решения своих военно-политических задач. Целями для ЭМИ-зарядов могут стать объекты в Европе, Северной Америке, а также на Ближнем и Дальнем Востоке.

П.В. Прай указывает, что разработка ЭМИ-оружия ведется в России, в Китае, Северной Корее и в Иране. Подобные разработки рассматриваются в контексте «боевых действий шестого поколения», подразумевающих атаку военных и гражданских объектов в киберпространстве, а также с использованием электромагнитных импульсов. В связи с возможным влиянием на энергетические сети противника такие идеи также носят название «война отключений» (Blackout War).

В качестве источника «боевого» ЭМИ предлагается использовать ядерные боеприпасы. При этом возможны разные способы их применения с отличающимся эффектом. Так, подрыв ядерного заряда на малой высоте сокращает радиус поражения ЭМИ, но увеличивает мощность воздействия на противника. Увеличение высоты подрыва приводит к обратным результатам: росту радиуса и сокращению мощности. При этом возможно получение выдающихся результатов. Так, подрыв ядерного заряда неназванной мощности на высоте 30 км, по расчетам автора доклада, способен привести к катастрофическим последствиям для инфраструктуры Северной Америки.

В докладе «Nuclear EMP Attack Scenarios and Combined-arms Cyber Warfare» также предлагались возможные сценарии гипотетических вооруженных конфликтов с применением ЭМИ-оружия. По мнению авторов, Россия может применить свои системы такого рода против контингента НАТО в Европе, также существует угроза для континентальной части США. Китай якобы может ударить электромагнитным импульсом по инфраструктуре Тайваня. Целями для северокорейского оружия назначены Тайвань и Япония. Иран способен использовать ЭМИ против Израиля, Египта и Саудовской Аравии.

Далее в докладе приводятся еще более интересные оценки, которые тоже цитирует Б. Герц. Террористы из группировки «Исламское государство» (запрещена в России) якобы могут приобрести ЭМИ-заряды у КНДР, а также получить ракеты малой дальности у Ирана. Затем ракеты с необычной боевой частью могут быть использованы для нанесения ударов по странам Средиземноморья. П.В. Прай также предполагает, что Пхеньян способен продать свои вооружения и другим террористическим организациям, и это тоже приведет к удару по третьим странам.

По понятным причинам, в Free Beacon особо подробно цитируется часть доклада, посвященная возможным ЭМИ-ударам по территории Северной Америки и Соединенных Штатов в частности. В частности, приводятся данные о количественных особенностях гипотетической атаки. Так, всего 14 ядерных боезарядов (мощность не указана) с подрывом на высоте 60 миль своими электромагнитными импульсами способны вывести из строя ключевую инфраструктуру США. Вторая серия подобных ударов делает бесполезными основные объекты армии, в том числе стратегических ядерных сил.

В докладе указывается, что опасность для США представляет деятельность сразу нескольких «диктаторских режимов». По американским целям могут ударить Россия, Китай, КНДР и Иран, не считая террористические организации. При этом имеются достаточно подробные и правдоподобные сведения о некоторых проектах такого рода. К примеру, российские военные и чиновники неоднократно рассказывали о разработке оружия на основе электромагнитного импульса.

Статья издания Free Beacon, основанная на докладе П.В. Прайя, привлекла внимание читателей и стала причиной для ряда новых публикаций в разных средствах массовой информации. Вот уже несколько дней продолжается обсуждение электромагнитного оружия, его возможностей и потенциального влияния на обстановку в мире.

Странности доклада

Б. Герц из The Washington Free Beacon привел лишь отдельные цитаты из доклада «Nuclear EMP Attack Scenarios and Combined-arms Cyber Warfare». Сам документ включает 65 страниц и попросту не уместится в статье небольшого формата. В связи с этим за пределами статьи в Free Beacon осталась масса любопытной информации. К примеру, в ней упоминались только тезисы доклада, прямо связанные с применением ЭМИ-оружия, тогда как в исходном документе также рассматривались угрозы в киберпространстве, ядерное оружие и т.д. Также доклад имел некоторые особенности, которые не позволяют проявлять к нему с особое доверие.

Вопреки различным перепечаткам в СМИ разных стран, доклад 2017 года не имеет прямого отношения к Пентагону или Конгрессу США. Он был подготовлен «частным» экспертом для негосударственной организации, которая к тому же не так давно успела прекратить свою деятельность. Эти обстоятельства показывают уровень документа и его потенциал в контексте влияния на военную политику Соединенных Штатов. Возможно, конгрессмены могли ознакомиться с докладом и узнать из него некоторые факты (либо вымысел), но вряд ли бы стали относиться к нему со всей серьезностью.

Также в документе содержатся весьма смелые оценки и крайне интересные предположения. Некоторые из них основываются на слишком вольных допущениях, вряд ли допустимых для серьезного доклада. Тем не менее, П.В. Прай вспоминает о некоторых событиях прошлого, учитывает актуальную политическую повестку, а затем на их основе делает выводы. Его измышления и предположения могут, как минимум, вызывать вопросы, но при этом являются «политически верными» и отвечают интересам некоторых кругов США и других стран.

К примеру, в качестве одного из доказательств в пользу способности и желания России использовать свое гипотетическое ЭМИ-оружие приводятся события двадцатилетней давности (стр. 3). В мае 1999 года в Вене состоялось заседание по линии Россия-НАТО, посвященное текущим событиям на Балканах. В ходе этого мероприятия глава российской делегации Владимир Лукин сделал интересное заявление. Он предложил представить картину событий, при которых Россия действительно хочет навредить США и помешать боевой работе НАТО и решению политических задач Альянса. В этом случае российская сторона может запустить межконтинентальную ракету и подорвать ее боевую часть на большой высоте над Соединенными Штатами. Получившийся электромагнитный импульс мог бы вывести из строя основную инфраструктуру государства. Другой российский делегат отметил: если одна ракета не справится, вслед за ней полетит другая.

На основе этих заявлений автор доклада для Комиссии по ЭМИ делает далеко идущие выводы. Кроме того, он склонен доверять не самым лучшим источникам и принимать их информацию на веру. Так, рассматривая угрозы в кибернетическом пространстве (стр. 11), П.В. Прай со ссылкой на зарубежные источники пишет, что в декабре 2015 и декабре 2016 гг. Россия устроила информационные атаки. Следствием таких кибератак стало отключение электроэнергии в западных областях Украины и в Киеве.

Предполагаемые сценарии использования ЭМИ-оружия могут выглядеть правдоподобными или излишне смелыми. При этом некоторые из них смотрятся крайне странно. Так, всерьез рассматривается гипотетическая ситуация, в которой ближневосточные террористы наносят ракетный удар по Италии и выводят ее объекты из строя при помощи электромагнитного импульса (стр. 45). В качестве источников оружия и материальной части для такой операции указываются Иран и КНДР. Как и почему Пхеньян и Тегеран должны начать сотрудничать с «Исламским государством» – не уточняется.

В целом, доклад «Nuclear EMP Attack Scenarios and Combined-arms Cyber Warfare» выглядит весьма странно. Реалистичные опасения и оценки в нем сопровождаются спорными тезисами и чрезмерно вольными предположениями. Все это резко снижает его ценность. Кроме того, на ценности доклада негативно сказывается тот факт, что в СМИ его позиционируют как официальный документ Пентагона, представленный Конгрессу. Вряд ли серьезный документ нуждается в подобной неправдивой «рекламе».

Документ, привлекший внимание издания The Washingtin Free Beacon, а затем и других средств массовой информации, вызывает массу сомнений и подозрений. По всей видимости, речь идет о некой бумаге «для внутреннего потребления», связанной с интересами и задачами той или иной политической группировки в Соединенных Штатах. При этом, несмотря на постоянное упоминание третьих стран, доклад не имеет прямого отношения к ним. Зарубежные разработки – как реальные, так и предполагаемые – оказываются лишь поводом для пугающих заявлений и прогнозов. К тому же, по неким непонятным причинам, доклад из середины 2017 года начали обсуждать только в январе 2019-го.

Немного реальности

Следует напомнить, что электромагнитное оружие действительно разрабатывается несколькими государствами и вполне может поступить на вооружение. Впрочем, по очевидным причинам, разработчики таких систем не торопятся раскрывать все подробности, что способствует появлению различных версий, предположений и слухов. Известно, что научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по теме ЭМИ-оружия ведутся и в нашей стране.

Несколько лет назад в отечественной прессе появились сведения о разработке перспективного ракетного комплекса с боевой частью в виде электромагнитного боезаряда. Это изделие получило известность под названием «Алабуга». Однако позже официальные лица опровергли разработку подобного ракетного комплекса. В то же время, уточнили, что шифр «Алабуга» относится к научно-исследовательской работе по изучению перспектив ЭМИ-оружия. Осенью 2017 года стало известно, что ряд отечественных предприятий теперь работает над созданием перспективного оружия, пригодного к применению на практике, и в этом проекте используются итоги НИР «Алабуга». В дальнейшем вновь появлялись различные слухи, но официальные сообщения на этот счет уже не поступали.

В настоящее время ведущие страны действительно проявляют интерес к вооружению, поражающему объекты противника при помощи мощного электромагнитного импульса. Имеются некоторые сведения о разработке подобных систем и о скором их поступлении на вооружение. Таким образом, в ближней или средней перспективе ведущие страны мира действительно смогут получить принципиально новое вооружение с особыми возможностями. Это означает, что позапрошлогодний доклад для Комиссии по ЭМИ-угрозам и последние публикации в зарубежной прессе все же имеют некоторое отношение к реальным событиям. Впрочем, реалистичность отдельных прогнозов не является достойным оправданием для чрезмерно смелых допущений и неправдоподобных сценариев.

По материалам:
https://freebeacon.com/national-security/china-russia-building-super-emp-bombs-for-blackout-warfare/
http://fantaluciano.altervista.org
http://empcommission.org/
https://fas.org/
https://tass.ru/
https://vz.ru/

Московский международный киберфестиваль Rukami посетило 40 тысяч человек онлайн

Московский международный киберфестиваль Rukami посетило 40 тысяч человек онлайн

30.11.2020


28-29 ноября прошло главное событие для всех мейкеров, изобретателей и технологических энтузиастов — Московский международный киберфестиваль Rukami. Более 40 000 зрителей присоединились к мейкерским мастер-классам, лекциям писателей, ученых, инженеров и футурологов, еще 600 000 просмотров собрала трансляция во ВКонтакте.


Участники фестиваля переместились в 2120 год — город будущего Метаполис, где технологии ушли далеко вперед, а перед человечеством стоят новые вызовы. В формате интерактивного киноквеста они познакомились с пятью жителями города — киберспортсменом, тренером VR-питомца, астронавтом, архитектором живых систем, художником мысле-арта — и помогли героям принять поворотные решения на развилке их судеб.


«Посмотрел “Астронавта” и “Тренера AR-питомца” и вы знаете, это стоит того, у меня просто нет слов, чтобы описать весь увиденный кайф, одни лишь эмоции! Надеюсь просмотреть все эпизоды в «Квеструме»», — поделился в соцсетях гость фестиваля Ярослав Кубарев.


Своими руками вселенную Метаполиса создавали сотни талантливых мейкеров со всей страны. Освоиться в будущем гостям фестиваля помогли более 140 спикеров, среди которых известный писатель-фантаст Питер Уоттс, легендарный “продавец бессмертия” Обри ди Грей, аэрокосмический инженер NASA и SpaceX Кеннет Смит, евангелист терапевтического подхода к геймингу Джейн Макгонигал и многие другие. Всего в городе будущего прошло более 220 онлайн-активностей и 296 офлайн-мероприятий, организованных с соблюдением всех норм безопасности. Основной площадкой фестиваля стало Цифровое деловое пространство — современная столичная площадка для открытого сотрудничества всех вовлеченных в сферу инноваций.


«Смотрю и слушаю вместе с дочерью. И как мама сделала для себя много интересных выводов. Виртуальная прокачка мозга — это опять же интересно!», — поделилась впечатлениями в чат-руме Варвара Волкова.


Участники фестиваля проводили осень под светлый и чувственный инди-поп группы SIROTKIN и бодрый и дерзкий поп-панк «Кис-кис», а на закрытии сыграла цифровая «
Колыбельная Граймс», созданная Дмитрием Евграфовым для приложения Endel совместно с одной из главных поп-музыкальных футуристок Граймс.


29 ноября жители Метаполиса подвели итоги Всероссийского конкурса проектов Кружкового движения Rukami. За победу в этом году боролись 872 технологических проекта из 69 регионов России. В финал вышли 100 проектов из 28 регионов. Самому младшему участнику конкурса исполнилось 6 лет, самому старшему — 42 года.


Работы принимали по 4 тематическим направлениям: BIO (био- и нейротехнологии), TECH (создание новых индустрий и рынков), FUN (виртуальная, дополненная и смешанная реальность, мода, развлечения, коммуникации и др.) и ART (проекты на стыке технологий, науки и искусства). В каждом направлении определены по 2 победителя в категориях Старт и Профи.


«В числе победителей конкурса Rukami талантливые разработки, по-настоящему яркие визионерские проекты. Приятно, что многие из них направлены на решение социально важных проблем и помощь тем, кто в ней особенно нуждается. Точно знаю, имена их создателей мы услышим еще не единожды, они продолжат работу и выйдут со своим изобретением на реальный рынок. Надеюсь, их пример вдохновит еще больше молодых мейкеров на участие в следующем году. А проект Rukami продолжит открывать потенциал молодых изобретателей и создавать платформу для развития в Кружковом движении НТИ», — отметила Наталья Смелкова, руководитель проекта Rukami и директор Центра поддержки проектов по развитию талантов Национальной технологической инициативы (НТИ) в РВК.


ПОБЕДИТЕЛИ НАПРАВЛЕНИЯ TECH:


Старт — МРК-750 «Орлан» из Волгограда


Авторы: Афанасий Бабачанах (17 лет), Анна Горковец (17 лет), Семен Сорокин (13 лет), Анастасия Неженцева (16 лет), Андрей Харитонов (17 лет)


Беспилотная самодвижущаяся платформа, предназначенная для контроля состояния верхнего строения железнодорожных путей с шириной колеи 750 мм. Его применение позволит оперативно производить диагностику состояния рельсовой колеи, ее ширину, измерение угла наклона, проверку наличия скрытых и видимых дефектов и износов рельсов. Раньше подобные измерения производили дорогостоящие вагоны-лаборатории, которые требуют большого количества персонала, а для управления «Орланом» нужен только один оператор.


Профи — Emotion PLAYER из Нальчика


Авторы: Ислам Тлупов (18 лет), Заурбек Тлупов (48 лет), Ибрагим Тлупов (17 лет), Инал Тлупов (8 лет), Марианна Тлупова (41 год)


Уникальная программа на основе искусственного интеллекта, которая анализирует визуальный медиаконтент (фотографии и видео) и автоматически определяет возрастной рейтинг материалов по системе американской киноассоциации MPAA.


ПОБЕДИТЕЛИ НАПРАВЛЕНИЯ BIO:


Старт — «Умная одежда. Вторые глаза» из Московской области


Автор: Дарья Иванова (12 лет)


Устройство помогает незрячим людям самостоятельно передвигаться по улице. Состоит из каркаса, датчиков и программируемого контроллера. Ультразвуковой датчик фиксирует препятствия и предупреждает об опасности в нескольких местах одновременно (голова, плечо, бедро, колено), а также подаёт звуковые сигналы.


Профи — CyberBionic из Новосибирска


Авторы: Данил Седых (18 лет), Максим Валяев (18 лет), Павел Таскаев (17 лет), Дмитрий Иванов (18 лет), Владислава Гайнанова (17 лет)


Электробионический протез правой кисти человека, способный совершать движения пальцев по желанию владельца. Датчик, установленный в корпусе протеза, улавливает электромагнитный импульс, возникающий в мышце руки и преобразует его в механическую работу сервопривода, который и отвечает за движение пальцев протеза. Разработка новосибирских инженеров в несколько раз дешевле аналогов, но не уступает им в функционале.


ПОБЕДИТЕЛИ НАПРАВЛЕНИЯ ART:


Старт — Muse-Gloves из Комсомольска-на-Амуре


Авторы: Цю Тяньшэн (17 лет), Александр Макаренко (17 лет), Юрий Коршунов (17 лет), Мирослав Мяснянкин (17 лет), Сергей Распутько (17 лет)


Мини-оркестр на одной руке. Изобретатели создали перчатку, на каждый палец которой можно назначить функцию или даже несколько. По мановению пальца перчатка нажимает ноты, настраивает эффекты и регулирует параметры звука. Графический интерфейс драйвера дает возможность пользователю добавлять собственные «блоки» и «сцены» для перчатки, а затем использовать их для создания гениальных мелодий.


Профи — Seen your sin из Москвы


Автор: Антон Андриенко (27 лет)


Работа состоит из изображений отсканированных экранов смартфонов, на которых отражены современные сюжеты, встречающиеся в сети. Изображения располагаются на лайтбоксе, с подвижным основанием диодов за фотографией, который эмитирует работающий сканер. Таким образом, автор отсылает нас к незащищенности в пространстве интернет, к тому, что мы можем там встретить, и кто об этом узнает. В своих работах художник рефлексирует над сознательным, подсознательным и возможностью узнать себя через интернет.



ПОБЕДИТЕЛИ НАПРАВЛЕНИЯ FUN:


Старт — IT-Грамотность из Ростовской области


Автор: Дмитрий Березовский (20 лет)


Игровое приложение для обучения основам информатики и информационных технологий. Пользователь играет в игру в жанре RPG и одновременно обучается. Проект разработан в среде Unity. Скрипты и логика для игры написаны на языке С#. Текстуры, иллюстрации и анимации созданы в программах Adobe Photoshop и Spriter. Сейчас приложение находится в стадии демоверсии, но уже проводилось тестирование на учащихся школы повышения IT-грамотности ЮФУ.


Профи — ARляндия из Иркутска


Авторы: Зоя Воловикова (22 года), Артем Карамышев, Алексей Быков, Андрей Пинкин, Александр Абдулов


Настольная игра с применением дополненной реальности. Участникам предлагают выступить в роли урбанистов. В ходе игры они анализируют предпочтения горожан, их поведение и на основе этого строят предположения, как следует застроить город. Игра проходит на физическом поле. За игровую валюту можно покупать здания и выстраивать их на поле согласно своей задумке. В это время на планшете с симуляцией будет отображаться, как решение повлияло на состояние города.


Специальная номинация «СДЕЛАЙ МИР ЛУЧШЕ» создана для проектов, решающих глобальные проблемы человечества. В ней отметили следующие проекты:


Старт — «Тактильно-аудиальный перчатка-тренажер для абилитации после инсульта» из Алтайского края


Автор: Софья Юркина (16 лет)


Перчатка создана, чтобы помочь в реабилитации и разработке мелкой моторики у детей, которые потеряли зрение и имеют проблемы с двигательной активностью после инсульта. Музыка и тактильные игрушки – единственное развлечение таких детей. Существует много аналогов, но все они, в отличие от этой разработки, требуют подключения к компьютеру и нацелены на работу со зрячими взрослыми людьми. На пальцах перчатки закреплены датчики изгиба. Когда ребёнок сжимает пальцы с достаточной силой, сигнал поступает на плату и по Bluetooth передаётся на дистанционную колонку, которая проигрывает звук или мелодию. Автор планирует улучшить модель, создать приложение для управления и провести дополнительное тестирование.


Профи — «Умная трость» из Новгородской области


Автор: Федоров Станислав Юрьевич (16 лет)


Умная трость в двух комплектациях: SC-1 для людей с проблемами зрения, SC-2 для людей с проблемами опорно-двигательного аппарата. Ультразвуковой дальномер сообщает владельцу с помощью динамиков и вибраций о препятствиях перед ним. GPS-датчик поможет найти владельца в экстренной ситуации. Кнопка SOS и датчик пульса посылают сигнал в службу спасения и оповещает родственников через приложение. При падении трости сработает датчик удара и включит звуковой сигнал.

На Московском международном киберфестивале Rukami прошло также «Народное голосование» за лучший проект. В категории Старт гости фестиваля выбрали проект «Трон Айтишника» из Ульяновской области, созданный Данилом Мыльниковым (19 лет) и Андреем Марутиным (18 лет). Это красивый, функциональный и наполненный смыслом арт-объект. Трон Айтишника отличается охлаждением посадочного места, светодиодной подсветкой с регулируемой яркостью и «секретной» кнопкой. Кнопка спрятана, о ее нахождении окружающие будут оповещены с помощью фанфар из установленных в троне динамиков. Сам объект создан из выработавшей ресурс компьютерной техники.


В категории Профи зрители фестиваля отметили «Конструирование фрезерного станка с ЧПУ» Александра Гончарова и Ярослава Булгакова из Белгородской области. Два мейкера сконструировали станок, который не только в 9 раз дешевле обычного, но еще может функционировать с ЧПУ как единая система, стать основой для реализации многих функций на базе станка и имеет возможность совершенствовать и расширять функционал комплекса.


Все победители получили призы от партнеров конкурса Rukami: АНО «Информационный центр атомной отрасли», MY.GAMES, КРОК, Skillbox, Лаборатории Касперского и Биокад.


Rukami — это некоммерческий проект, инициированный РВК и реализуемый Фондом поддержки проектов НТИ. Проект утвержден Советом при Президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию России в 2018 году как ключевой проект по реализации дорожной карты Кружкового движения Национальной технологической инициативы. Проект направлен на привлечение внимания молодежи и широкой аудитории к техническому творчеству, мейкерству, созданию собственных проектов в кружках. Rukami включает в себя серию региональных мероприятий, демонстрирующих проекты технического творчества, лучшие из которых участники представляют в Москве. Ключевое событие проекта — Международный фестиваль Rukami — собирает технологических энтузиастов из России и зарубежных стран, объединяет лучшие практики и форматы. В рамках проекта проводится образовательно-нетворкинговая программа для руководителей кружков, которая позволяет им не только привлекать новую аудиторию, но и удерживать ее, формируя устойчивое сообщество.


Кружковое движение — это всероссийское сообщество технологических энтузиастов. Цель Кружкового движения — формирование следующего поколения предпринимателей, инженеров, ученых, управленцев, способных задумывать и реализовывать проекты, создавать новые решения и технологические компании, направленные на развитие России и всего мира. Для достижения этой цели утверждена дорожная карта Национальной технологической инициативы «Кружковое движение». Задачи НТИ интегрированы в Национальный проект «Наука».

Как построить генератор электромагнитного поля

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор S. Hussain Ather

Электромагнитные явления присутствуют повсюду, от батареи вашего мобильного телефона до спутников, которые отправляют данные обратно на Землю. Вы можете описать поведение электричества через электромагнитные поля, области вокруг объектов, которые проявляют электрические и магнитные силы, которые являются частью одной и той же электромагнитной силы.

Поскольку электромагнитная сила присутствует во многих приложениях в повседневной жизни, вы даже можете построить ее, используя батарею и другие предметы, такие как медная проволока или металлические гвозди, лежащие вокруг вашего дома, чтобы продемонстрировать эти явления в физике для себя.

••• Сайед Хуссейн Атер

Создание генератора ЭДС

Для создания генератора электромагнитного поля требуется соленоидная катушка из медной проволоки (спиральной или спиральной формы), металлический предмет, например железный гвоздь (для генератора гвоздей), изолирующий провод и источник напряжения (например, батарея или электроды) для излучения электрического тока.

При желании вы можете использовать металлические скрепки или циркуль для наблюдения за эффектом ЭДС.Если металлический объект является ферромагнитным (например, железом), материалом, который можно легко намагнитить, он будет намного эффективнее.

  1. Разместите материалы на непроводящей поверхности, например на дереве или бетоне.
  2. Оберните медный провод как можно плотнее вокруг металлического предмета, пока он полностью не закроется. Чем больше катушек, тем сильнее будет генератор поля.
  3. Обрежьте медный провод так, чтобы его небольшие части были от головы и концов металлического предмета.
  4. Подсоедините один конец отрезка изолированного провода к меди, выступающей из головки металлического объекта. Подключите другой конец изолированного провода к одному концу источника напряжения на регулируемом источнике питания.
  5. Затем подключите один конец изолированного провода к источнику переменного тока.
  6. Поместите несколько скрепок рядом с металлическим предметом, когда он лежит на поверхности.
  7. Установите ручку регулируемого источника питания на 0 вольт.
  8. Подключите блок питания и включите его.
  9. Медленно поверните шкалу напряжения вверх и посмотрите на скрепки. Вы увидите, как они реагируют на магнитное поле от металлического объекта, как только оно станет достаточно сильным от генератора гвоздей.
  10. С помощью компаса посередине отметьте направление электромагнитного поля. Стрелка компаса должна совпадать с осью катушки при протекании тока.

Физика генераторов ЭДС

Электромагнетизм, одна из четырех фундаментальных сил природы, описывает, как возникает электромагнитное поле, создаваемое потоком электрического тока.

Когда электрический ток течет по проводу, магнитное поле увеличивается вместе с витками провода. Это позволяет большему току проходить через меньшее расстояние или по меньшим путям, которые ближе к металлическому гвоздю. Когда ток течет по проводу, электромагнитное поле циркулирует вокруг провода.

••• Syed Hussain Ather

Когда ток течет по проводу, вы можете продемонстрировать направление магнитного поля, используя правило правой руки. Это правило означает, что если вы поместите большой палец правой руки в направлении тока провода, ваши пальцы будут изгибаться в направлении магнитного поля.Эти практические правила помогут вам запомнить направление, в котором находятся эти явления.

••• Syed Hussain Ather

Правило правой руки также применяется к форме соленоида, протекающего вокруг металлического объекта. Когда ток циркулирует по проволоке, он создает магнитное поле в металлическом гвозде или другом предмете. Это создает электромагнит , который мешает направлению компаса и может притягивать к нему металлические скрепки. Этот тип излучателя электромагнитного поля работает не так, как постоянные магниты.

В отличие от постоянных магнитов, электромагниты нуждаются в пропускании электрического тока через них, чтобы создавать магнитное поле для их использования. Это позволяет ученым, инженерам и другим профессионалам использовать их в широком спектре приложений и жестко контролировать их.

Магнитное поле генераторов ЭДС

Магнитное поле для индуцированного тока в форме соленоида электромагнитного поля можно рассчитать как

B = \ mu_0 nL

, где B — магнитное поле в Teslas, μ 0 (произносится как «мантия») — проницаемость свободного пространства (постоянное значение 1.257 x 10 -6 ), L — длина металлического объекта, параллельного полю, а n ​​ — количество витков вокруг электромагнита. Используя закон Ампера,

B = \ frac {\ mu_0 I} {L}

, вы можете рассчитать ток t I (в амперах).

Эти уравнения во многом зависят от геометрии соленоида, когда провода наматываются как можно ближе к металлическому гвоздю. Имейте в виду, что направление тока противоположно потоку электронов.Используйте это, чтобы выяснить, как должно измениться магнитное поле, и посмотрите, меняется ли стрелка компаса так, как вы рассчитываете или определяете с помощью правила правой руки.

Другие генераторы ЭДС

••• Сайед Хуссейн Атер

Изменение закона Ампера зависит от геометрии генератора ЭДС. В случае тороидального электромагнита в форме пончика поле

B = \ frac {\ mu_0 nI} {2 \ pi r}

для n ​​ числа витков и радиуса r от центр к центру металлических предметов.Окружность круга ( 2 π r) в знаменателе отражает новую длину магнитного поля, которое принимает круглую форму по всему тороиду. Формы генераторов ЭДС позволяют ученым и инженерам использовать их возможности.

Тороидальные формы, используемые в трансформаторах, используют катушки, намотанные вокруг них в разных слоях, так что, когда через них индуцируется ток, результирующая ЭДС и ток, которые он создает в ответ, передают мощность между разными катушками.Форма позволяет использовать более короткие катушки, которые уменьшают потери на сопротивление или потери из-за способа намотки токов. Это делает тороидальные трансформаторы эффективными в использовании энергии.

Использование электромагнита

Электромагниты могут применяться в большом количестве приложений от промышленного оборудования, компьютерных компонентов, сверхпроводимости и самих научных исследований. Сверхпроводящие материалы практически не имеют электрического сопротивления при очень низких температурах (около 0 Кельвина), что позволяет использовать их в научном и медицинском оборудовании.

Сюда входят магнитно-резонансная томография (МРТ) и ускорители частиц. Соленоиды используются для генерации магнитных полей в матричных принтерах, топливных инжекторах и промышленном оборудовании. В частности, тороидальные трансформаторы также используются в медицинской промышленности из-за их эффективности при создании биомедицинских устройств.

Электромагниты также используются в музыкальном оборудовании, таком как динамики и наушники, силовые трансформаторы, которые увеличивают или уменьшают текущее напряжение на линиях электропередач, индукционный нагрев для приготовления пищи и производства и даже магнитные сепараторы для сортировки магнитных материалов из металлолома.Индукция для нагрева и приготовления пищи, в частности, зависит от того, как электродвижущая сила производит ток в ответ на изменение магнитного поля.

Наконец, поезда на магнитной подвеске используют сильную электромагнитную силу, чтобы левитировать поезд над рельсами, и сверхпроводящие электромагниты, чтобы разгоняться до высоких скоростей с быстрыми и эффективными темпами. Помимо этих применений, вы также можете найти электромагниты, используемые в таких устройствах, как двигатели, трансформаторы, наушники, громкоговорители, магнитофоны и ускорители частиц.

Как человеческое тело создает электромагнитные поля

Может ли человеческое тело создавать электромагнитное поле? Первоначально он появился на Quora: , где можно получить и поделиться знаниями, давая людям возможность учиться у других и лучше понимать мир .

Ответ Джека Фрейзера, магистра физики Оксфордского университета, на Quora:

Может ли человеческое тело создавать электромагнитное поле?

Я хочу, чтобы вы представили, как я сильно бью вас кулаком по носу.

Поверьте, это поможет сделать это описание более увлекательным! Представьте, что вы сказали что-то грубое о моей матери, если это поможет.

Это больно? Я не боец, но думаю, что так и было.

Почему было больно?

Ну, мой кулак довольно быстро соединился с твоим лицом, и этого должно хватить.

Но что значит «подключиться» или «прикоснуться»?

Наши тела состоят из клеток, состоящих из атомов. А атомы … ну, это в основном пустое пространство.

Атом — это централизованная область экстремальной плотности и положительного заряда (ядро), окруженная областью стоячих «волн вероятности», которые описывают волновую функцию электрона.

Другими словами, атом представляет собой «нечеткий» (технический термин) шар зарядов.

Что-то вроде этого (кредит изображения: Электронное облако).

(Модель планетарной орбиты, которую вы, вероятно, имеете в виду, устарела примерно на 100 лет — она ​​происходит от модели атома Бора 1913 года, которая была заменена в 1925 году моделью Шредингера).

Итак.

Как я могу ударить тебя, если твое лицо и моя рука состоят только из пушистых шариков?

На этом уровне нет понятия «твердое тело» — так почему моя рука должна касаться вашего лица?

Ответ кроется в электрическом поле.

У каждого атома есть свое собственное электрическое поле, и когда вы помещаете два атома близко друг к другу, они могут взаимодействовать с электрическим полем другого.

В некоторых обстоятельствах это «возня» и приводит к атомной связи — атомы и их электроны «находят способ» сосуществовать таким образом, чтобы минимизировать их взаимную энергию, и они сопротивляются разделению.Это то, что мы интерпретируем как атомную связь.

Но иногда это означает, что они просто отскакивают друг от друга . Два электронных поля отталкиваются друг от друга, и атомы разлетаются в стороны.

Итак, то, что вы испытываете, когда мой кулак соприкасается с вашим носом, на самом деле электроны в моем кулаке отталкивают электроны в вашем носу .

Это отталкивание, очевидно, затем вызывает цепную реакцию со всеми другими атомами на вашем лице, которые все взаимно взаимодействуют друг с другом, и все они в унисон отталкиваются от моего кулака (вот почему ваш нос не распыляется на триллионы атомов! )

Специализированные части вашего тела затем генерируют электрические сигналы, которые передаются по другим специализированным частям вашего тела в специализированную часть вашего тела на самом деле , что приводит к каскаду электрических сигналов, передаваемых через все устройство.

Другими словами, датчики в вашем носу посылают сигнал по нервам в ваш мозг, который затем обрабатывается как боль.

«Ой», скажете вы, «для чего это было?»

Разве ты не видишь ?! Все, что только что произошло, произошло из-за электрических полей наших тел!

Все, что вы только что испытали, произошло потому, что мы оба окружены нашим собственным силовым полем, а внутри наших тел есть электрические генераторы, которые они используют для передачи сигналов через наше тело.

Практически каждый процесс, который поддерживает вас в живых, можно проследить до электрического поля, которое создает какой-то компонент вашего тела.

Пока я это набираю, единственное, что мне позволяет сделать это, — это электрическое поле в моих пальцах, нажимающее на клавиши моего ноутбука! Единственное, что мешает мне упасть через стул, — это специализированный ArseField ™ моего тела, который отталкивает стул!

Мои глаза улавливают электромагнитное излучение (и давайте даже не будем начинать с того факта, что я постоянно, , излучаю низкоуровневое поле излучения в инфракрасной области!) И превращаю его в еще более электрические сигналы.

Не только , что человеческое тело создает электромагнитные поля — это единственный способ, которым вы можете существовать как связная сущность!

Вы, , — это электрическое поле — гигантское электрическое поле, которое удерживает ваши атомы вместе и которое использует другие электрические поля для общения с другими частями себя.

Все так круто когда вот так разбить, да ?!

Этот вопрос изначально появился на Quora — месте, где можно получить и поделиться знаниями, давая людям возможность учиться у других и лучше понимать мир.Вы можете подписаться на Quora в Twitter, Facebook и Google+. Еще вопросы:

20.3 Электромагнитная индукция — физика

Задачи обучения секции

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Объясните, как изменяющееся магнитное поле создает ток в проводе
  • Рассчитать наведенную электродвижущую силу и ток

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим ученикам овладеть следующими стандартами:

  • (5) Студент знает природу сил в физическом мире.Ожидается, что студент:
    • (G)
      исследовать и описывать взаимосвязь между электрическими и магнитными полями в таких приложениях, как генераторы, двигатели и трансформаторы.

Кроме того, лабораторное руководство OSX High School Physics Laboratory рассматривает содержание этого раздела в лаборатории под названием: Magnetism, а также следующие стандарты:

  • (5) Научные концепции. Студент знает природу сил в физическом мире. Ожидается, что студент:
    • (ГРАММ)
      исследовать и описывать взаимосвязь между электрическими и магнитными полями в таких приложениях, как генераторы, двигатели и трансформаторы.

Раздел Основные термины

ЭДС индукционный магнитный поток

Изменение магнитного поля

В предыдущем разделе мы узнали, что ток создает магнитное поле. Если природа симметрична, то, возможно, магнитное поле может создать ток. В 1831 году, примерно через 12 лет после открытия, что электрический ток создает магнитное поле, английский ученый Майкл Фарадей (1791–1862) и американский ученый Джозеф Генри (1797–1878) независимо друг от друга продемонстрировали, что магнитные поля могут создавать токи.Основной процесс генерации токов с помощью магнитных полей называется индукцией; этот процесс также называют магнитной индукцией, чтобы отличить его от индукционной зарядки, в которой используется электростатическая кулоновская сила.

Когда Фарадей открыл то, что сейчас называется законом индукции Фарадея, королева Виктория спросила его, как можно использовать электричество. «Мадам, — ответил он, — что хорошего в ребенке?» Сегодня токи, индуцированные магнитными полями, необходимы нашему технологическому обществу. Электрический генератор, который можно найти во всем, от автомобилей до велосипедов и атомных электростанций, использует магнетизм для генерации электрического тока.Другие устройства, которые используют магнетизм для индукции токов, включают в себя звукосниматели в электрогитарах, трансформаторы любого размера, определенные микрофоны, ворота безопасности аэропорта и механизмы демпфирования на чувствительных химических весах.

Один из экспериментов Фарадея для демонстрации магнитной индукции заключался в перемещении стержневого магнита через проволочную катушку и измерении результирующего электрического тока через проволоку. Схема этого эксперимента показана на рис. 20.33. Он обнаружил, что ток индуцируется только тогда, когда магнит движется относительно катушки.Когда магнит неподвижен по отношению к катушке, в катушке не индуцируется ток, как показано на рисунке 20.33. Кроме того, перемещение магнита в противоположном направлении (сравните рис. 20.33 с рис. 20.33) или изменение полярности магнита (сравните рис. 20.33 с рис. 20.33) приводит к возникновению тока в противоположном направлении.

Рис. 20.33 Движение магнита относительно катушки создает электрические токи, как показано. Такие же токи возникают, если катушку перемещать относительно магнита.Чем больше скорость, тем больше величина тока, и ток равен нулю, когда нет движения. Ток, возникающий при перемещении магнита вверх, имеет направление, противоположное направлению тока, возникающего при перемещении магнита вниз.

Виртуальная физика

Закон Фарадея

Попробуйте это моделирование, чтобы увидеть, как движение магнита создает ток в цепи. Лампочка загорается, чтобы показать, когда течет ток, а вольтметр показывает падение напряжения на лампочке.Попробуйте переместить магнит через четырехвитковую катушку и через двухвитковую катушку. Какая катушка производит более высокое напряжение при одинаковой скорости магнита?

Захват

Если северный полюс находится влево и магнит перемещается справа налево, при входе магнита в катушку создается положительное напряжение. Какое знаковое напряжение получится, если эксперимент повторить с южным полюсом слева?

  1. Знак напряжения изменится, потому что направление тока изменится при перемещении южного полюса магнита влево.
  2. Знак напряжения останется прежним, потому что направление тока не изменится при перемещении южного полюса магнита влево.
  3. Знак напряжения изменится, потому что величина протекающего тока изменится при перемещении южного полюса магнита влево.
  4. Знак напряжения останется прежним, потому что величина тока не изменится при перемещении южного полюса магнита влево.

Индуцированная электродвижущая сила

Если в катушке индуцируется ток, Фарадей рассуждал, что должно быть то, что он назвал электродвижущей силой , проталкивающей заряды через катушку. Эта интерпретация оказалась неверной; вместо этого внешний источник, выполняющий работу по перемещению магнита, добавляет энергию зарядам в катушке. Энергия, добавляемая на единицу заряда, измеряется в вольтах, поэтому электродвижущая сила на самом деле является потенциалом. К сожалению, название «электродвижущая сила» прижилось, а вместе с ним и возможность спутать его с реальной силой.По этой причине мы избегаем термина электродвижущая сила и просто используем сокращение эдс , которое имеет математический символ ε.ε. ЭДС может быть определена как скорость, с которой энергия отбирается от источника на единицу тока, протекающего по цепи. Таким образом, ЭДС — это энергия на единицу заряда , добавленная источником, которая контрастирует с напряжением, которое представляет собой энергию на единицу заряда , высвобождаемую , когда заряды проходят через цепь.

Чтобы понять, почему в катушке возникает ЭДС из-за движущегося магнита, рассмотрим рисунок 20.34, на котором показан стержневой магнит, движущийся вниз относительно проволочной петли. Первоначально через петлю проходят семь силовых линий магнитного поля (см. Изображение слева). Поскольку магнит удаляется от катушки, только пять силовых линий магнитного поля проходят через петлю за короткое время ΔtΔt (см. Изображение справа). Таким образом, когда происходит изменение количества силовых линий магнитного поля, проходящих через область, определяемую проволочной петлей, в проволочной петле индуцируется ЭДС. Подобные эксперименты показывают, что наведенная ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного поля.Математически мы выражаем это как

ε∝ΔBΔt, ε∝ΔBΔt,

20,24

где ΔBΔB — изменение величины магнитного поля за время ΔtΔt, а A — площадь петли.

Рис. 20.34 Стержневой магнит перемещается вниз относительно проволочной петли, так что количество силовых линий магнитного поля, проходящих через петлю, со временем уменьшается. Это вызывает индукцию ЭДС в контуре, создающую электрический ток.

Обратите внимание, что силовые линии магнитного поля, лежащие в плоскости проволочной петли, на самом деле не проходят через петлю, как показано крайней левой петлей на рисунке 20.35. На этом рисунке стрелка, выходящая из петли, представляет собой вектор, величина которого равна площади петли, а направление перпендикулярно плоскости петли. На рисунке 20.35 петля повернута от θ = 90 ° θ = 90 °.
до θ = 0 °, θ = 0 ° вклад силовых линий магнитного поля в ЭДС увеличивается. Таким образом, для создания ЭДС в проволочной петле важна составляющая магнитного поля, которая составляет перпендикулярно плоскости плоскости петли, то есть Bcosθ.Bcosθ.

Это аналог паруса на ветру.Представьте, что проводящая петля — это парус, а магнитное поле — как ветер. Чтобы максимизировать силу ветра на парусе, парус ориентируют так, чтобы вектор его поверхности указывал в том же направлении, что и ветер, как в самой правой петле на рис. 20.35. Когда парус выровнен так, что его вектор поверхности перпендикулярен ветру, как в крайней левой петле на рис. 20.35, тогда ветер не оказывает силы на парус.

Таким образом, с учетом угла магнитного поля по отношению к площади, пропорциональность E∝ΔB / ΔtE∝ΔB / Δt становится равной

E∝ΔBcosθΔt.E∝ΔBcosθΔt.

20,25

Рис. 20.35 Магнитное поле лежит в плоскости крайней левой петли, поэтому в этом случае оно не может генерировать ЭДС. Когда петля поворачивается так, что угол магнитного поля с вектором, перпендикулярным области петли, увеличивается до 90 ° 90 ° (см. Крайнюю правую петлю), магнитное поле вносит максимальный вклад в ЭДС в петле. Точки показывают, где силовые линии магнитного поля пересекают плоскость, определяемую петлей.

Другой способ уменьшить количество силовых линий магнитного поля, проходящих через проводящую петлю на Рисунке 20.35 не для перемещения магнита, а для уменьшения размера петли. Эксперименты показывают, что изменение площади проводящей петли в стабильном магнитном поле вызывает в петле ЭДС. Таким образом, ЭДС, создаваемая в проводящей петле, пропорциональна скорости изменения произведения перпендикулярного магнитного поля и площади петли

.
ε∝Δ [(Bcosθ) A] Δt, ε∝Δ [(Bcosθ) A] Δt,

20,26

, где BcosθBcosθ — перпендикулярное магнитное поле, а A — площадь контура.Продукт BAcosθBAcosθ очень важен. Оно пропорционально количеству силовых линий магнитного поля, которые проходят перпендикулярно через поверхность площадью A . Возвращаясь к нашей аналогии с парусом, он будет пропорционален силе ветра на парусе. Он называется магнитным потоком и обозначается как ΦΦ.

Φ = BAcosθΦ = BAcosθ

20,27

Единицей измерения магнитного потока является Вебер (Вб), то есть магнитное поле на единицу площади, или Т / м 2 . Вебер — это также вольт-секунда (Vs).

Индуцированная ЭДС фактически пропорциональна скорости изменения магнитного потока через проводящую петлю.

ε∝ΔΦΔtε∝ΔΦΔt

20,28

Наконец, для катушки из петель Н ЭДС в Н в раз сильнее, чем для одиночной петли. Таким образом, ЭДС, наведенная изменяющимся магнитным полем в катушке из N петель , составляет

ε∝NΔBcosθΔtA.ε∝NΔBcosθΔtA.

Последний вопрос, на который нужно ответить, прежде чем мы сможем преобразовать пропорциональность в уравнение: «В каком направлении течет ток?» Русский ученый Генрих Ленц (1804–1865) объяснил, что ток течет в том направлении, которое создает магнитное поле, которое пытается сохранить постоянный поток в контуре.Например, снова рассмотрим рисунок 20.34. Движение стержневого магнита приводит к уменьшению количества направленных вверх силовых линий магнитного поля, которые проходят через петлю. Следовательно, в контуре генерируется ЭДС, которая направляет ток в направлении, которое создает более направленные вверх силовые линии магнитного поля. Используя правило правой руки, мы видим, что этот ток должен течь в направлении, показанном на рисунке. Чтобы выразить тот факт, что наведенная ЭДС действует как противодействие изменению магнитного потока через проволочную петлю, в пропорциональность ε∝ΔΦ / Δt вводится знак минус.) внутри катушки, направленной влево. Это будет противодействовать увеличению магнитного потока, направленного вправо. Чтобы увидеть, в каком направлении должен течь ток, направьте большой палец правой руки в желаемом направлении магнитного поля B → катушка, B → катушка, и ток будет течь в направлении, указанном сгибанием ваших пальцев правой руки. Это показано изображением правой руки в верхнем ряду рисунка 20.36. Таким образом, ток должен течь в направлении, показанном на рисунке 4 (а).

На Рисунке 4 (b) направление, в котором движется магнит, изменено на обратное.В катушке направленное вправо магнитное поле B → magB → mag из-за движущегося магнита уменьшается. Закон Ленца гласит, что, чтобы противостоять этому уменьшению, ЭДС будет управлять током, который создает дополнительное направленное вправо магнитное поле B → катушка B → катушка в катушке. Опять же, направьте большой палец правой руки в желаемом направлении магнитного поля, и ток будет течь в направлении, указанном сгибанием ваших пальцев правой руки (рис. 4 (b)).

Наконец, на Рисунке 4 (c) магнит перевернут, так что южный полюс находится ближе всего к катушке.Теперь магнитное поле B → magB → mag направлено на магнит, а не на катушку. Когда магнит приближается к катушке, он вызывает увеличение направленного влево магнитного поля в катушке. Закон Ленца гласит, что ЭДС, индуцированная в катушке, будет управлять током в направлении, которое создает магнитное поле, указывающее вправо. Это будет противодействовать увеличению магнитного потока, направленного влево из-за магнита. Повторное использование правила правой руки, как показано на рисунке, показывает, что ток должен течь в направлении, показанном на рисунке 4 (c).

Рис. 20.36. Закон Ленца гласит, что ЭДС, индуцированная магнитным полем, будет управлять током, который сопротивляется изменению магнитного потока в цепи. Это показано на панелях (а) — (с) для различных ориентаций и скоростей магнита. Правые руки справа показывают, как применить правило правой руки, чтобы найти, в каком направлении наведенный ток течет вокруг катушки.

Виртуальная физика

Электромагнитная лаборатория Фарадея

Это моделирование предлагает несколько действий.А пока щелкните вкладку Pickup Coil, на которой представлен стержневой магнит, который можно перемещать через катушку. Когда вы это сделаете, вы увидите, как электроны движутся в катушке, и загорится лампочка, или вольтметр покажет напряжение на резисторе. Обратите внимание, что вольтметр позволяет вам видеть знак напряжения при перемещении магнита. Вы также можете оставить стержневой магнит в покое и переместить катушку, хотя наблюдать за результатами сложнее.

Проверка захвата

Исследования PhET: Электромагнитная лаборатория Фарадея

Поиграйте с стержневым магнитом и катушками, чтобы узнать о законе Фарадея.Поднесите стержневой магнит к одной или двум катушкам, чтобы лампочка загорелась. Просмотрите силовые линии магнитного поля. Измеритель показывает направление и величину тока. Просмотрите силовые линии магнитного поля или используйте измеритель, чтобы показать направление и величину тока. Вы также можете играть с электромагнитами, генераторами и трансформаторами!

Сориентируйте стержневой магнит так, чтобы северный полюс был направлен вправо, и поместите приемную катушку справа от стержневого магнита. Теперь переместите стержневой магнит к катушке и посмотрите, в каком направлении движутся электроны.Это такая же ситуация, как показано ниже. Ток при моделировании течет в том же направлении, что и показано ниже? Объясните, почему да или почему нет.

  1. Да, ток в моделировании течет, как показано, потому что направление тока противоположно направлению потока электронов.
  2. Нет, ток в моделировании течет в противоположном направлении, потому что направление тока совпадает с направлением потока электронов.

Watch Physics

Наведенный ток в проводе

В этом видео объясняется, как можно индуцировать ток в прямом проводе, перемещая его через магнитное поле.через однородное магнитное поле (0,30 Тл) ? Проволока проходит в направлении ŷ . Кроме того, какой конец провода имеет более высокий потенциал — пусть нижний конец провода находится под углом y = 0, а верхний конец — под углом y = 0,5 м)?

  1. 0,15 В и нижний конец провода будет иметь более высокий потенциал
  2. 0,15 В и верхний конец провода будет иметь более высокий потенциал
  3. 0,075 В и нижний конец провода будет иметь более высокий потенциал
  4. 0.075 В и верхний конец провода будет иметь более высокий потенциал

Рабочий пример

ЭДС, индуцированная в проводящей катушке движущимся магнитом

Представьте, что магнитное поле проходит через катушку в направлении, указанном на рисунке 20.37. Диаметр катушки 2,0 см. Если магнитное поле изменится с 0,020 до 0,010 Тл за 34 с, каковы направление и величина индуцированного тока? Предположим, что катушка имеет сопротивление 0,1 Ом.

Рисунок 20.37 Катушка, через которую проходит магнитное поле B .

Стратегия

Используйте уравнение ε = −NΔΦ / Δtε = −NΔΦ / Δt, чтобы найти наведенную ЭДС в катушке, где Δt = 34sΔt = 34s. Подсчитав количество витков соленоида, мы находим, что у него 16 петель, поэтому N = 16.N = 16. Используйте уравнение Φ = BAcosθΦ = BAcosθ для расчета магнитного потока

Φ = BAcosθ = Bπ (d2) 2, Φ = BAcosθ = Bπ (d2) 2,

20,30

, где d — диаметр соленоида, а мы использовали cos0 ° = 1. cos0 ° = 1. Поскольку площадь соленоида не меняется, изменение магнитного потока через соленоид составляет

ΔΦ = ΔBπ (d2) 2.ΔΦ = ΔBπ (d2) 2.

20,31

Найдя ЭДС, мы можем использовать закон Ома, ε = IR, ε = IR, чтобы найти ток.

Наконец, закон Ленца гласит, что ток должен создавать магнитное поле, которое препятствует уменьшению приложенного магнитного поля. Таким образом, ток должен создавать магнитное поле справа.

Решение

Объединение уравнений ε = −NΔΦ / Δtε = −NΔΦ / Δt
и Φ = BAcosθΦ = BAcosθ
дает

ε = −NΔΦΔt = −NΔBπd24Δt.ε = −NΔΦΔt = −NΔBπd24Δt.

20,32

Решая закон Ома для тока и используя этот результат, получаем

I = εR = −NΔBπd24RΔt = −16 (−0,010T) π (0,020 м) 24 (0,10 Ом) (34 с) = 15 мкА.I = εR = −NΔBπd24RΔt = −16 (−0,010T) π (0,020 м) 24 (0,10 Ом) (34 с) = 15 мкА.

20.33

Закон Ленца гласит, что ток должен создавать магнитное поле справа. Таким образом, мы направляем большой палец правой руки вправо и сжимаем пальцы правой руки вокруг соленоида. Ток должен течь в том направлении, в котором указывают наши пальцы, поэтому он входит в левый конец соленоида и выходит из правого конца.

Обсуждение

Давайте посмотрим, имеет ли смысл знак минус в законе индукции Фарадея. Определите направление магнитного поля как положительное. Это означает, что изменение магнитного поля отрицательное, как мы обнаружили выше. Знак минус в законе индукции Фарадея отрицает отрицательное изменение магнитного поля, оставляя нам положительный ток. Следовательно, ток должен течь в направлении магнитного поля, что мы и обнаружили.

Теперь попробуйте определить положительное направление как направление, противоположное направлению магнитного поля, то есть положительное направление находится слева на рисунке 20.37. В этом случае вы обнаружите отрицательный ток. Но поскольку положительное направление находится влево, отрицательный ток должен течь вправо, что опять же согласуется с тем, что мы обнаружили с помощью закона Ленца.

Рабочий пример

Магнитная индукция из-за изменения размера цепи

Схема, показанная на рисунке 20.38, состоит из U-образного провода с резистором, концы которого соединены скользящим токопроводящим стержнем. Магнитное поле, заполняющее область, ограниченную контуром, имеет постоянное значение 0.01 T. Если стержень тянут вправо со скоростью v = 0,50 м / с, v = 0,50 м / с, какой ток индуцируется в цепи и в каком направлении он течет?

Рисунок 20.38 Схема ползунка. Магнитное поле постоянно, и шток тянется вправо со скоростью v . Область изменения, заключенная в цепи, вызывает в цепи ЭДС.

Стратегия

Мы снова используем закон индукции Фарадея, E = −NΔΦΔt, E = −NΔΦΔt, хотя на этот раз магнитное поле остается постоянным и площадь, ограниченная контуром, изменяется.Схема состоит из одного контура, поэтому N = 1. N = 1. Скорость изменения площади ΔAΔt = vℓ.ΔAΔt = vℓ. Таким образом, скорость изменения магнитного потока составляет

ΔΦΔt = Δ (BAcosθ) Δt = BΔAΔt = Bvℓ, ΔΦΔt = Δ (BAcosθ) Δt = BΔAΔt = Bvℓ,

20,34

, где мы использовали тот факт, что угол θθ между вектором площади и магнитным полем равен 0 °. Зная ЭДС, мы можем найти ток, используя закон Ома. Чтобы найти направление тока, мы применяем закон Ленца.

Решение

Закон индукции Фарадея дает

E = −NΔΦΔt = −Bvℓ.E = −NΔΦΔt = −Bvℓ.

20,35

Решение закона Ома для тока и использование предыдущего результата для ЭДС дает

I = ER = −BvℓR = — (0,010T) (0,50 м / с) (0,10 м) 20Ω = 25 мкA I = ER = −BvℓR = — (0,010T) (0,50 м / с) (0,10 м) 20Ω = 25 мкА.

20,36

По мере того, как стержень скользит вправо, магнитный поток, проходящий через контур, увеличивается. Закон Ленца говорит нам, что индуцированный ток создаст магнитное поле, которое будет противодействовать этому увеличению. Таким образом, магнитное поле, создаваемое индуцированным током, должно быть на странице.Сгибание петли пальцами правой руки по часовой стрелке заставляет большой палец правой руки указывать на страницу, что является желаемым направлением магнитного поля. Таким образом, ток должен течь по цепи по часовой стрелке.

Обсуждение

Сохраняется ли энергия в этой цепи? Внешний агент должен тянуть стержень с достаточной силой, чтобы просто уравновесить силу на проводе с током в магнитном поле — вспомните, что F = IℓBsinθ.F = IℓBsinθ. Скорость, с которой эта сила действует на стержень, должна уравновешиваться скоростью, с которой цепь рассеивает мощность.Используя F = IℓBsinθ, F = IℓBsinθ, сила, необходимая для протягивания проволоки с постоянной скоростью v , равна

.
Fpull = IℓBsinθ = IℓB, Fpull = IℓBsinθ = IℓB,

20,37

, где мы использовали тот факт, что угол θθ между током и магнитным полем составляет 90 ° 0,90 °. Подставляя приведенное выше выражение для тока в это уравнение, получаем

Fpull = IℓB = −BvℓR (ℓB) = — B2vℓ2R. Fpull = IℓB = −BvℓR (ℓB) = — B2vℓ2R.

20,38

Сила, создаваемая агентом, тянущим стержень, равна Fpullv, или Fpullv, или

Потяните = Fpullv = −B2v2ℓ2R.Потяните = Fpullv = −B2v2ℓ2R.

20,39

Мощность, рассеиваемая схемой, составляет

Pdissipated = I2R = (- BvℓR) 2R = B2v2ℓ2R. Pdissipated = I2R = (- BvℓR) 2R = B2v2ℓ2R.

20,40

Таким образом, мы видим, что Ppull + Pdissipated = 0, Ppull + Pdissipated = 0, что означает, что мощность сохраняется в системе, состоящей из цепи и агента, который тянет стержень. Таким образом, в этой системе сохраняется энергия.

Практические задачи

11.

Магнитный поток через однопроволочную петлю изменяется с 3.От 5 до 1,5 Вт за 2,0 с. Какая ЭДС индуцируется в контуре?

  1. –2,0 В
  2. –1,0 В
  3. +1,0 В
  4. +2,0 В

12.

Какова ЭДС для 10-витковой катушки, через которую поток изменяется со скоростью 10 Вт / с?

  1. –100 В
  2. –10 В
  3. +10 В
  4. +100 В

Проверьте свое понимание

13.

При наличии стержневого магнита как можно навести электрический ток в проволочной петле?

  1. Электрический ток индуцируется, если стержневой магнит находится рядом с проволочной петлей.
  2. Электрический ток индуцируется, если проволочная петля наматывается на стержневой магнит.
  3. Электрический ток индуцируется, если стержневой магнит перемещается по проволочной петле.
  4. Электрический ток индуцируется, если стержневой магнит находится в контакте с проволочной петлей.

14.

Какие факторы могут вызвать индуцированный ток в проволочной петле, через которую проходит магнитное поле?

  1. Наведенный ток можно создать только путем изменения размера проволочной петли.
  2. Наведенный ток можно создать только путем изменения ориентации проволочной петли.
  3. Наведенный ток можно создать только путем изменения напряженности магнитного поля.
  4. Наведенный ток может быть создан путем изменения силы магнитного поля, изменения размера проволочной петли или изменения ориентации проволочной петли.

Мозг некоторых людей может ощущать магнитное поле Земли — но нет, это не означает, что у нас есть «сверхспособности» магнитовосприятия | Умные новости

Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

Существует довольно длинный каталог животных, которые, кажется, обладают магниторецепцией или способностью обнаруживать магнитные поля Земли, включая голубей, собак, форель, пчел, черепах и саламандр.Но исследователи так и не смогли определить, есть ли у людей эта скрытая сверхдержава, несмотря на десятилетия попыток. Провокационное новое исследование, опубликованное в журнале eNeuro , предполагает, что наш мозг действительно может обнаруживать магнитные поля — по крайней мере, у некоторых людей, хотя невозможно сказать, влияет ли это каким-либо образом на поведение человека. (Несмотря на некоторые заявления о том, что у человека есть недавно открытая магнитная «сверхдержава», мы внезапно не двоюродные братья злодея Marvel Магнето.)

В настоящее время ученые все еще пытаются выяснить, как работает магниторецепция у животных.Эрик Хэнд из Science сообщает, что большая часть того, что мы знаем о магнитном восприятии, получена в результате поведенческих исследований животных, которые меняют то, как они ориентируются или ориентируются, если манипулировать магнитным полем. (Собаки ориентируются вдоль оси север-юг магнитного поля Земли, когда они какают.) Узнать, как это ощущение магнитного поля работает на биологическом уровне, было более сложной задачей.

В настоящее время существует две основные гипотезы. Один из них связан с криптохромами, специализированными белками сетчатки, которые каким-то образом передают магнитную информацию в мозг.Другая гипотеза заключается в том, что микроскопические частицы минерального магнетита находятся в определенных рецепторных клетках в ухе или за носом и работают как биологические компасы.

Георгий Дворский в Gizmodo сообщает, что ведущий исследователь нового исследования Джозеф Киршвинк, геофизик из Калифорнийского технологического института, который десятилетиями занимается изучением магнитных полей и магниторецепции, решил обойти вопросы о том, как может работать смысл, и сосредоточиться на том, есть ли признаки магниторецепции в мозге вообще.

«Наш подход заключался в том, чтобы сосредоточиться только на активности мозговых волн», — говорит Киршвинк Дворскому. «Если мозг не реагирует на магнитное поле, то никаким образом, магнитное поле не может повлиять на чье-то поведение. Мозг должен сначала что-то воспринять, чтобы действовать на это — такого понятия, как «экстрасенсорное восприятие», не существует ».

Для изучения мозговых волн команда построила тщательно продуманную камеру, предназначенную для блокировки всей внешней магнитной активности, электрических импульсов и звука.Электрические катушки внутри камеры создавали магнитное поле, которым могли манипулировать исследователи. В рамках эксперимента команда исследовала 34 человека, которые носили специальное устройство, отслеживающее их мозговые волны. Каждый испытуемый сидел в полной темноте в течение часа, пока исследователи вращали вокруг себя искусственное магнитное поле в поисках признаков того, что мозг обнаруживает движения.

Экспериментаторы зафиксировали провалы амплитуды альфа-волн мозга у трети участников.Падения были наиболее заметными с 25-процентным изменением амплитуды, когда магнитное поле перед объектом было направлено на север и качалось с северо-востока на северо-запад против часовой стрелки. Люди не реагировали на магнитные поля, направленные на юг. Через несколько недель четыре участника прошли повторное тестирование с теми же результатами.

Дворский сообщает, что, как правило, альфа-волны мозга обычно производятся нейронами, когда они не обрабатывают никакой сенсорной информации. Мозговые волны имеют тенденцию уменьшаться при введении какого-либо стимула.Таким образом, падение альфа-волн является признаком того, что мозг может обрабатывать какую-то информацию из магнитных полей.

Эксперт по магниторецепции

Питер Хор из Оксфордского университета, изучающий навигацию у птиц, сказал Марии Темминг в интервью Science News , что результаты кажутся правдоподобными. Но они нуждаются в воспроизведении, включая аналогичный эксперимент в Южном полушарии, прежде чем он будет полностью убежден.

«Интересно думать, что у нас есть ощущение, о котором мы не осознаем», — говорит Хор, не участвовавший в исследовании, — «[Но] необычные утверждения требуют экстраординарных доказательств, и в данном случае это включает возможность воспроизвести его в другой лаборатории.”

Но не все думают, что альфа-волны указывают на какие-то необнаруженные чувства. «Если бы я… сунул голову в микроволновую печь и включил ее, я бы увидел эффекты на своих мозговых волнах», — говорит Торстен Ритц, биофизик из Калифорнийского университета в Ирвине, не участвовавший в исследовании, Келли Сервик Наука . «Это не значит, что у нас есть чувство микроволновки».

Маргарет Ахмад, биолог из Университета Сорбонны во Франции, рассказывает Сервику, что магнитные поля, как известно, влияют на клетки человека и млекопитающих в чашке.

«Я не удивлен, что есть эффект», — говорит Ахмад, не участвовавший в исследовании. «В клетке есть что-то, что меняется в присутствии магнитного поля. Мы видим этот эффект на эмбриональных клетках почек человека; вы не собираетесь меня убеждать, что воздействие на клетки мозга имеет большее или меньшее значение ».

Киршвинк, например, считает, что данные — это первый признак магниторецепции. «Аристотель описал пять основных органов чувств, включая зрение, слух, вкус, обоняние и осязание», — говорится в пресс-релизе.«Однако он не принимал во внимание гравитацию, температуру, боль, равновесие и некоторые другие внутренние раздражители, которые, как мы теперь знаем, являются частью нервной системы человека. Наши животные предки утверждают, что здесь должны быть датчики геомагнитного поля, представляющие не шестое чувство, а, возможно, 10-е или 11-е человеческое чувство, которое предстоит открыть ».

В статье на The Conversation , он и его соавторы говорят, что есть много вопросов, которые поднимает исследование, в том числе, обладают ли люди со слабой или сильной реакцией на магнитные поля различными навигационными способностями, можно ли научить людей чувствовать магнитные поля и можно ли научить людей с сильной реакцией на это поле чувствовать его.

Но это ставит телегу впереди лошади: критики говорят, что эти результаты необходимо проанализировать и воспроизвести, прежде чем мы даже приблизимся, скажем, чтобы научить пилотов чувствовать истинный север — и это может даже не стоить усилий. Наша растущая зависимость от технологии GPS предполагает, что даже если мы сможем обнаруживать магнитные поля, немногие из нас откажутся от своих сотовых телефонов ради магнетической интуиции, если это не поможет нам быстрее найти ближайший Starbucks.

Животные

наука о планете Земля

Геология

Эволюция человека

Новое исследование

Чувства

Рекомендованные видео

Закон индукции Фарадея: Закон Ленца

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Рассчитайте ЭДС, ток и магнитные поля, используя закон Фарадея.
  • Объясните физические результаты Закона Ленца.

Закон Фарадея и Ленца

Эксперименты Фарадея показали, что ЭДС, вызванная изменением магнитного потока, зависит только от нескольких факторов. Во-первых, ЭДС прямо пропорциональна изменению магнитного потока Δ Φ . Во-вторых, ЭДС является наибольшей, когда изменение во времени Δ t наименьшее, то есть ЭДС обратно пропорциональна Δ t . Наконец, если катушка имеет Н витков, будет создана ЭДС, которая в Н в раз больше, чем для одиночной катушки, так что ЭДС прямо пропорциональна Н .Уравнение для ЭДС, вызванной изменением магнитного потока, равно

[латекс] \ text {emf} = — N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Это соотношение известно как закон индукции Фарадея . Обычно единицами измерения ЭДС являются вольты. Знак минус в законе индукции Фарадея очень важен. Минус означает, что ЭДС создает ток I и магнитное поле B, которые препятствуют изменению потока Δ Φ — это известно как закон Ленца . Направление (обозначенное знаком минус) ЭДС настолько важно, что оно названо законом Ленца в честь русского Генриха Ленца (1804–1865), который, подобно Фарадею и Генри, независимо исследовал аспекты индукции.Фарадей знал о направлении, но Ленц так ясно изложил его, что ему приписывают его открытие. (См. Рисунок 1.)

Рис. 1. (a) Когда стержневой магнит вставляется в катушку, сила магнитного поля в катушке увеличивается. Ток, наведенный в катушке, создает другое поле в направлении, противоположном стержневому магниту, чтобы противодействовать увеличению. Это один из аспектов закона Ленца: индукция препятствует любому изменению потока. (b) и (c) — две другие ситуации. Убедитесь сами, что показанное направление индуцированной катушки B действительно противостоит изменению магнитного потока и что показанное направление тока согласуется с RHR-2.

Стратегия решения проблем закона Ленца

Чтобы использовать закон Ленца для определения направлений индуцированных магнитных полей, токов и ЭДС:

  1. Сделайте набросок ситуации для использования при визуализации и записи направлений.
  2. Определите направление магнитного поля Б.
  3. Определите, увеличивается или уменьшается поток.
  4. Теперь определите направление индуцированного магнитного поля B. Оно противостоит изменению магнитного потока, добавляя или вычитая из исходного поля.
  5. Используйте RHR-2 для определения направления индуцированного тока I, ответственного за индуцированное магнитное поле B.
  6. Направление (или полярность) наведенной ЭДС теперь будет управлять током в этом направлении и может быть представлено как ток, выходящий из положительного вывода ЭДС и возвращающийся к ее отрицательному выводу.

Для практики примените эти шаги к ситуациям, показанным на рисунке 1, и другим, которые являются частью следующего текстового материала.

Применение электромагнитной индукции

Существует множество применений закона индукции Фарадея, которые мы исследуем в этой и других главах. На этом этапе позвольте нам упомянуть несколько, которые связаны с хранением данных и магнитными полями. Очень важное приложение связано с записью аудио и видео на магнитные ленты . Пластиковая лента, покрытая оксидом железа, проходит мимо записывающей головки. Эта записывающая головка представляет собой круглое железное кольцо, вокруг которого намотана катушка с проволокой — электромагнит (рис. 2).Сигнал в виде переменного входного тока от микрофона или камеры поступает на записывающую головку. Эти сигналы (которые являются функцией амплитуды и частоты сигнала) создают переменные магнитные поля на записывающей головке. Когда лента движется мимо записывающей головки, ориентация магнитного поля молекул оксида железа на ленте изменяется, таким образом записывая сигнал. В режиме воспроизведения намагниченная лента проходит мимо другой головки, аналогичной по конструкции записывающей головке. Различная ориентация магнитного поля молекул оксида железа на ленте индуцирует ЭДС в проволочной катушке в воспроизводящей головке.Затем этот сигнал отправляется на громкоговоритель или видеоплеер.

Рис. 2. Головки для записи и воспроизведения, используемые с аудио- и видеомагнитными лентами. (кредит: Стив Джурветсон)

Аналогичные принципы применимы и к жестким дискам компьютеров, но с гораздо большей скоростью. Здесь записи находятся на вращающемся диске с покрытием. Исторически считывающие головки создавались по принципу индукции. Однако входная информация передается в цифровой, а не аналоговой форме — на вращающемся жестком диске записывается серия нулей или единиц.Сегодня большинство считывающих устройств с жестких дисков не работают по принципу индукции, а используют технологию, известную как гигантское магнитосопротивление . (Открытие того факта, что слабые изменения магнитного поля в тонкой пленке из железа и хрома могут вызывать гораздо большие изменения электрического сопротивления, было одним из первых крупных успехов нанотехнологии.) Еще одно применение индукции можно найти на магнитной полосе на магнитной полосе. на оборотной стороне вашей личной кредитной карты, которая использовалась в продуктовом магазине или в банкомате.Это работает по тому же принципу, что и аудио- или видеолента, упомянутая в последнем абзаце, в которой голова считывает личную информацию с вашей карты.

Другое применение электромагнитной индукции — это когда электрические сигналы должны передаваться через барьер. Рассмотрим кохлеарный имплант , показанный ниже. Звук улавливается микрофоном на внешней стороне черепа и используется для создания переменного магнитного поля. Ток индуцируется в приемнике, закрепленном в кости под кожей, и передается на электроды во внутреннем ухе.Электромагнитная индукция может использоваться и в других случаях, когда электрические сигналы должны передаваться через различные среды.

Рис. 3. Электромагнитная индукция, используемая при передаче электрического тока через среды. Устройство на голове ребенка индуцирует электрический ток в приемнике, закрепленном в кости под кожей. (кредит: Бьорн Кнетч)

Еще одна современная область исследований, в которой электромагнитная индукция успешно реализуется (и имеет значительный потенциал), — это транскраниальное магнитное моделирование.Множество расстройств, включая депрессию и галлюцинации, можно объяснить нерегулярной локальной электрической активностью в головном мозге. В транскраниальной магнитной стимуляции быстро меняющееся и очень локализованное магнитное поле помещается рядом с определенными участками, идентифицированными в головном мозге. В идентифицированных участках индуцируются слабые электрические токи, которые могут привести к восстановлению электрических функций в тканях мозга.

Апноэ сна («остановка дыхания») поражает как взрослых, так и младенцев (особенно недоношенных детей, и это может быть причиной внезапной детской смерти [SID]).У таких людей дыхание может неоднократно останавливаться во время сна. Прекращение действия более чем на 20 секунд может быть очень опасным. Инсульт, сердечная недостаточность и усталость — вот лишь некоторые из возможных последствий для человека, страдающего апноэ во сне. У младенцев проблема заключается в задержке дыхания на это более длительное время. В одном из типов мониторов, предупреждающих родителей о том, что ребенок не дышит, используется электромагнитная индукция. В проводе, обмотанном вокруг груди младенца, проходит переменный ток. Расширение и сжатие грудной клетки младенца во время дыхания изменяет площадь спирали.В расположенной рядом катушке датчика индуцируется переменный ток из-за изменения магнитного поля исходного провода. Если ребенок перестанет дышать, наведенный ток изменится, и родители могут быть предупреждены.

Подключение: сохранение энергии

Закон Ленца — это проявление сохранения энергии. Индуцированная ЭДС создает ток, который противодействует изменению потока, потому что изменение потока означает изменение энергии.Энергия может входить или уходить, но не мгновенно. Закон Ленца — следствие. Когда изменение начинается, закон говорит, что индукция противодействует и, таким образом, замедляет изменение. Фактически, если бы индуцированная ЭДС была в том же направлении, что и изменение потока, была бы положительная обратная связь, которая не давала бы нам бесплатную энергию из любого видимого источника — закон сохранения энергии был бы нарушен.

Пример 1. Расчет ЭДС: насколько велика наведенная ЭДС?

Рассчитайте величину наведенной ЭДС, когда магнит, изображенный на Рисунке 1 (а), вдавливается в катушку, учитывая следующую информацию: одноконтурная катушка имеет радиус 6.00 см, а среднее значение B cos θ (это дано, поскольку поле стержневого магнита сложное) увеличивается с 0,0500 Тл до 0,250 Тл за 0,100 с.

Стратегия

Чтобы найти величину ЭДС , мы используем закон индукции Фарадея, как указано в [latex] \ text {emf} = — N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex], но без знака минус, указывающего направление:

[латекс] \ text {emf} = N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Решение

Нам дано, что N = 1 и Δ t = 0.100 с, но мы должны определить изменение потока Δ Φ , прежде чем мы сможем найти ЭДС. Поскольку площадь петли фиксирована, мы видим, что

ΔΦ = Δ ( BA cos θ ) = AΔ ( B cos θ ).

Теперь Δ ( B cos θ ) = 0,200 Тл, поскольку было задано, что B cos θ изменяется от 0,0500 до 0,250 Тл. Площадь контура A = πr2 = (3,14…) ( 0,060 м) 2 = 1,13 × 10 −2 м 2 .{2} \ right) \ left (0.200 \ text {T} \ right)} {0.100 \ text {s}} = 22.6 \ text {mV} \\ [/ latex].

Обсуждение

Хотя это напряжение легко измерить, его явно недостаточно для большинства практических приложений. Больше петель в катушке, более сильный магнит и более быстрое движение делают индукцию практическим источником напряжения, которым она и является.

Исследования PhET: Электромагнитная лаборатория Фарадея

Поиграйте с стержневым магнитом и катушками, чтобы узнать о законе Фарадея.Поднесите стержневой магнит к одной или двум катушкам, чтобы лампочка загорелась. Просмотрите силовые линии магнитного поля. Измеритель показывает направление и величину тока. Просмотрите силовые линии магнитного поля или используйте измеритель, чтобы показать направление и величину тока. Вы также можете играть с электромагнитами, генераторами и трансформаторами!

Щелкните, чтобы загрузить симуляцию. Запускать на Java.

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

  1. Человек, работающий с большими магнитами, иногда помещает голову в сильное поле.Она сообщает, что у нее кружится голова, когда она быстро поворачивает голову. Как это может быть связано с индукцией?
  2. Ускоритель частиц отправляет заряженные частицы с высокой скоростью по откачанной трубе. Объясните, как катушка с проволокой, намотанная вокруг трубы, может обнаруживать прохождение отдельных частиц. Нарисуйте график выходного напряжения катушки при прохождении через нее одиночной частицы.

Задачи и упражнения

1. Как показано на Рисунке 5 (а), каково направление тока, индуцируемого в катушке 2: (а) Если ток в катушке 1 увеличивается? (b) Если ток в катушке 1 уменьшается? (c) Если ток в катушке 1 постоянный? Ясно покажите, как вы следуете шагам из приведенной выше стратегии решения проблем для закона Ленца .

Рис. 5. (a) Катушки лежат в одной плоскости. (б) Проволока находится в плоскости катушки.

2. Как показано на Рисунке 5 (b), в каком направлении индуцируется ток в катушке: (a) Если ток в проводе увеличивается? (б) Если ток в проводе уменьшится? (c) Если ток в проводе внезапно меняет направление? Ясно покажите, как вы следуете шагам из приведенной выше стратегии решения проблем для закона Ленца .

3. Как показано на рисунке 6, каковы направления токов в катушках 1, 2 и 3 (предположим, что катушки лежат в плоскости цепи): (a) Когда переключатель в первый раз замыкается? (б) Когда переключатель был замкнут в течение длительного времени? (c) Сразу после размыкания переключателя?

Рисунок 6.

4. Повторите предыдущую проблему с перевернутой батареей.

5. Убедитесь, что единицами измерения Δ Φ / Δ t являются вольты. То есть показать, что 1 Тл м 2 / с = 1 В.

6. Предположим, катушка с 50 витками находится в плоскости страницы в однородном магнитном поле, направленном внутрь страницы. Изначально змеевик имел площадь 0,250 м 2 2 . Он растягивается, чтобы не было площади за 0,100 с. Каковы направление и величина наведенной ЭДС, если однородное магнитное поле имеет напряженность 1.50 т?

7. (a) Техник МРТ перемещает свою руку из области очень низкой напряженности магнитного поля в поле 2,00 Тл сканера МРТ, указывая пальцами в направлении поля. Найдите среднюю ЭДС, индуцированную в его обручальном кольце, учитывая его диаметр 2,20 см и предполагая, что для его перемещения в поле требуется 0,250 с. (б) Обсудите, может ли этот ток существенно изменить температуру кольца.

8. Integrated Concepts Обратимся к ситуации в предыдущей задаче: (a) Какой ток индуцируется в кольце, если его сопротивление равно 0.0100 Ом? (б) Какая средняя мощность рассеивается? (c) Какое магнитное поле индуцируется в центре кольца? (d) Каково направление индуцированного магнитного поля относительно поля МРТ?

9. ЭДС индуцируется вращением катушки с 1000 витками диаметром 20,0 см в магнитном поле Земли 5,00 × 10 −5 Тл. Какая средняя ЭДС индуцируется, если плоскость катушки изначально перпендикулярна полю Земли и повернута параллельно полю за 10,0 мс?

10.Катушка с 500 витками радиусом 0,250 м поворачивается на одну четверть оборота за 4,17 мс, первоначально ее плоскость перпендикулярна однородному магнитному полю. (Это 60 об / с.) Найдите напряженность магнитного поля, необходимую для индукции средней ЭДС 10 000 В.

11. Integrated Concepts Примерно как ЭДС, наведенная в петле на рисунке 5 (b), зависит от расстояния центра петли от провода?

12. Integrated Concepts (a) Молния создает быстро меняющееся магнитное поле.Если болт ударяется о землю вертикально и действует как ток в длинном прямом проводе, он вызывает напряжение в петле, выровненной, как показано на рисунке 5 (b). Какое напряжение индуцируется в петле диаметром 50,0 м 1,00 м от удара молнии 2,00 × 10 6 , если ток падает до нуля за 25,0 мкс? (b) Обсудите обстоятельства, при которых такое напряжение может привести к заметным последствиям.

Глоссарий

Закон индукции Фарадея:
средство расчета ЭДС в катушке из-за изменения магнитного потока, заданное как [latex] \ text {emf} = — N \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex]
Закон Ленца:
знак минус в законе Фарадея, означающий, что ЭДС, индуцированная в катушке, противодействует изменению магнитного потока

Избранные решения проблем и упражнения

1.(a) CCW (b) CW (c) Нет наведенного тока

3. (a) 1 против часовой стрелки, 2 против часовой стрелки, 3 по часовой стрелке (b) 1, 2 и 3 без наведенного тока (c) 1 CW, 2 CW, 3 CCW

7. (a) 3,04 мВ (b) В качестве нижнего предела для кольца, оценка R = 1,00 мОм. Передаваемое тепло составит 2,31 мДж. Это небольшое количество тепла.

9. 0,157 В

11. пропорционально [латексу] \ frac {1} {r} \\ [/ latex]

Можно ли создавать магнитные волны?

Категория: Физика Опубликовано: 13 января 2016 г.

Изображение из общественного достояния, источник: Кристофер С.Бэрд

Да, с помощью магнитов можно создавать электромагнитные волны. Нет, невозможно создать магнитные волны без электрического поля. Электрические поля создаются электрическими зарядами. Например, если вы статически зарядили воздушный шар, потерев его о волосы, воздушный шар создаст электрическое поле. Магнитные поля создаются магнитами. Например, магнит на холодильник создает магнитное поле и прилипает к нему. Электрические поля и магнитные поля не являются отдельными сущностями.На самом деле они являются гранями одной единой сущности: электромагнитного поля.

Хотя электрические заряды могут создавать электрические поля, магнитные поля могут также создавать электрические поля. Точно так же, хотя магниты могут создавать магнитные поля, электрические поля также могут создавать магнитные поля. Фактически, каждый раз, когда вы меняете магнитное поле, вы создаете электрическое поле. Это называется законом индукции Фарадея. Точно так же каждый раз, когда вы меняете электрическое поле, вы создаете магнитное поле.Это называется законом Максвелла-Ампера. Интересно то, что изменяющееся электрическое поле создает изменяющееся магнитное поле, которое создает изменяющееся электрическое поле, которое создает изменяющееся магнитное поле и так далее. Вместо того чтобы рассматривать электрическое поле и магнитное поле как отдельные сущности, которые постоянно создают друг друга в процессе циклической обратной связи, правильнее рассматривать их просто как один единый объект: электромагнитное поле. Из-за этого циклического процесса обратной связи электромагнитные поля, которые меняются во времени, становятся самоподдерживающимися и распространяются в космос, даже если электрические заряды или магниты, запустившие процесс, исчезают.Мы называем такие самоподдерживающиеся вариации электромагнитного поля «электромагнитными волнами» или «электромагнитным излучением». Знакомый пример электромагнитных волн — видимый свет. Все электромагнитные волны распространяются со скоростью света, потому что все они в действительности являются светом того или иного вида.

Итак, невозможно создать чисто магнитные волны. Сам акт создания волн в магнитном поле автоматически создает соответствующие электрические поля и приводит к электромагнитному излучению.Например, если вы возьмете стержневой магнит и встряхнете им над головой, вы не создадите магнитные волны. Вы создаете электромагнитных волны. В частности, вы создаете очень слабые, очень низкочастотные радиоволны. Это не фигура речи. Вращение стержневого магнита буквально создает радиоволны, распространяющиеся во всех направлениях. Однако эти радиоволны очень низкочастотные, поэтому не думайте, что вы можете начать транслировать музыку нового поколения на свой радиоприемник, размахивая стержневым магнитом.

Темы:
электрическое поле, электромагнетизм, магнит, магнитное поле

Как построить мини-генератор ЭМИ, нарушающий работу электроники

Устали от назойливых соседей, которые выкрикивают противную музыку, чтобы не уснуть по ночам? Да, я тоже; Настолько, что иногда я фантазирую о том, чтобы выстрелить из ролевой игры в их квартиру и навсегда закончить их полуночное крещендо. Конечно, я из тех здравомыслящих и здравомыслящих людей, которые никогда не прибегали к насилию, поэтому вместо этого я бы предпочел запустить электромагнитный импульс прямо за их окном.

Генератор электромагнитных импульсов или генератор ЭМИ — это устройство, способное генерировать кратковременное электромагнитное возмущение, которое излучается наружу из своего эпицентра, нарушая работу электронных устройств (или поджаривая, в зависимости от его мощности). Некоторые всплески ЭМИ возникают естественным образом, например, электростатический разряд (ЭСР), тогда как другие, такие как ядерный электромагнитный импульс (ЯЭМИ), созданы руками человека.

В следующем пошаговом руководстве описывается, как построить элементарный генератор ЭМИ с использованием общедоступных предметов: паяльника, припоя, одноразовой камеры, маленькой кнопки-переключателя, изолированного толстого медного кабеля, эмалированного провода и сильноточного импульсного устройства. выключатель.

Заявление об ограничении ответственности: ЭМИ опасны и не должны использоваться рядом с медицинским или компьютерным оборудованием; избегайте этого любой ценой, если вы носите кардиостимулятор. Кроме того, ни я, ни электронные продукты не призываем вас использовать EMP для уничтожения собственности. Мы не оправдываем противоправное поведение.

Шаг 1. Приобретите одноразовую фотокамеру «наведи и снимай».
Купите дешевую одноразовую фотокамеру, например камеру Kodak, которую можно купить в местной аптеке.

Шаг 2: Наденьте пару резиновых перчаток и откройте камеру.
Наденьте резиновые перчатки, чтобы избежать возможности получить болезненный шок при открытии камеры; его конденсатор вспышки выдерживает около 330 вольт при полной зарядке.

Шаг 3. Откройте раму и найдите большой электролитический конденсатор.
Плоским концом отвертки подденьте корпус камеры, стараясь не повредить расположенную ниже печатную плату. После открытия найдите большой электролитический конденсатор — черный цилиндрический компонент с двумя выводами — и печатную плату, к которой он прикреплен. Имейте в виду, что сторона конденсатора с маркировкой представляет собой отрицательную клемму.

Шаг 4. Проверьте заряд конденсатора вспышки.
Возьмите вольтметр, установите его на шкалу 1000 вольт и убедитесь, что конденсатор разряжен.Если вольтметр не может найти показания, конденсатор разряжен, и вы можете пропустить шаг 5.

Шаг 5. Разрядите вспышку
Чтобы разрядить конденсатор, нам сначала нужно активировать вспышку, вставив батарейки и пленку в камеру и включив вспышку. Далее нажимаем кнопку выстрела и сразу вынимаем батарейки, чтобы конденсатор снова не зарядился. Еще раз используйте вольтметр, чтобы убедиться в полной разрядке. Если остаточный заряд сохраняется, поместите резистор на 100 Ом между выводами.Некоторые предлагают использовать отвертку для разряда конденсатора, но я не рекомендую этого делать, поскольку этот метод создает некрасивую искру.

Шаг 6: Снимите печатную плату и замените ее выключатель заряда.
Снимите печатную плату конденсатора и найдите кнопку включения / выключения. Снимите ее и припаяйте кнопку на ее месте поверх контактных площадок, чтобы снизить риск поражения электрическим током.


Шаг 7: Припаяйте конденсатор

Припаяйте два изолированных медных кабеля к двум клеммам конденсатора и подключите один конец к сильноточному переключателю мгновенного действия, как показано ниже.Сильноточный переключатель мгновенного действия можно легко приобрести в Интернете. Другой конец пока оставьте неподключенным.


Шаг 8: Сформируйте нагрузочную катушку
Оберните покрытый эмалью провод на 7-15 витков вокруг круглого объекта диаметром 2 дюйма. Убедитесь, что провода точно выровнены, без перегибов и перекрытий. Оберните двусторонний скотч вокруг диаметра круглого предмета, чтобы помочь с этим.

После создания достаточно толстой петли удалите объект.Теперь обмотайте катушку липкой лентой, но оставьте два выступающих вывода для подключения клемм. Если у вас есть железный стержень, вы можете пропустить его через центр катушки, чтобы усилить генерируемое магнитное поле.

Шаг 9: Соедините катушку и выключатель.
Используйте наждачную бумагу, чтобы удалить эмалевое покрытие с концов двух проводов, выступающих из катушки, прежде чем присоединять один к другому выводу конденсатора. Затем прикрепите оставшийся провод к «включенной» стороне переключателя.

Конечным результатом будет печатная плата с переключателем для включения и выключения схемы зарядного устройства, а также катушка нагрузки, которая переключается на конденсатор.

Disclaimer 2: Этот проект недостаточно мощный, чтобы не нарушить звуковые системы ваших неприятных соседей.

Шаг 10: Зарядите генератор ЭМИ и запустите
Просто снова вставьте аккумулятор в печатную плату камеры, чтобы обеспечить источник питания. Когда вы будете готовы опробовать свое творение, возьмите портативное электронное устройство, которое вы хотите вывести из строя, и нажмите выключатель.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *