گاهنامه برق و الکترونیک - سری آموزشی - ش3
دید کلی: انفجار یک میدان مغناطیسی بسیار نیرومند می تواند در کسری از ثانیه آن چنان قدرت الکتریکی بالایی را در کلیه مواد هادی پیرامون خود القا نماید، که به راستی تمام آنها را مختل نموده و از کار بیاندازد.
هر چند این میدان مغناطیسی بر روی جسم انسان به عنوان یک هادی الکتریکی نیز موثر می باشد. ولی این تاثیر بسیار محدود و مقطعی بوده و بدن جز در موارد خاصی قدرت مقاومت در برابر آن را دارد. در جنگ افزارهای نسل الکترونیک استفاده از سلاح مغناطیسی و فیزیک امواج الکترومغناطیسی جایگاه ویژه ای داشته ومورد توجه سازندگان این قبیل سلاحها بوده است.
بمب الکترومغناطیسی چیست؟ بمب الکترومغناطیسی در واقع چیزی نیست جز یک شار مغناطیسی فوق العاده ای نیرومند که با گسیل فیزیک امواج پر قدرت (SHF) سوپر فرکانس های با طول موج بالاتر از ده گیگا هرتز موسوم به امواج میکروویو پر قدرت (High Power Microwave) می تواند هر گونه دستگاه های الکتریکی یا الکترونیکی واقع در محدوده عمل خود را در یک باند فوق گسترده (uWb) که مخفف عبارت ultra Wide band می باشد، فلج نماید.
روزی را تصور کنید که در یک شهر معمولی و در یک زمان تمام دستگاه های الکتریکی روشن و در حال کار ناگهانی سوخته و از کار بیافتد و تمام دستگاه های خاموش نیز در آن واحد روشن شده و پس از چند لحظه آنها نیز بسوزند. در چنین شهری پس از انفجار بمب الکترومغناطیسی بر فراز شهر ، در کسری از ثانیه یک تا دو میلیارد وات انرژی الکتریکی کلیه سیستم های مخابراتی و رادیویی و تلویزیونی را از کار بیاندازد.
برق شهر قطع می گردد، مدار الکتریکی همه رایانه ها می سوزد. تمام باتریها و خازن ها منفجر می شوند. لامپ تصویر همه تلویزیون هاو مانیتورهای خاموش یا روشن نورانی شده و می سوزد. همه موتور الکتریکی با آخرین دور ، همه و همه از کار می افتند و ناگهان شهر در قهقرا فرو می رود.
سیستم های گرمازایی و سرمازایی، پمپ های آب و حتی ساعتهای مچی نیز از کار می افتند. شهر بدون الکتریسیته، موتور، باتری، مخابرات و حرکت کاملا فلج می شود. همه این اتفاقات با سرعت نور یعنی کسری از ثانیه پس از انفجار یک بمب الکترومغناطیسی در حوزه میدان مغناطیسی آن اتفاق می افتد. با این سلاح مغناطیسی را می توان یک اسلحه انسانی نیز به حساب آورد. چرا که به ساختمانها و انسانها کمترین آسیب را می رساند.
بمب الکترومغناطیسی چگونه عمل می کند؟ E-Bomb به سال 1945 بر می گردد. فیزیکدانی به نام آرتور . اچ. کامپتون روی جریان خروجی الکترونهای اتم مطالعه می کرد که امروز به اثر کامپتون معروف می باشد. بعدها اثر کمپتون در قالب تکانهای الکترومغناطیسی به طراحی انواع سلاح های الکترومغناطیسی مختلف انجامید. برای شناخت E-Bomb باید ابتدا با یک تانک LC آشنا شویم:
تانک LC چیزی نیست جز یک مدار ساده نوسان ساز که از یک سلف یا سیم پیچ و یک خازن و یک باتری تشکیل شده است. در تانک LC یک فرکانس میرا تولید می گردد که اگر یک کلید قطع و وصل الکترونیکی به آن اضافه نماییم، بسته به قدرت فرکانس سازی یک فرکانس رادیویی کریر یا حامل خواهیم داشت. هر چند مدار الکترونیکی قابلیت تولید فرکانس در محدوده های مختلف را داراست، لیکن نیاز به یک مدار طبقه تقویت نیز دارد تا قدرت فرستندگی آن افزایش یابد.
لذا باید سر راه آن یک تقویت کننده ترانزیستوری قدرت نیز بهره جست که باز بسته به توان خروجی ترانزیستور طبقه تقویت قدرت فرستنده افزایش می یابد. قدرت یک فرستنده بستگی به توان خروجی آن دارد. معمولا فرستنده های 5 وات یا بالاتر از آن فرستنده های نیرومند به حساب می آیند، به نحوی که اگر انسان در کنار آنها قرار گیرد برای سلامتی وی مضر خواهد بود.
حال آنکه می توان با افزایش طبقات تقویت قدرت فرستندگی فیزیک امواج را بسیار بالا برد. اما این تنها بخش الکترومغناطیسی بمب الکتریکی می باشد، در حالیکه این بمب مثل هر بمب دیگری دارای واحد بخش انفجاری نیز می باشد. این قسمت یک بمب کاملاً کلاسیک و عادی است.
در واقع بخش اصلی بمب الکترومغناطیسی یک لوله تو خالی رسانا است، که حکم هسته سیم پیچ بمب را نیز دارد و در داخل این هسته مواد منفجره و چاشنی الکتریکی قراردارد که درست در لحظه انفجار بمب مدار الکتریکی نیز بکار می افتد و میدان مغناطیسی حاصل از کارکرد مدار الکترونیکی در یک میدان انفجاری قرار گرفته و انفجار میدان الکترومغناطیسی رخ می دهد.
همزمانی انفجار بمب و بکار افتادن مدار نوسان ساز بسیار مهم می باشد. زیرا آنچه موجب تقویت امواج الکترومغناطیسی باور نکردنی و ارسال فیزیک امواج الکترومغناطیسی در همه جهات می گردد وقوع انفجار در مرکز میدان مغناطیسی می باشد همچنین از دیگر نکات حائز اهمیت در E-Bomb جهت سیم پیچ است که با عنایت با قانون دست راست فلمینگ می توان جهت شار مغناطیسی را متناسب با شکل سیم پیچ، تعیین نمود.
