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民用级别的EMP的实用案例

 杯中的月亮 2019-04-24



EMP:全名电磁脉冲发生器,是一种发射电磁脉冲的设备。
说到电磁脉冲,就要谈一谈电磁辐射。
电磁辐射的定义是这样的:电磁辐射(ElectromagneticRadiation):带净电荷的粒子被加速时,所发出的辐射称为电磁辐射(又称为电磁波)。
所以,EMP实际上是一种电磁波发生器。它发射一定频率的电磁波脉冲。军用级EMP利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量,通过微波器件转换成高功率微波辐射能,能发射峰值功率在吉瓦以上、频率为1吉赫~300吉赫的脉冲微波束,在裸露的导电体(例如裸露的电线、印刷电路板的印制线)上急剧产生数千伏的瞬变电压,对大量电子设备造成无法挽回的损坏。然而,民用级别的EMP没有如此强大的发射功率,作用范围也非常小。
下面是民用级别的EMP的实用案例。

一般来说,技术宅DIY的EMP分为以下几种方案:
1.马克思发生器:马克思发生器(Marx Generator)是一种利用电容并联充电再串联放电的高压装置,该结构由E.Marx于1924年提出,它能模仿雷电及操作过电压等过程。它是一种产生脉冲等离子电弧的设备,广泛用于各种安保设施。
2.射频发射器:玩转电子制作DIY:33例对此方法有详尽记载。此电路原用于退币器,所以短距离(100mm)干扰效果良好,当我用平板电脑为其照像时,能够使触屏暂时性失灵,移动平板电脑距该电路壹佰毫米外后恢复正常。但是因为它本身功率限制以及其他因素影响,这个电路不会永久性损坏其他设备上的元器件。
3.感应式电磁脉冲:俗称感应炮,是一种瞬间电流可达数千安的线圈式电)磁)炮。一种可行的方案是利用闪光灯电容对线圈放电,不过需要在线圈上反向并联二极管保护电容和升压电路。(玩过摄影的都知道闪光灯是相当费电的,这里将灯管换成了线圈,光电转化成了电磁转换)一般的单级脉冲感应式电)磁)炮应该都可以直接用于制作EMP。本教程的主要内容围绕此类装置展开。
4.串联谐振变压器(特斯拉线圈):EMP本质上等于特斯拉线圈中的SGTC,SGTC(火花间隙特斯拉线圈)是特斯拉本人设计,最经典的一种特斯拉线圈,工作时会产生强烈的电磁辐射,玩过的朋友们一定都经历过手机无法操作,瞬间没电,电脑死机等恐惧。玩过红警3的也都知道磁暴步兵的技能就是EMP,瘫痪附近载具。这科学上是完全说得通的。因为磁暴步兵就是以具有某种定向喷弧技术的特斯拉线圈作为武器的。
(PS:负高压电源俗称负离子发生器也具有一定距离内干扰电器运行的功能,这里顺带一提,ZVS推高压包拉弧也有同样的效果)
5.磁控管(微波发生器):严格意义上不算EMP,而是EMI(定向电磁脉冲).原理是二极管在磁场中能发射微波。具有成本低,定向性高,效率高,效果好,有效杀伤男性生殖系统等优点。

射频发生器

因为EMP本质上是电磁波发生器,所以要想做EMP就要了解电磁波发射电路。

这里,我们用最简单的线圈电流模拟器开始计算用3X20匝感应用平板线圈搭配各种电容的时候的电流电压曲线
首先是300V100μF的闪光灯电容,一般闪光灯电容内阻比较小,放电快。实际使用效果不错
然后是500v100μF的普通电容,一般用于液晶电视的小容量电容都可以充到500V,使用效果比闪光灯略优
然后我们试一试体积略大的CBB电容吧,CBB电容有一个优点就是标称耐压是交流值,实际上直流耐压是交流的3倍。
鉴于国产电容质量,电压取1200V计算
这是我的电脑,运行模拟器还算流畅。
这次我们看看70μF的CBB65电容,看起来振荡的周期长了不少,最大电流达到了1.6KA

这样的CBB电容上3个,就会得到可怕的输出电流
2.5KA,磁场储能81J
电容储能150J,转化效率54%
磁场储能是一个重要的参数,磁场储能的大小直接决定了EMP的效果。。或感应)炮的推力
另外再试几个经典参数,这些参数都能暴力弹射,效率很高。
首先是12X3的1mm漆包铜线圈,配合中等容量电解电容。用小容量电容并联可以降低内阻,提高电流,增大磁场。本参数原配合老式一角硬币,可以拓在钢板上和硬币轮廓一样的坑。
然后是6X6的1.0线围成的线圈,图片上支架直径就是线圈内径。弹射CPU,可以穿过瓷砖。线圈电流也是异常的高。几乎没什么开关能受得了这种电流。平时我只在300V左右使用,因为害怕这种可怕的威力
关于电流:被发射物体的存在,使线圈感抗增大,实际电流并没有模拟的这么大,但是如果放空炮(不存在被发射物体)时,线圈电流和计算结果是一样的。
其实用CBB电容或者MKPH电容配合感应线圈LC振荡并不需要多大的电容量也能得到效果很不错的EMP,所以这一次的教程我想为了安全应该需要一些MKPH电容而不是CBB电容,MKPH电容的直流耐压是标称交流耐压的2倍,600V交流的电容直流正好能抗1200V直流,为了安全我们用两个一组串联,6组个并联起来。总共需要12个电容。一般这种电容的名字是电磁炉电容,容量0.33μF。这种电容耐高频交流电,比安规电容安全。而且也不是很贵,一个几毛钱。这里开个车,有一家店1元一个,10块包邮。
然后电源方面:用ZVS推高压包整流后获得1200V的直流电给电容充电,然后切断电源,将电容接到线圈上 让线圈和电容发生电磁振荡,振荡的频率就像图上这样。
关于电源:如果不懂电路,找个定做升压模块的然后定做一个1200V直流输出的就行了,一般几十块钱,一顿饭钱就能定做一个几百瓦的。由于本EMP的电容量很小如果你很穷的话试试买个电蚊拍,要工作电压3000V的。
以上只是一个思路,未经实验证实。如果需要简单可靠的EMP还是请买个闪光灯模块,然后把充好电的电容接到线圈上就可以EMP了。为了安全线圈最好是反向并联一个快恢复二极管(FR307)以保证电容和充电模块寿命


所谓EMP,就是这样的东西。
不管怎么说,还是最后说明一下吧:
一般的感应)炮放空炮的时候就是一个小型的EMP,尤其是对于没有续流搭配无极电容使用的时候更是如此。
列一下无极电容版感应式EMP的所需成本吧:
1.线圈:手绕线圈,几十匝即可。线径0.6-1.0之间。建议自己绕。漆包铜一斤30包邮
2.电容:无极电容:至于选MKPH还是CBB随意。总之价格都在12-15之间而且包邮。
MKPH电容组:2μF1200V,实际耐压2400。12包邮
CBB:450V70μF,实际耐压1200V,13.5包邮 
有极性电容:铝电解电容 
闪光灯330V 100μF 1元
普通450V 100μF 1元 
注意线圈上要反向并联快恢复二极管保护电容和充电器。FR307:8分/个
建议使用搭配充电模块的闪光灯电容,放电快。
3.开关:隔离开关/空气开关
一般来说感应式电)磁)炮的开关选择机械开关比较便宜耐用,有同规格无极性电子开关。不过一般比较贵,价格1000块/个以上左右。
空气开关:2P 63A 开关内部会打电火花,但是16包邮
隔离开关:NH3-63 63A一个10元左右,相对来说贵一些但是闭合打火小,开关损耗小。实测换隔离开关后弹射硬币效率更高了。
4.升压模块:定做升压模块:500w-700w,电压随意。55-75左右。基本秒充,简单实用。配合锂电池可以超快速充电。
穷b们看这里:买几个CBB电容和二极管,自己搭一个N倍压整流。一般2-4倍左右即可。5-10元,通常来说卖元件的10元包邮。
穷B们想移动充电的看这里:自己买个3000V的电蚊拍(16包邮,很便宜),然后拆升压模块安装在电容上,一般电蚊拍自带电池。 缺点是充电很慢,建议使用MKPH小容量方案。

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