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Wie funktioniert ein EMP?

Ein EMP ist gefährlich für jedes elektrische Gerät - so weit reicht die Allgemeinbildung. Aber wie genau funktioniert ein EMP und warum hat er eine so schädliche Wirkung auf elektrische Leitungen?

Ein Blitz ist schädlich für Elektrogeräte.
Ein Blitz ist schädlich für Elektrogeräte. © Albrecht_E._Arnold / Pixelio

Ein EMP funktioniert so

  • EMP steht für "Elektromagnetischer Puls". Zwar wird umgangssprachlich oft auch vom "elektromagnetischen Impuls" gesprochen, dies ist jedoch irreführend, da es sich nicht um einen physikalischen Impuls handelt. Dieser würde in den Bereich der Mechanik fallen und Bewegungsenergie bezeichnen. Diese ist jedoch beim EMP nicht vorhanden. Der Puls ist beim EMP eher mathematisch zu sehen, nämlich als Ereignis, das sehr schnell sehr stark wird und dann deutlich langsamer wieder in den Ausgangsstatus zurückgeht. 
  • Der EMP ist ein plötzlich auftretendes Ereignis, bei dem innerhalb von wenigen Millisekunden ein hochenergetischer Austausch von Elektromagnetismus stattfindet. Dieser breitet sich wellenförmig vom Zentrum aus. Beim Auftreffen dieser elektromagnetischen Strahlung auf elektrische Leiter wird eine sehr hohe Spannung erzeugt, die die Leitungen überlastet. Dies funktioniert durch Induktion, die wie ein Spannungserzeuger in der Leitung wirkt und dadurch elektronische Geräte zerstört, falls sie über keine rechtzeitig greifenden Schutzmaßnahmen (Sicherungen, Schutzschalter) verfügen.

Wie kann ein EMP erzeugt werden?

  • Ein kleiner EMP kann durch Blitze entstehen. Da es sich um ein elektromagnetisches Phänomen handelt, ist die Wirkung eines Blitzes in der Atmosphäre ähnlich dem eines EMP. Zu beachten ist jedoch, dass der EMP-artige Zustand nicht durch Berührung des Blitzes zustande kommt, sondern durch die Nähe des Blitzes zu einer Leitung.
  • Die Störung elektrischer Leiter funktioniert ebenfalls beim Einsatz von starken Pulslasern, weswegen Laboratorien, die solche Laser einsetzen, über einen EMP-Schutz verfügen müssen.
  • Am bekanntesten ist der sogenannte NEMP, der nukleare elektromagnetische Puls. Dabei wird im luftleeren Raum über der Atmosphäre ein Nuklearsprengkopf gezündet, der daraufhin mit der entweichenden Gammastrahlung das Erdmagnetfeld zum sogenannten Compton-Effekt anregt. Dabei wird die Luft elektrisch geladen und muss sich schlagartig entladen, woraufhin der EMP entsteht.
  • Eine hohe Mikrowellenstrahlung, wie Sie beispielsweise in Prototypen bei der US-Armee bereits verfügbar ist, kann ebenfalls einen EMP auslösen.
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