Принцип работы компаса

Нас окружает огромное количество очень интересных вещей, которые были изобретены много веков назад и практически не изменились с точки зрения функциональности. Одним из таких предметов является компас или другими словами – устройство с встроенной намагниченной стрелкой. Практически каждый из нас хоть раз задумывался, как работает компас и каков его принцип действия.

Как работает компас, его устройство? За счет чего стрелка поворачивается на север? - фотография 1

Кто изобрел компас?

Этот прибор, пользующийся популярностью и сегодня, был придуман в Древнем Китае. Существует несколько версий его появления:

  1. Еще за три тысячи лет до нашей эры тогдашними китайскими землями правил Хуан-Ди. Императору приписывают создание первых навигационных приспособлений, благодаря которым он спас свою армию в пустыне. Однако точных данных по этому факту нет;
  2. Согласно другой версии, на рубеже 1-2 века до нашей эры древние китайцы уже применяли предмет круглой формы, внутри которого находилась магнитная палочка;
  3. Исторически известно, что уже в 13 столетии, во время правления династии Сун, в империи массово использовали приборы для ориентации во время пересечения пустынь.

Что касается европейской части континента, то компас появился здесь в середине 12-13 веков. Внешне он выглядел весьма просто и лаконично. В небольшой емкости, заполненной водой, устанавливали пробку, а сверху крепили указатель.

Лишь двести лет спустя благодаря стараниям Флавио Джойя, предшественник навигатора потерпел изменения. Итальянец модернизировал конструкцию, установив на вертикальную ось стрелочку, а вокруг разместил немагнитный круглый контур с делениями.

С того времени конструктивные особенности постоянно менялись, однако принцип и смысл остался тем же.

Кто изобрел компас? - изображение 2

Как устроен компас?

Принцип работы устройства зависит от его типа. Известно три основных разновидности компаса:

  • Магнитный;
  • Гирокомпас;
  • Электронный.

Классический магнитный компас состоит из круглой коробочки из пластика или латуни, по центру которой установлен стальной шпиль. На конце шпиля перпендикулярно его оси располагается магнитный указатель. Также у некоторых моделей имеется специальный тормоз (предохранитель), а сверху корпус закрыт стеклом.

Работает он очень просто. Намагниченная указательная ось взаимодействует с природным магнитным полем Земли и поворачивается параллельно силовым линиям нашей планеты. Соответственно, согласно направлению линии на север, стрелочка будет направлена аналогично.

Что касается гирокомпаса, то он широко применяется в навигационных системах кораблей в качестве указателя географического направления и определяет азимут и курс движения. Он состоит из гироскопа, размещенного в середине шара. Сам шар свободно плавает в сосуде с жидкостью. Его центр тяжести размещен в нижней части.

Электронный вариант прибора работает по принципу вычисления местоположения при помощи спутниковых данных. Он постоянно принимает и получает сигнал от навигационного спутника, и тем самым определяет направление движения, а также координаты и скорость.

Как устроен компас? - фото 3

Как определить стороны горизонта?

Для ориентации на местности, прежде всего, установите компас максимально ровно относительно горизонтальной плоскости, после чего отпускаем тормоз. Стрелка начнет вращаться и затем укажет сторону света. Острая ее часть будет направлена на север. Чаще всего она окрашена в темно-синий цвет, а нижняя часть в красный. В противоположной стороне будет юг, а справа и слева восток и запад соответственно.

На дне конструкции на внутренней стороне есть разметка. Окружность может быть поделена на четыре равнозначных сектора двумя перпендикулярными диаметрами, на концах которых обозначены буквы С, Ю, З и В. Также на лимбе располагается шкала от 0 до 360 градусов с шагом деления 10-15 градусов.

Следует уточнить, что показания магнитного указателя могут быть ошибочными, если определять направления света возле высоковольтных линий электропередач или железнодорожного полотна.

Также периодически необходимо выполнять проверку компаса. Для этого в состоянии покоя возбудить стрелочку кратковременным влиянием постороннего металлического предмета. Если после воздействия она вернулась в прежнее положение, то прибор исправен. По окончания работы с ним рекомендуется всегда нажимать на рычажок предохранителя и носить его в футляре или чехле.

Как определить стороны горизонта? - фотография 4

Как сделать компас самому?

Примечательно, но такой помощник туриста можно сделать своими руками в домашних условиях. Для этого:

  1. Выбираем материал для иглы приборчика. В качестве нее можем взять булавку, скрепку, шпильку или же обычную иголку для шитья;
  2. Намагничиваем выбранный элемент конструкции. Желательно это делать обычным магнитом, проводя им вдоль нашего указателя не менее 40-50 раз. Если магнита под рукой не оказалось, используйте шерстяное или шелковое полотно, но тереть надо будет чуть дольше;
  3. Помимо вышеуказанных компонентов необходимо подготовить банку или небольшую миску с водой, а также пробку или пенопласт диаметром около 2 см. Далее вставьте горизонтально указатель симметрично в пробку;
  4. Осталось только собрать наш гаджет. Для этого просто вставляем кустарный поворотный механизм в банку или мисочку с водой.

Таким образом, вращаясь, иголка укажет, в каком направлении север. Данный способ определяет только приблизительное направление, и делать это лучше всего в стоячей воде и при отсутствии ветра.

Как сделать компас самому? - фотография 5

Преимущества и недостатки GPS

В эру цифровых технологий все больше и больше путешественников отказывается от бумажных карт в пользу электроники. Мы сравним, что же лучше и удобнее, и чему отдать предпочтение.

Из преимуществ GPS следует выделить:

  • Отлично ориентирует в условиях плохой видимости, тумана, снега, точно определит путь;
  • Поддержка локальных региональных карт;
  • Загрузка уже проложенных маршрутов со всеми необходимыми отметками;
  • Визуализация пройденных треков, выгрузка их в интернет.

Из минусов отметим следующее:

  • Навыки и умение работать с картой притупляются;
  • Зависимость от источника электропитания;
  • Вероятность потери сигнала.

Техника постоянно развивается, и каждый день появляется что-то новое и лучшее. Это же относится и к устройствам ориентирования и навигации. И какими бы они не были, базовой основой является принцип того, как и за счет чего работает компас.

Преимущества и недостатки GPS - фотография 6

Как работает компас?

Как работает компас? - изображение 7

Если когда-нибудь вы захотите поехать в Антарктиду, чтобы увидеть Южный полюс, то первым, что вы возьмете с собой в путешествие, станет компас. Ну и немного теплой одежды. Однако знаете ли вы, что компасы не только способны привести вас к магнитному полюсу, но и сбить вас с толку, заставив заблудиться рядом с практически достигнутой вами целью? Как же работают компасы и почему им нельзя доверять, находясь рядом с магнитным полюсом?

Что такое компас и как он работает? - фотография 8

Компасы впервые были изобретены в Древнем Китае в качестве приборов для определения сторон света при дальних путешествиях

Что такое компас и как он работает?

Компас — древний навигационный прибор, который был придуман в Китае во втором тысячелетии до нашей эры. Первые компасы представляли из себя кусочки намагниченного металла, которые находились в сосуде с водой и были закреплены в нем при помощи специальной планки из дерева. Известно, что из Китая компасы постепенно перекочевали в арабский мир, где их применяли при путешествиях через пустыни, а спустя несколько веков устройство смогло впервые попасть в Европу.

Читайте также: Что будет, если магнитное поле исчезнет?

Из-за того, что магнитное поле Земли постоянно притягивает намагниченное окончание компаса к Северному полюсу, пользователи устройства всегда могут знать, в какой именно стороне лежит магнитный север. Вместе с тем, вы можете быть сильно удивлены, узнав, что компасы способны вести себя более чем странно, в том случае, если они находятся близко к Южному полюсу планеты.

Что такое магнитное поле Земли? - фотография 9

Компасы ориентируются по направлениям линий магнитного поля Земли

Что же, как известно, планета Земля имеет как географические, так и магнитные полюса. Географические Северный и Южный полюса увенчивают противоположные концы центральной магнитной оси планеты, вдоль которой вращается Земля. Вместе с тем, положение Северного и Южного магнитных полюсов не является фиксированным, а расстояние от них до соответствующих географических полюсов может варьироваться на целых несколько тысяч километров.

Что такое магнитное поле Земли?

Магнитное поле планеты представляет из себя особое силовое поле, которое оказывает определенное воздействие на электрические заряды. Так, именно его наличие помогает Земле бороться с губительными для всего живого ионизированными частицами солнечного ветра, без которого жизнь в знакомом нам виде просто не могла бы существовать. Кроме того, подобная необходимость резко сужает число потенциально обитаемых экзопланет, которые будут доступны на детального изучения в будущем.

Известно, что магнитное поле Земли возникает в результате постоянного вращения планеты, которое приводит к кипению вязкой железистой жидкости в ее ядре, благодаря чему магнитные полюса планеты постепенно смещаются в ответ характер движения и скорость внутрипланетной жидкости.

Из-за того, что магнитное поле Земли не располагается по прямым линиям, ведущим от Северного полюса до Южного, по мере их движения к Южному полюсу, магнитные линии поля будут постепенно изгибаться для того, чтобы в конечном итоге попасть прямо под землю. Столь необычная особенность влечет за собой довольно неприятный эффект, вводящий в заблуждение любого отважного путешественника, решившего в одиночку отыскать заветный Южный полюс планеты: стрелка компаса попросту указывает неверное направление и уводит горе-путешественника от нужной цели.

Если вам понравилась данная статья, приглашаю вас присоединиться к нашему официальному каналу на Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезной информации из мира популярной науки и техники.

Из-за того, что компасы часто отличаются непредсказуемым поведением рядом с магнитными Северным и Южным полюсами, полярные исследователи все чаще используют технологию GPS, позволяющую отыскать правильное направление на север. Поэтому если однажды вы загоритесь желанием непременно посетить Антарктиду и Южный полюс, то советуем вам приобрести качественный GPS навигатор, а старый добрый компас оставить для путешествий к экватору, ведь только там все линии магнитного поля планеты являются полностью горизонтальными и параллельными поверхности планеты.

Компас магнитный: описание, принцип действия и устройство

Компас магнитный: описание, принцип действия и устройство - фото 10

Сложно назвать более распространенный и популярный прибор навигации, чем компас. С данным инструментом путешественника многие знакомятся еще в детстве, совершая первые в своей жизни походы. Но далеко не все знакомы с его принципом работы и техническими характеристиками. И хотя сегодня появляется все больше альтернативных устройств, сохраняет свою востребованность классический магнитный компас, который используют и геологи, и туристы, и любители экстремальных видов спорта.

Устройство прибора - фото 11

Устройство прибора

Функциональную основу любого компаса такого типа составляет чувствительный элемент в виде картушки. Он представляет собой магнитное устройство с латунным поплавком, топкой и ободным элементом, который фиксирует панель с градусной шкалой. В латунные пазы интегрируются стрелки магнитного компаса – система обычно формируется шестью элементами, которые выставляются парами и симметрично относительно друг друга. Центральную часть устройства представляет донная часть поплавка с конусом, вершина которого выступает базой для агатовой топки. Здесь стоит отметить, что исполнения магнитных систем могут быть разными – жидкостными и стрелочными, что обуславливает уже другие особенности конструкции.

Принцип работы

Принцип работы - фото 12

В устройстве, которое предназначено для указания полюса, обязательно предусматривается базовая направленность. От нее берут отчет все другие направления. Указателем выступает линия, которая соединяет Южный и Северный полюса. Как раз по этому контуру и проходит магнитный стержень. К слову, его можно разместить в подвешенном состоянии и он по умолчанию будет ориентироваться именно на эту линию. Связано это с тем, что магнитное поле компаса в естественном режиме управляется вращающейся парой магнитных сил Земли. В качестве стержня используется стрелка, которая служит для наглядного измерения направлений по градусной шкале.

Разновидности

Как уже говорилось, выделяют стрелочный и жидкостный приборы, работающие на магнитном основании. Чаще используются модели первого типа. Это ручные портативные устройства, в которых применяется магнитная тонкая стрелка. Она свободно располагается в средней точке относительно вертикальной оси и без препятствий перемещается по горизонтали. Окончание стрелки на северной части имеет пометку, а в соосном сопряжении с ней устанавливается катушка. В процессе измерения прибор можно держать в руках или на специальной базе штатива.

Жидкостный магнитный компас обеспечивается плавающим чувствительным элементом. У него более точный принцип измерения по сравнению со стрелочным аналогом. Такие приборы также называют судовыми, так как их используют мореплаватели. Конструкции жидкостных компасов разнообразны. Классический вариант представляет собой так называемый «котелок» с алюминиевой катушкой, зафиксированной на вертикальной оси. На разных сторонах относительно нее закрепляются пары магнитов, а в центральной части – поплавок. В зависимости от сил, компенсирующих давление или температуру, жидкость переходит в сопряженную камеру, управляя показаниями прибора.

Разновидности - изображение 13

Девиация компаса

На действие магнитного поля могут оказывать влияние сторонние металлические элементы. Особенно это явление распространено на суднах, обшивка которых с момента строительства обретает выраженные магнитные свойства. Соответственно, окружающие компас конструкции могут искажать его показания, что и обеспечит эффект девиации. Критическое воздействие приводит к отклонению стрелки от меридиана. Это происходит, если на прибор действуют не только магнитные силы, но и электрический ток. Пользователи часто фиксируют девиацию, которая проявляется в виде сформированного угла плоскости между подлинным горизонтом и указанным меридианом. При этом различают несколько типов отклонений. Если наблюдается, что северная часть меридиана имеет отклонение от истинного направления к востоку, то, соответственно, девиация магнитного компаса будет называться остовой. В случае отклонения к западной стороне – вестовой. Существенное отклонение создает трудности для штурмана, что обуславливает необходимость восстановления изначальной работоспособности прибора. Решается эта задача посредством искусственного создания сил, компенсирующих девиацию. Для этого изначально готовятся металлические бруски, которыми обкладывается прибор.

Что такое магнитное склонение?

Девиация компаса - изображение 14

Отчасти связанное с девиацией отклонение от истинных показаний компаса, при котором отмечается угловая разница между указанным и настоящим нордом. Возникает склонение по той причине, что магнитный полюс в северной части смещен на 2100 км относительно подлинного географического. Степень склонения может меняться в зависимости от времени и положения точки на земной поверхности. Практические исследования этого явления на данный момент позволили сформировать карту, на которой обозначены величины коррекции в виде изотонических линий. С другой стороны, магнитное склонение компаса должно ориентироваться и на агонические контуры, которые показывают истинные северные полюса.

Поправка прибора

Не во всех случаях удается исключить и даже минимизировать негативные воздействия на компас, обусловливающие разного рода отклонения. Поэтому выходом становится поправка работы компаса, в которой делается искусственная компенсация с учетом величины отклонения. Главная задача пользователя как раз заключается в определении степени искажения. Универсальная же поправка магнитного компаса в случае склонения делается с плюсовой и минусовой коррекцией. Первый вариант применяется, если речь идет об отклонении к востоку, а второй способ поправки – если имеет место вестовое склонение.

Что такое магнитное склонение? - фотография 15

Техобслуживание прибора

Если сторонних помех не наблюдается и нет оснований для устранения склонений, то некорректная работа устройства может свидетельствовать о его неисправности. В этом случае необходимо произвести комплексное обследование конструкции прибора, выполнить чистку его рабочих элементов и проверить жидкостный наполнитель. Особое внимание уделяется наружным частям и котелку. Их следует протирать ветошью с мягким ворсом при минимальных колебаниях для чувствительной начинки. Если планируется оставлять магнитный компас на длительное время хранения, то его поверхности покрываются защитной смазкой для консервации. Также проверяется и качество работы осветительных элементов, если они предусматриваются конструкцией. Если к прибору подведены электротехнические соединения для питания вспомогательных рабочих компонентов, нужно оценить и качество изоляции проводки.

Преимущества магнитных моделей компаса

Поправка прибора - изображение 16

Несмотря на устаревающий принцип действия, такие приборы продолжают использоваться в том же морском транспорте. К их сильным сторонам относят не только высокую точность, но и надежность. К тому же, современные версии приборов обретают все новые свойства и улучшаются в базовых эксплуатационных качествах. Это в первую очередь относится к технико-конструкционной части, ориентирующейся на многолетнюю эксплуатацию. Конечно, и электронные модели обеспечиваются высокопрочными стойкими корпусами, а также имеют компактные размеры. Но магнитный компас в процессе работы не зависит от погодных явлений и энергообеспечения. Единственное условие сохранения надлежащей работоспособности сводится к качественному выполнению настройки с поправкой и техническому обслуживанию.

В заключение

Техобслуживание прибора - фото 17

Использование магнита как чувствительного элемента в системах навигации не только не уходит в прошлое, но и обретает новые формы применения. Компас как средство обработки сигналов и демонстрации показаний действительно устаревает, но взамен приходят цифровые приборы. Так, с помощью магнитных датчиков и специальных приложений в современных смартфонах можно определять части света даже без Интернета. В то же время компас без магнитного датчика в мобильном устройстве может работать с подключенной спутниковой связью GPS, но это уже совсем другой принцип действия. Сам же физический корпус прибора продолжает сохранять актуальность в областях, где предъявляются высокие требования к защите устройства. Несколько слоев изоляции, ударопрочное стекло и прорезиненные накладки для удобного хвата – первостепенные качества, на которые обращают внимание путешественники, охотники и штурманы. Очевидно, что в диких и суровых условиях эксплуатации добротный классический компас не может быть заменен ни смартфоном с датчиками, ни другой навигационной электроникой.

Компас магнитный: история создания, принцип действия и применение

Преимущества магнитных моделей компаса - фотография 18

Магнитный компас – выдающееся изобретение древнекитайских мыслителей. Естественно, в наши дни прибор используется не настолько часто, как в былые века. Однако туристам, пилотам и морякам без него иногда сложно обойтись. Что же представляет собой магнитный компас? В чем заключается принцип работы устройства? Каковы особенности его применения? Давайте вместе в это разберемся.

Краткий экскурс в историю

В заключение - фото 19

Прибор, который является прототипом современного магнитного компаса, был разработан еще в III веке до нашей эры. В это время китайским изобретателям удалось сконструировать устройство, которое указывало стороны света. Древнее приспособление состояло из магнетитовой ложки, что с одной стороны содержала выпуклую шарообразную часть, а с другой тонкий черенок. Элемент укладывался на отполированную медную пластину с разметкой в виде сторон света. Находясь в свободном вращении, черенок ложки всегда останавливался, указывая на юг.

Как видно, первый магнитный компас имел примитивное строение. Устройство обладало целой массой недостатков. Магнетит, из которого была изготовлена вращающаяся ложка, сложно поддавался обработке. В свою очередь, между выпуклой частью такого указателя направления и поверхностью размеченной пластины создавалось трение. Поэтому компас указывал на юг с существенными погрешностями.

Изобретение было основательно доработано в XI веке. Китайский ученый по имени Шэнь Гуа предложил использовать в качестве указателя сторон света намагниченную иголку. Последняя свободно закреплялась на тонкой шелковой нити. Факт того, что кончик иглы всегда указывает на юг, мыслитель объяснил несовпадением магнитных и географических меридиан.

В XIII веке магнитный компас стал широко применяться европейскими мореплавателями. Если поначалу прибор состоял лишь из намагниченной иглы, которая вращалась подвешенной на нити либо плавала в сосуде на кусочке древесины, то позже конструкцию начали помещать в корпус, закрытый стеклом.

Огромный вклад в совершенствование магнитного компаса внес итальянский изобретатель Флаво Джулио. Именно он предложил размещать подвижный магнитный указатель в середине круглого циферблата, который был разделен на отдельные сектора, согласно сторонам света. Позже стрелку компаса стали фиксировать на карданном подвесе, что способствовало получению более точных показателей во время качки на кораблях.

Принцип действия

Компас магнитный: история создания, принцип действия и применение - фото 20

В современном компасе магнитная стрелка зафиксирована на оси. Поскольку элемент находится в свободном движении, требуется выбор контрольного направления, от которого будет вестись движение к цели. В магнитном компасе таковым является условная линия, что соединяет Южный и Северный полюс планеты. При удержании прибора в статичном положении стрелка всегда будет останавливаться параллельно указанной линии. Отклонения указателя могут наблюдаться лишь поблизости магнитов либо металлических предметов.

Шкала компаса

Краткий экскурс в историю - изображение 21

В целях определения точных показателей магнитная стрелка компаса перемещается по так называемой картушке. Последняя представляет собой круговую шкалу, на которой содержится 360 делений. Каждое из них соответствует одному градусу. Отсчет ведется от нулевого значения согласно движению часовой стрелки. Указателю на север соответствует деление 0о. Восточное направление определяется по отметке в 90°. Юг можно идентифицировать по значению 180°, а на запад указывает деление 270°. Представленные значения называют основными компасными румбами. Именно по ним определяются стороны света.

Как проверить исправность компаса?

Принцип действия - фото 22

Чтобы определить работоспособность устройства, необходимо расположить компас в магнитном поле другого предмета. Это может быть металлическое изделие либо кусочек магнита. Важно, чтобы изначально стрелка компаса лежала параллельно линии оси север-юг.

Для проверки устройства необходимо уложить его на ровную поверхность, дождавшись остановки указателя направления. Далее достаточно поднести к компасу предмет с собственным магнитным полем. Как только стрелка начнет вращаться, нужно убрать вещь. Если затем указатель станет в исходную позицию, значит, компас работает исправно.

Применение компаса

Шкала компаса - фото 23

Как использовать компас? Магнитное поле Земли позволяет найти правильные ориентиры в любой части света. Чтобы не заблудиться, достаточно отметить для самого себя отправную точку в начале движения. Это может быть любой ориентир, например, населенный пункт, автомобильная дорога, река. От отправной точки необходимо отойти на несколько десятков шагов в нужную сторону и развернуться. Далее останется положить компас на ровную поверхность и повернуть его так, чтобы стрелка лежала параллельно направлению север-юг. Как только это произойдет, станет видно, какой градус на шкале прибора соответствует стартовой точке, а какой целевому курсу. Эти числа необходимо запомнить, ведь они станут важны, если придется двигаться назад по этой условной линии.

Полезные советы

Существует ряд дельных рекомендаций по использованию компаса:

  1. При использовании магнитного прибора всегда нужно помнить о том, что на точности его показателей могут отразиться внешние факторы. Например, если в ходе определения координат за спиной у человека находится рюкзак, в котором содержится целая масса металлических предметов, стрелка, что должна указать на север, может давать сбои. Результатом станет хождение человека по кругу либо передвижение с существенным отклонением от цели.
  2. Пользуясь магнитным компасом, всегда нужно принимать во внимание наличие поблизости высоковольтных линий электрического напряжения. Чтобы избежать неточностей в показателях прибора, достаточно отойти от проводов на расстояние порядка 50 метров.
  3. Перед походом крайне важно проверить, все ли в порядке с компасом. Возможно, в ходе предыдущего использования прибор получил повреждения, которые помешают считыванию показателей.

В заключение

Как проверить исправность компаса? - изображение 24

Вот мы и выяснили, что такое магнитный компас и как правильно пользоваться прибором. Чтобы всегда находить верное направление на незнакомой местности, важно регулярно упражняться с использованием такого устройства, тренировать наблюдательность и зрительную память.

Напоследок стоит отметить, что сегодня магнитными компасами продолжают пользоваться немногие люди. Ведь на смену таким некогда незаменимым приспособлениям пришли многофункциональные GPS-навигаторы, освоить которые гораздо проще. Однако позволить себе такие дорогостоящие устройства может не каждый. В то же время аккумуляторы электронных навигаторов нередко разряжаются в самый неподходящий момент. Именно в таких ситуациях на помощь придет старый добрый компас, с помощью которого можно отыскать дорогу домой.

Как устроен компас и как им пользоваться?

Применение компаса - изображение 25

Компас – первый элементарный навигатор. Его появление отмечено в истории до нашей эры. Как устроен компас, учат в школе. Любители походов, игр по ориентировке на местности и туристические отряды используют его на своих занятиях. Что представляет собой прибор, и как правильно использовать компас?

Полезные советы - фотография 26

История

Впервые упоминания об устройстве, соответствующем по описанию компасу, появились примерно в III веке до н. э. в Древнем Китае. Первая конструкция, по свойствам похожая на компас, выглядела как ложка с длинной ручкой. Намагниченная рукоятка поворачивала исключительно на север. Эта история достоверно не подтверждена, поэтому слепо доверять ей не стоит. Документов, подтверждающих факт такого появления компаса, не сохранилось.

Факты

И все-таки изобретателями первого навигатора принято считать китайцев. В первых приборах использовался металл, обладающий магнитными свойствами – руда. Древние китайцы приписывали ему чудодейственные свойства и называли камнем материнской любви. Кусочку руды придавали форму двояковыпуклого продолговатого предмета. Повесив на нитку, определяли, что одной выпуклостью он показывает на юг, а другой — на север. Использовали первый компас при передвижении по пустыне. Часто у путешественников не было возможности распознать звезды на небе. В такие ночи и пользовались компасом.

Мореходы

Веками позже его стали использовать в морских путешествиях. В истории сохранилась информация о том, как устроен компас у моряков. Для ориентирования намагниченную иглу подвешивали на шелковую нить.

Морские путешественники распространили прибор по всему миру. Упоминания о нем появляются у арабов и англичан.

Современный компас

Вспомним, как устроен компас, и как с помощью него ориентироваться на местности. Циферблат компаса круглой формы. Состоит из делений с равномерными промежутками. По центру установлена двоякая стрелка, один конец которой синий, а другой — красный. Синий соответствует северной части света, а красный — южной.

Проверить работоспособность стрелки можно опытным путем, если поднести к ней железный предмет. Стрелка отклонится от него. Убрав предмет, вы заметите, как стрелка возвращается в прежнюю позицию. Значит, проверка пройдена, и компасом можно смело пользоваться.

В заключение - фотография 27

Классификация

В современном мире компас используется в условиях, когда нет возможности включить GPS. Новейшие разработки в области поисковых систем позволяют пользоваться компасами с различными источниками энергии.

1. Обычный компас. Действует при помощи магнитного поля. Магнит внутри прибора реагирует на магнитные полюса Земли. По фамилии изобретателя, наиболее известным является компас Адрианова. Именно такой компас используют в глухих лесах туристы. Дети изучают, как устроен компас, в 3 классе при обучении ориентирования на местности.

2. Электромагнитный. Такой вид компасов устанавливают на морских и воздушных судах. Считаются более точными, так как не реагируют на металл.

3. Электронный компас. Сигнал на этот прибор приходит из космоса со спутников. Это самый современный вид компаса.

4. Гироскопический. Работает от гироскопа. Реагирует на изменение угла ориентации. Распространен на кораблях и ракетах.

Понять, как устроен компас в телефоне, несложно — он реагирует на спутники. Разберем простой прибор. Ведь именно он спасет путешественника в полевых условиях, когда отказывает техника и нет электричества.

Принцип работы обычного компаса

На примере компаса Адрианова рассмотреть работу прибора проще всего. Устройство состоит из корпуса, стрелки и иглы, на которой она держится. Для удобства ассоциации стрелка окрашена. Один конец у нее синий, другой – красный. При использовании синяя стрелка поворачивается четко на север, противоположная – на юг. На циферблате стороны света обозначены буквами: С (N) – север, Ю (S) – юг, В (Е) – восток, З (W) – запад. По окружности циферблата расположены деления. Они означают градусы, по которым следует ориентироваться при движении.

Как устроен компас и как им пользоваться? - изображение 28

На синем конце стрелки расположен магнит, он поворачивает стрелку в нужном направлении. Важно помнить, что металлические предметы и электромагнитное излучение создают помехи в работе компаса. Поэтому не следует использовать его рядом с металлом и проводами.

Как пользоваться компасом?

Для начала рекомендуется потренироваться. Например, попробуйте использовать прибор дома или в ближайшем (главное, хорошо знакомом) парке. В случае неудачи будет возможность безопасно вернуться из путешествия.

• Ставим конечную цель прибытия. Дома это может быть какой-то предмет. В лесу что-то протяженное (водоем, прогулочная дорожка). Лицом нужно встать по направлению к ориентиру.

• Располагать компас требуется правильно относительно собственного тела. Для этого подносят его на ладони к груди. При использовании карты прибор кладут на нее. Карта при этом лежит на ровной поверхности.

• Затем компас медленно поворачивают так, чтобы синяя стрелка указывала на буквенное обозначение севера на циферблате.

• Проводят образно линию от центра компаса до конечной цели прибытия. Так выясняют азимут – направление, к которому надо стремиться, чтобы путешествие закончилось удачно. Например, к реке в парке. Линия пересечет значение на циферблате. Цифру лучше записать.

• Фиксируют значение, противоположное азимуту (цифру по диагонали). Например 105 градусам противоположно 285. Это направление путешествия.

Первая часть работы с компасом завершена. Теперь требуется «заблудиться». Прогуляйтесь по парку, отойдите подальше от конечной точки. И вот наступило время возвращаться к реке.

История - изображение 29

Воспользуемся компасом:

• Берем в ладонь компас. Поворачиваемся за синей стрелкой на север.

• Мысленно фиксируем линию от азимута до градуса направления нашего путешествия (противоположно азимуту).

• Направляемся по образной линии в сторону, куда указывает азимут.

Если получилось вернуться к реке – отлично, можно идти в поход. Если пришли не туда, куда планировали, то практиковаться придется еще. Иначе есть риск действительно потеряться на пересеченной местности.

Опытные путешественники советуют: если направление движения в пути постоянно меняется, петляет или извивается – поделите дорогу на части. Для каждой из частей обозначьте ориентир и записывайте показатели азимута. Так проще вернуться домой в целости и быстро.

Как пользоваться картой с помощью компаса?

Карту используют в незнакомой местности для простоты нахождения пути к цели. На ней также можно обозначить свой путь, чтобы по нему вернуться обратно.

• Карту располагают ровно относительно земли.

• Проводят линию от места старта до финиша путешествия. Кладут прибор на карту, ребро касается проведенной черты.

• Поворачивают прибор так, чтобы синий конец указателя попал на значение севера на карте. Важно не перепутать. Это обозначение называется географическим севером.

• После смотрят значение азимута путешествия, записывают показания.

Факты - изображение 30

Как сделать компас своими руками?

Как устроен компас, можно разобрать на практике и сделать его самостоятельно.

Для указателя компаса подойдет любой мелкий предмет с острым концом (булавка, шпилька или швейная игла). Магнитом проводят вдоль выбранного предмета туда-сюда много раз, для длительного эффекта намагничивания — минимум 50 раз. Если в доступе нет магнита, используют ткань. Шерсть или шелк отлично справятся с задачей, только тереть придется дольше.

Берут емкость с водой. Намагниченный предмет фиксируют на плавучем материале (пенопласт, пробка) небольшой ширины (достаточно пару сантиметров). Иголку вставляют в материал горизонтально и пускают в свободное плавание в емкость с водой. Иголка укажет на север.

Погрешность у такого компаса выше, чем у обычного. Использовать лучше в спокойной воде и без ветра.

Мореходы - изображение 31

Устройство магнитного компаса

Современный компас - фото 32

Опубликовано: 4 года назад. Автор: Dimokk 0

Классификация - фотография 33 Нактоуз компаса изготовлен из силумина (сплава кремния с алюминием) и состоит из трех частей: верхнего основания, корпуса и нижнего основания. В верхнее основание помещается котелок, и поэтому оно оснащено амортизационным подвесом. Оно приспособлено также для установки в нем мягкого железа, с помощью которого уничтожают четвертную девиацию.

В корпусе нактоуза находится девиационный прибор в виде полой латунной трубы с двумя одинаковыми по конструкции подвижными каретками. Каретки могут нести по два горизонтальных магнита, служащих для компенсации сил.

В одной из кареток устанавливаются продольные магниты, а в другой – поперечные. Для правильной ориентировки кареток относительно ДП нактоуза, а значит и судна, на поверхности трубы прибора проточены направляющие пазы, а каждая из кареток имеет направляющий штифт.

Каретки взаимозаменяемы и легко разбираются Магниты-уничтожители закрепляются в гнездах кареток с помощью прижимных винтов, а сами каретки закрепляются в нужном месте трубы девиационного прибора стопорными винтами. На поверхности трубы имеется шкала, пользуясь которой фиксируют положение кареток с магнитами по высоте.

Внутри трубы подвешивается на медном тросике вертикальный магнит для уничтожения креновой девиации. Конец тросика намотан на горизонтальный валик, расположенный над верхним концом трубы. Вращая валик, можно поднимать или опускать креновой магнит. Валик снабжен стопорным винтом и шкалой, позволяющей фиксировать положение кренового магнита по высоте. Для доступа к девиационному прибору в корпусе нактоуза вырезано

прямоугольное отверстие, закрываемое крышкой.

Нактоуз приспособлен к установке внутри его компенсатора электромагнитной девиации. С этой целью в корпусе укреплена опорная крестовина с кольцевым приливом и прорезаны отверстия для проводки кабелей компенсатора.

Нижнее основание нактоуза – полая фланцевидная деталь с отверстиями для болтов, с помощью которых нактоуз крепится к палубной подушке. Сверху нактоуз закрывается защитным колпаком.

Принцип работы обычного компаса - фото 34 Магниты, входящие в комплект компаса и предназначенные для уничтожения полукруговой девиации, хранятся в деревянном футляре. Всего в комплект входит восемь магнитов различных размеров. Материалом для магнитов служит специальный сплав, обладающий коэрцитивной силой в несколько тысяч ампер на метр. Благодаря высокому качеству сплава магниты при правильном хранении и бережном обращении сохраняют свой магнитный момент без изменений в течение длительного времени. Все магниты-уничтожители окрашены в два цвета: северная половина – в красный цвет, а южная – в черный или белый.

Мягкое железо, с помощью которого уничтожают четвертную девиацию, в отличие от магнитов изготовлено из ферромагнитного сплава, имеющего малую коэрцитивную силу.

Компас при выпуске с завода-изготовителя оснащается компенсаторами четвертной девиации в виде двух брусков круглого сечения длиной 300 мм и диаметром 22 мм. Эти бруски устанавливают в гнезда верхнего основания нактоуза и закрепляют винтами. Кроме брусков, компас оснащается индукционными пластинками длиной 100 или 130 мм и сечением 25Х3 мм. Пластинки устанавливают в нактоузе под компасным котелком. По специальному заказу в комплект компаса могут быть включены бруски прямоугольного сечения или шары различных размеров и кронштейны для их установики

3.Как магнитные компасы делятся по назначению на судне? По назначению морские магнитные компасы делятся на главные и путевые. Главный магнитный компас, как об этом говорит само название, является наиболее важным навигационным прибором, который обычно устанавливают на верхнем мостике в диаметральной плоскости судна в возможной удаленности от судового железа, что обеспечивает оптимальные условия работы компаса. По главному компасу судоводитель назначает заданный курс, проверяет показания путевого компаса и гирокомпаса, пеленгует береговые объекты для определения места. Путевой магнитный компас служит указателем курса и, как правило, устанавливается в рулевой рубке перед рулевым

Гирокомпас — это по существу гироскоп, то есть вращающееся колесо (ротор), установленное в кардановом подвесе, который обеспечивает оси ротора свободную ориентацию в пространстве. Предположим, ротор начал вращаться вокруг своей оси, направление которой отлично от земной оси. В силу закона сохранения момента импульса, ротор будет сохранять свою ориентацию в пространстве. Поскольку Земля вращается, неподвижный относительно Земли наблюдатель видит, что ось гироскопа делает оборот за 24 часа. Такой вращающийся гироскоп сам по себе не является навигационным средством. Для возникновения прецессии ротор удерживают в плоскости горизонта, например, с помощью груза, удерживающего ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности. В этом случае сила тяжести будет создавать крутящий момент, и ось ротора будет поворачиваться на истинный север. Поскольку груз удерживает ось ротора в горизонтальном положении по отношению к земной поверхности, ось никогда не может совпадать с осью вращения Земли (кроме как на экваторе

Гироскопический компас (гирокомпас) - компас, указывающий направления в море и работающий независимо от сил земного магнетизма и магнитного поля на судне.Принцип действия гирокомпаса основан на использовании следующих свойств быстро вращающегося тела гироскопа:Как пользоваться компасом? - фото 35 1) ось быстро вращающегося ротора гироскопа сохраняет неизменным заданное в начальный момент направление;2) под действием внешней силы, приложенной к гироскопу (подвешивается груз), главная ось поворачивается перпендикулярно к направлению действия силы, что и используется для превращения гироскопа в гирокомпас.На работу гирокомпаса оказывают влияние скорость судна, маневрирование, качка, широта места и т.д. Часть этих погрешностей устраняется при помощи специальных устройств, часть учитывается поправкой гирокомпаса (ЛГК).Работа (показания) гирокомпаса постоянно (особенно при каждом изменении курса) контролируется путем сличения курсов с магнитным компасом. В комплект гирокомпаса входят: основной компас; приборы управления, контроля и питания; приборы курсоуказания (рис. 207).

Гирокомпас имеет ряд преимуществ перед магнитным компасом: большая устойчивость на меридиане; отсутствие влияния на компас магнитного склонения ( d) и судовой девиации (8); возможность использовать в различных помещениях судна Дублирующих показания компаса приборов - репитеров; возможность вести непрерывную автоматическую запись курса судна во время плавания с помощью курсографа и использовать специальный прибор - авторулевой, который обеспечивает автоматическое управление ру­левым приводом, удерживая судно на заданном курсе без участия рулевого.Недостатки: сложность конструкции и потребность в электрическом токе.

Гирокомпас — механический указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого направления (рис. 3.4 – 3.5). Принцип действия гирокомпаса основан на использовании свойств гироскопа и суточного вращения Земли.Гирокомпасы имеют два преимущества перед магнитными компасами:— они показывают направление на истинный полюс, т.е. на ту точку, через которую проходит ось вращения Земли, в то время как магнитный компас указывает направление на магнитный полюс;— они гораздо менее чувствительны к внешним магнитным полям, например, тем полям, которые создаются ферромагнитными деталями корпуса судна.Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.Гирокомпас может выдавать ошибки измерения. Например, резкое изменение курса или скорости вызывают девиацию, и она будет существовать до тех пор, пока гироскоп не отработает такое изменение. На большинстве современных судов имеются системы спутниковой навигации (типа GPS) и/или другие навигационные средства, которые передают во встроенный компьютер гирокомпаса поправки. Современные конструкции лазерных гироскопов не выдают таких ошибок, поскольку вместо механических элементов в них используется принцип разности оптического пути.

Как пользоваться картой с помощью компаса? - фотография 36

Электронный компас построен на принципе определения координат через спутниковые системы навигации (рис. 3.6). Принцип действия компаса:

1. на основании сигналов со спутников определяются координаты приёмника системы спутниковой навигации;

2. засекается момент времени, в который было сделано определение координат;

3. выжидается некоторый интервал времени;

4. повторно определяется местоположение объекта;

5. на основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения:

• направление движения;

• скорость движения.

 

Как сделать компас своими руками? - фотография 37

В заключение - изображение 38

Компас жидкостный: описание, принцип действия, применение, инструкция

Устройство магнитного компаса - фото 39

Сложно представить себе опытного туриста в походе без компаса. Это простой, но в то же время бесценный инструмент, позволяющий эффективно ориентироваться на местности в любой ситуации – в темноте, густом тумане и при любых других обстоятельствах. Но еще большей популярностью уже не первое десятилетие пользуется компас жидкостный. Правда, не все начинающие туристы и другие любители активного образа жизни знают о нем достаточно. Постараемся устранить подобный пробел.

Зачем нужен компас в походе

Многих людей удивляет необходимость в наличии компаса, поэтому они нередко задаются вопросом - зачем вообще нужно брать его с собой ? Ведь сегодня существуют GPS-навигаторы, которые справляются с функцией ориентирования на местности гораздо эффективнее – можно легко проложить маршрут, вернуться обратным путем, узнать точное пройденное расстояние и многое другое.

Компас жидкостный: описание, принцип действия, применение, инструкция - фотография 40

На самом деле у старого, проверенного инструмента есть ряд важных преимуществ – главное знать, как пользоваться жидкостным компасом.

Начать хотя бы с его стоимости. В то время как самый дешевый GPS-навигатор стоит несколько тысяч рублей, компас можно приобрести за несколько сотен рублей, а если не привередничать, то и вовсе за несколько десятков. Поэтому навигатор обычно имеется в лучшем случае один на группу, а компас каждый участник может приобрести собственный, чтобы всегда носить с собой.

Дополнительное достоинство – простота и, следовательно, надежность. Проверенному инструменту не нужны батарейки (в большинстве моделей), он не выйдет из строя из-за сырости, попадания в воду или сильной встряски. Срок его службы не ограничен – как минимум до тех пор, пока владелец не разобьет его об камень или не сменят положение магнитные полюса Земли.

Так что, списывать компас со счетов однозначно рановато.

Что представляет собой жидкостный компас

Подобные приборы представлены широким разнообразием на сегодняшний день. В целом спортивный жидкостный компас мало чем отличается от обычного, хорошо знакомого многим опытным туристам. Его комплектация и функциональность могут значительно различаться. Единственное важное отличие, выделяющее их в отдельный класс, - это наличие жидкости в камере. Если в обычных приборах стрелка вращается в воздушном пространстве, то здесь камера заполнена специальной незамерзающей жидкостью. Зачем это нужно? Данный вопрос стоит изучить поподробнее.

Когда он впервые появился

Пожалуй, самым известным компасом в нашей стране является конструкция Андрианова, разработанная еще в 1907 году. Он широко использовался военными, туристами и другими людьми, которым важно было хорошо ориентироваться на местности. Неудивительно, что было произведено несколько миллионов экземпляров таких устройств.

Зачем нужен компас в походе - фото 41

Данный компас отличался надежностью, простотой, удобством использования, малым весом, за что его полюбили многие пользователи. Даже сегодня, спустя сто лет после разработки конструкции, многие отдают предпочтение именно компасу Андрианова, а не более современным решениям.

Единственный серьезный недостаток, с каким приходилось сталкиваться пользователям, – медленная остановка стрелки. После того, как стопор снят, и стрелка должна указать строго на север, приходится ждать несколько десятков секунд – она довольно долго колеблется. Говорить про использование на ходу и вовсе не приходилось – малейшее колебание приводило к тому, что стрелка не могла остановиться. Конечно, это устраивало не всех, но альтернативы просто не существовало.

Что представляет собой жидкостный компас - фото 42

Все изменилось в тридцатых годах ХХ века. Группа скандинавских спортсменов сумела доработать инструмент, знакомый человечеству уже много веков. Они просто заполнили пустую камеру специальной жидкостью. В результате стрелка стала замирать, указывая строго на север, практически моментально. К тому же, компасом можно было пользоваться на ходу – колебания были настолько малы, что ими пренебрегали. Так началась новая эпоха в создании компасов.

Разумеется, вскоре появились разные модификации, о которых будет полезно коротко рассказать.

Планшетный компас

Этот компас имеет довольно большие размеры из-за крупной площадки-платы. На нее нанесена специальная разметка, значительно облегчающая работу с картой. Также на ней имеются увеличительные стекла (одно или несколько), позволяющие легко прочесть мелкие шрифт на карте. Различные шкалы позволяют быстро работать с картами разных масштабов, давая возможность моментально измерять расстояния. Прочитав инструкцию к жидкостному компасу, можно легко разобраться с функционалом, получая в руки целый комплекс инструментов для туризма.

Когда он впервые появился - фотография 43

В рюкзак планшетный компас не положишь – можно легко повредить его. Поэтому чаще всего его носят прямо на шее – благо производители предусмотрели такую возможность, и инструмент имеет специальный шнурок, прочный и удобный.

Компас на пальце

Совсем иными характеристиками обладает компас на пальце. Он имеет лишь одно назначение – указывать на север. Никаких дополнительных функций, ни линейки, ни азимута и ничего другого. Зато имеется специальная петля из резинки, позволяющая надежно фиксировать компас на большом пальце. Благодаря этому можно удерживать в одной руке не только инструмент навигации, но и карту.

Планшетный компас - изображение 44

Это действительно очень удобно для спортивного ориентирования – можно моментально прокладывать маршрут до нужного места, не тратя драгоценные секунды на то, чтобы достать компас из кармана, сопоставить его показания с картой.

Кому он нужен?

В первую очередь жидкостный компас нужен спортсменам, занимающимся ориентированием на местности. Что не говори, а обычные туристы и даже военные люди (в большинстве случаев) могут позволить себе остановиться на несколько секунд, подождать, пока остановится стрелка, после чего продолжить путь. Но при спортивном ориентировании задержка в 5-10 секунд – непозволительная роскошь. Ведь сверяться с компасом приходится довольно часто, например, при перемещении по пересеченной местности. А счет зачастую идет на секунды – нужно опередить противников, придя к цели первым.

Поэтому возможность не ждать, пока стрелка замрет, указывая точное направление на север, в данном случае является особенно важной.

Впрочем, сегодня жидкостные компасы в целом довольно успешно вытесняют обычные. Неудивительно – они почти не различаются в цене, просты, надежны, но при этом удобнее в обращении. Так почему бы не воспользоваться этим инструментом и другим людям, ориентирующимся на незнакомой местности?

У некоторых даже возникает вопрос – какой компас лучше: магнитный или жидкостный. Формулировка не совсем верная. Ведь все компасы являются магнитными. Но, безусловно, модели, в которых камера заполнена незамерзающей жидкостью, выигрывают по всем параметрам, при этом не имея недостатков, которые бы заставили отказаться от них в пользу старых, с воздушной камерой.

Дополнительные функции

Функционал инструмента может быть самым разным. Например, туристический жидкостный компас часто оснащен специальной линейкой длиной около 10 сантиметров. Весьма полезная вещь, если вы находитесь в неизвестной местности, а вам нужно проложить маршрут и при этом максимально точно подсчитать пройденное расстояние. Подсчитав дистанцию на карте и зная ее масштаб, можно без труда провести необходимые вычисления.

Еще одно полезное дополнение – градусный лимб. Имея его, можно еще и довольно успешно ориентироваться на местности. Достаточно знать азимут цели, чтобы безошибочно выйти к важному ориентиру, не пользуясь GPS-навигаторами и другими мудреными и не слишком надежными современными аксессуарами.

В целом функциональность может быть значительно выше – на примере того же планшетного компаса это вполне заметно. Но именно градусный лимб и линейка являются наиболее важными дополнительными функциями, которые могут пригодиться абсолютно любому туристу, охотнику, военному или любителю спортивного ориентирования.

Нужна ли подсветка?

А вот этот вопрос уже посерьезнее. Действительно, некоторые гражданские и армейские жидкостные компасы имеют подсветку. Нажав кнопку, пользователь включает светодиод, позволяющий ориентироваться даже в абсолютной темноте, когда фонарем или спичками пользоваться нельзя или же их просто нет под рукой. Светодиод довольно слабый, поэтому с нескольких десятков метров заметить его уже нельзя. Зато направление стрелки он позволяет заметить.

Компас на пальце - фото 45

Единственный минус – возможность неожиданной разрядки батарейки. Например, на морозе она разряжается очень быстро и всегда не вовремя. Поэтому зимой желательно носить такой компас во внутреннем кармане, ближе к телу, чтобы этого не произошло. Сам светодиод максимально надежен и прост, поэтому практически никогда не выходит из строя.

Также многих людей отпугивает более высокая цена по сравнению с обычными компасами. Но тут уж каждый должен решить для себя, является ли подсветка важной функцией или же ею можно пренебречь.

Зачем нужна скоба

Многие модели, например, жидкостный армейский компас K4580, имеют на корпусе металлическую скобу. Некоторых людей она вводит в недоумение – действительно непонятно, зачем она здесь вообще нужна. На самом деле все просто – она нужна для более надежной фиксации. Взяв в руки компас, опытный пользователь автоматически надевает скобу на палец. После этого уронить его на острые камни, в воду или в другое неподходящее место, довольно проблематично. Ни одеревеневшие от холода пальцы, ни внезапный испуг больше не страшны.

Кому он нужен? - фото 46

Возможно, кому-то это покажется ненужной предосторожностью, однако человек, привыкший проводить много времени наедине с дикой природой, знает, что любой ненужный риск должен быть сведен к минимуму. Именно с этой целью и предусмотрена скоба на компасе.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 1228)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты