Какие компасы бывают: Выбор компаса: виды и лучшие модели

Содержание

Магнитный компас, его устройство, девиации показаний и правила работы с ним

Магнитный компас — устройство, указывающее на магнитные полюса Земли и, таким образом, облегчающее задачу ориентирования на местности.

Достоинством такой конструкции компаса является то, что прибор совершенно независим от источников энергии.

Классический магнитный компас со шкалой и аретиром.

Слово «компас» заимствовано из итальянского языка, где «compasso» в переводе означает «циркуль». В слове «компас» принято ставить ударение на первый слог, однако в профессиональной речи моряков используется произношение с ударением на последний слог.

Назначение современных компасов — не только показывать основные стороны света: они также служат для определения азимута, а также направления по известному азимуту.

В основе современного магнитного компаса лежит магнитная стрелка, которая располагается вдоль силовых линий магнитного поля Земли, которая по своей сути является постоянным магнитом.

Линии магнитного поля Земли, в свою очередь, тянутся от одного магнитного полюса к другому. При этом магнитные полюса находятся на расстоянии от географических полюсов. Кроме того, они находятся в постоянном движении, со временем меняя свое местоположение. Все это обуславливает некоторые погрешности в показаниях.

Ночью можно убедиться в том, что стрелка магнитного компаса указывает чуть мимо Полярной Звезды, а сама Звезда находится практически строго над Северным Полюсом.

Стрелка магнитного компаса указывает не строго на Северный Полюс, а немного мимо. Для целей ориентирования это не критично, но в общем это полезно знать.

Именно по этой причине для точных измерений, проводимых с помощью магнитного компаса, следует учитывать разницу между северным направлением, которое показывает стрелка, и направлением на географический северный полюс Земли. О том, как это делается, мы рассказывали в отдельной статье.

История

Считается, что первый компас придумали в Китае во времена династии Сун. Об этом свидетельствует упоминание о нем, сделанное в китайской книге, написанной в 1044 году нашей эры.

По этому же принципу сегодня изготавливают самодельные компасы.

Инсталляция в виде самого древнего в мире компаса.

Этот компас представлял собой ложку из природного магнитного минерала — магнетита (магнитного железняка), которая свободно поворачивалась на металлической доске под воздействием магнитного поля Земли.

Спустя какое-то время китайцы усовершенствовали прибор, погрузив намагниченный элемент в воду, где он мог свободно вращаться, не испытывая такого сопротивления, как его предшественник. Так появился первый водяной компас.

Чуть позже магнитный компас был изобретен и в Европе. Его устройство представляло собой магнитную стрелку, прикрепленную к плавающей в воде пробке из легкого материала. В видео показано, как повторить это:

Изобретенный в Европе компас усовершенствовал итальянец Флавио Джойя, прикрепив магнитную стрелку к диску с разметками (картушке) и насадив эту конструкцию на вертикальную шпильку для уменьшения сопротивления.

Именно такая конструкция сегодня применяется в большинстве моделей туристических магнитных компасов.

Освободившись от воды, компас стал значительно легче и надежнее.

На протяжении последующих веков магнитный компас совершенствовался и на сегодняшний день представляет собой довольно точный и удобный в пользовании прибор.

Классификация магнитных компасов

Существует множество различных моделей магнитного компаса. Тяжело перечислить все варианты, поэтому разберем некоторые отличительные черты, комбинации которых делают выбор этих устройств столь широким.

Каждое деление здесь соответствует 1 градусу и позволяет очень точно измерять азимут.

Компас с максимальной разметкой шкалы.

Жидкость внутри колбы

Компасы с герметичной колбой, наполненные специальной жидкостью, называются жидкостными.

Плюс такого компаса в том, что он не заржавеет и из-за этого не снизится точность его показаний.

Жидкость внутри колбы призвана гасить колебания стрелки, что способствует оперативной работе с таким компасом. Однако нарушение герметичности колбы может привести к попаданию под стекло пузырьков воздуха, что в некоторых случаях влияет на показания прибора.

Прямоугольный планшет

Компасы, у которых колба размещена на прямоугольной основе, называются планшетными.

Компас такой конструкции очень удобен для работы с картой.

Такие компасы наиболее удобны для работы, как с картой, так и для ориентирования на местности. На самом «планшете» чаще всего расчерчивается линейка для удобства работы с картой. Иногда на нем же размещается линза, а иногда могут встречаться вырезы различной геометрической формы и дополнительные разметки, например, для быстрого перевода расстояний, измеренных по карте, в расстояния, соответствующие им на местности.

Целик и мушка

Наличие на компасе целика и мушки позволяет проводить измерения азимута на объект более точно и более точно находить направление по известному азимуту.

Компас такой конструкции очень удобен для работы с картой.

Зеркало

Оснащенные зеркалом компасы дают возможность человеку, проводящему измерения, одновременно контролировать положение стрелки. Это уменьшает вероятность ошибки, связанной с непроизвольным поворотом прибора относительно вертикальной оси.

В данном случае зеркало решает ту же задачу, которую решает мушка в других моделях.

Стрелка, закрепленная на диске

Закрепленная на подвижном диске со шкалой стрелка в некоторых ситуациях упрощает процесс ориентирования. В этом случае не нужно следить, чтобы северный конец стрелки совпал с направлением на север на шкале, поскольку стрелка уже зафиксирована в этом положении.

Из-за некоторой капризности такие модели редко используются в пешеходном туризме.

Однако есть у моделей с фиксированной на диске стрелкой два больших минуса. Из-за большего трения о жидкость в колбе стрелка вместе с диском поворачивается значительно дольше. А при попадании в колбу даже небольшого количества воздуха (буквально нескольких пузырьков) компас может плохо работать: воздух, оказавшись под подвижным диском, прижимает его к верхнему стеклу колбы и не дает нормально вращаться.

Светящаяся разметка

Некоторые компасы имеют светящуюся разметку, что весьма удобно для использования этого инструмента в темное время суток.

Подсветка в этих компасах реализована с помощью безвредного трития.

Опасения о том, что такие компасы радиоактивны, являются мифами.

Ударопрочный корпус

Такой корпус обеспечивает дополнительную защиту компасу от повреждений, вызванных случайными ударами либо падением прибора на землю.

Помимо прочего на корпусе такого компаса нанесена дополнительная разметка, позволяющая использовать его (корпус) в качестве планшета.

Однако это вовсе не значит, что такой компас можно безнаказанно использовать в качестве пращи: все-таки корпус — это всего лишь дополнительная защита, а не гарантия неубиваемости прибора.

Варианты крепления

Для удобства работы в разных моделях компасов предусмотрены различные варианты крепления.

Для спортивного ориентирования, где точность измерений не очень важна, выпускаются компасы с креплением на большой палец руки.

Такие компасы позволяют и держать карту, и ориентировать прибор одной рукой.

Классикой жанра могут считаться модели с ремешком на запястье. Многим туристам старшего поколения, да и военным тоже, известен пример «наручного» компаса — компас Адрианова. Наручные модели, подобно приборам с креплением на палец, всегда на виду, что очень удобно для быстрой работы с ними.

С компасом на запястье уже работать с картой сложнее, но он же более нагляден за счет своих размеров.

Планшетные модели, как правило, слишком громоздки для крепления на руку, поэтому в них обычно предусмотрена тонкая веревочка для подвешивания компаса на шею. Поскольку для работы с ними требуется немногим больше времени (дополнительные затраты времени связаны в основном с доставанием прибора из-под одежды), эти компасы наиболее удобны для ориентирования в длительных походах, где время не играет большой роли, а требования к работе с картой могут быть выше.

В последнее время мне доводилось видеть маленькие китайские компасы, вмонтированные в фастекс так называемых браслетов выживания. Однако, насколько могу судить, вмонтированное в тот же фастекс огниво с кресалом будут влиять на показания такого прибора, вызывая в нем магнитные девиации. А значит такой компас будет давать неправильные показания. То же самое касается и ножей выживания, в которых компас кто-то догадался вмонтировать в рукоять. Лично я не стал бы рекомендовать такие «мультитулы» на замену обычного компаса.

В месте защелки здесь находится металлическое кресало, вполне способное повлиять на показания компаса.

Модели с различной комбинацией вышеперечисленных нюансов широко используются туристами и другими любителями отдыха на природе. Однако существуют и модели, заточенные под иной род деятельности.

Например, на судах устанавливают специальные магнитные компасы, снабженные системой магнитов, уничтожающей магнитные девиации, вызванные конструктивными элементами самого судна. Остаточную же девиацию рассчитывают с помощью специальных таблиц.

Тем не менее, точность её очень высока и позволяет экипажу судов точно ориентироваться в открытом море.

Вся эта судовая конструкция весит несколько килограмм и точно непригодна для ориентирования в туризме.

Современные магнитные компасы для судов должны соответствовать стандарту ISO 11606 «Суда и морская технология. Морские электромагнитные компасы”, согласно которого погрешность в измерениях компаса не должна быть больше 0,5°. Такие приборы, несмотря на свою точность, как правило, значительно больше и тяжелее «туристских» вариантов, да и стоят на порядок дороже.

Считается, что некоторые животные, например, птицы, для ориентирования в пространстве используют внутренний геомагнитный компас. На сегодняшний день пока так и не удалось узнать, как именно работает такой механизм. Подозревают, что некоторые белковые структуры могут реагировать на магнитное поле Земли, однако какие рецепторы улавливают сигналы от этих белков, и по сей день остается загадкой.

Не совсем подходит для туризма и так называемый горный (геологический) компас. В отличии от туристских моделей, шкала горного компаса размечена не по часовой стрелке, а против нее. Такой прибор нужен для определения направлений простирания и падения слоя горной породы. Но если другого варианта нет, а сделать компактный компас из подручных материалов не получается, тогда можно пользоваться тем, что есть.

Самодельный компас из подручных средств

Если же в наличии есть иголка или рыболовный крючок, то можно сделать примитивный компас, положив их на лист бумаги или закрепив на тонкой ветке, и опустив всю конструкцию на воду. С большой вероятностью они уже будут намагничены и повернутся в направлении север–юг. Если же игла или крючок оказались не намагничены, их можно положить на несколько секунд на нож, пилу, мобильный телефон — все то, что обладает магнитным полем — а после снова опустить на воду.

В некоторых учебниках рекомендуют для намагничивания иглы потереть ее о волосы или шелк с целью намагнитить. Однако ни в одном моем опыте размагниченную иглу не удавалось намагнитить таким образом.

В качестве стрелки импровизированного магнитного компаса можно использовать и более крупные предметы, например, нож. Но в этом случае придется сооружать приспособление, способное удержать нож на поверхности воды. Да и сама конструкция будет достаточно инерционной, и понадобится больше времени, для того, чтобы «стрелка» успокоилась.

Важно обеспечить изоляцию такого компаса от ветра, иначе определить стороны света с помощью такого прибора будет проблематично. Изоляцию можно сделать с помощью каримата, либо используя естественное укрытие — углубление в земле, скалу и тому подобное.

Устройство магнитного компаса

Ввиду большого разнообразия компасов, рассмотрим строение этого прибора на примере всего одной модели — советского военного наручного компаса Адрианова. Он показан на фото:

Шкала и внешний вид такого компаса очень узнаваемы для тех, кто служил в армии в последние годы существования СССР.

Внутри корпуса компаса имеется магнитная стрелка. Она является основной частью прибора. В рабочем состоянии стрелка может свободно вращаться на оси, выстраиваясь вдоль силовых линий магнитного поля.

Часть стрелки, которая указывает в направлении магнитного севера, в компасе Адрианова покрашена светонакопительной краской, излучающей свет после предварительной «зарядки» на свету. Этой же краской выкрашены и некоторые отметки на самой колбе.

За счет грамотного размещения светонакопительных элементов такой компас позволяет не только ориентироваться, но и рассчитывать азимут в ночное время.

Заряжаясь в течение светового дня, краска на стрелках такого компаса светится в темноте.

Чтобы стрелка не тряслась во время движения человека, этот компас снабжен специальным тормозом. Нажатие на рычажок тормоза приводит к фиксации стрелки, лишая ее возможности совершать движения.

Внутри корпуса под колбой нанесена двойная круговая шкала: внешняя размечена против часовой стрелки, внутренняя — по часовой.

Снаружи корпуса имеется подвижное кольцо с целиком, мушкой и указателем делений.

Данный компас снабжен ремешком для крепления на запястье, не очень удобным, но достаточным для надежного закрепления на руке. Это видно в видео:

Как пользоваться компасом

Современные модели компасов позволяют не только узнать направление на север и юг, но и измерять азимут на объект либо определять направление на местности по известному азимуту.

Для того, чтобы определить направления сторон света, нужно расположить компас горизонтально, привести стрелки в рабочее положение (если она была зафиксирована тормозом) и дождаться, когда колебания стрелки успокоятся. Северный конец стрелки укажет на север, южный — на юг. Зная эти стороны света, можно легко определить другие, о чем мы рассказывали в этой статье.

По сути, с точки зрения физики северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным магнитным полюсом, ведь именно к нему тянется северная часть стрелки магнитного компаса (противоположные полюса магнитов притягиваются). Та же самая «беда» и с южным магнитным полюсом, который по сути является северным полюсом магнита. Такое «перекручивание» было сделано для удобства, поскольку в противном случае северный географический полюс соответствовал бы южному магнитному, а южный географический — северному магнитному, что не очень удобно с практической точки зрения.

Если с помощью компаса нужно измерить азимут на объект (ориентир), то тут алгоритм действий будет зависеть от того, какой моделью мы пользуемся. Рассмотрим два основных варианта и способы ориентирования с их помощью.

Вариант №1. Измерение азимута с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

  1. Компас располагается в горизонтальной плоскости.
  2. Целик и мушка визируются на нужный ориентир.
  3. При фиксированном положении компаса его шкала (лимб) вращается до тех пор, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале. Теперь указатель компаса показывает значение на шкале, соответствующее магнитному азимуту на ориентир. О том, как переводить магнитный азимут в истинный, можно почитать в отдельной статье.

Вариант №2. Измерение азимута с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

  1. Компас располагается горизонтально.
  2. Целик и мушка наводятся на объект, на который измеряется азимут.
  3. Выжидается время, пока шкала и стрелка повернутся и остановятся. Указатель покажет цифру на шкале, соответствующую измеряемому магнитному азимуту.

Теперь рассмотрим, как определить направление по известному азимуту. Рассматривать также будем для двух моделей.

Вариант №1. Определение направления с помощью компаса с фиксированной шкалой и подвижной стрелкой:

  1. Компас располагается горизонтально.
  2. Лимб поворачивают до тех пор, пока указатель не укажет на цифру на шкале, соответствующую заданному азимуту, по которому определяется направление.
  3. Компас поворачивается в горизонтальной плоскости, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале.
  4. Компас удерживается в таком положении. Теперь мушка и целик укажут искомое направление.

Вариант №2. Определение направления с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:

  1. Компас удерживается в горизонтальной плоскости.
  2. Прибор вращается в горизонтальной плоскости до тех пор, пока указатель не укажет на шкале лимба цифру, соответствующую заданному азимуту.
  3. Компас неподвижно фиксируется, а через мушки и целик отслеживается искомое направление.

Мы рассмотрели, как работать с компасом на местности, а о том, как производить измерения с помощью компаса по карте и как использовать этот инструмент для хождения по азимутам, можно почитать в отдельной статье.

Кроме работы с компасом стоит также сказать об общих правилах эксплуатации его, которые помогут сохранить работоспособность прибора на более продолжительный срок.

Общие правила эксплуатации магнитного компаса

Во время хранения и эксплуатации магнитный компас не должен находиться рядом с объектами, обладающими магнитными свойствами — металлическими изделиями, железосодержащими горными породами, магнитами, электронными устройствами.

Если магнитный компас снабжен тормозом для стрелки, то во время перехода стрелка должна быть зафиксирована.

Компас нужно беречь от падений и ударов. Особенно это важно для жидкостных моделей, нарушение целостности колбы которых может повлечь выход из строя всего прибора.

И конечно же перед выходом на маршрут нужно проверить исправность компаса и по возможности взять запасной. А о том, как именно определяется неисправность компаса, мы рассказывали в отдельной статье.

Погрешность магнитного компаса

Точность измерений, выполняемых с помощью магнитного компаса, зависит от нескольких факторов — цены деления шкалы компаса, магнитного склонения на территории, где производится измерение, а также наличия магнитных аномалий и магнитных девиаций. Коротко рассмотрим каждый из этих факторов.

Цена деления компаса показывает угловое расстояние между соседними засечками на шкале. Таким образом, чем меньше будет «шаг» между двумя засечками, тем точнее можно снимать показания с прибора.

В идеале вся шкала должна быть разбита засечками на 360 секторов. В этом случае цена деления компаса будет равна 1°. Однако чаще всего из-за небольшого диаметра диска, на который нанесена шкала, сделать такое большое количество пометок не представляется возможным, а если и представляется, то пользоваться такой шкалой будет не очень удобно из-за малой толщины засечек. Полагаю, именно поэтому очень часто цена деления компаса составляет не 1°, а увеличивается до 2–5°.

Магнитное склонение, о котором мы подробно рассказывали в отдельной статье, в некоторых случаях может оказывать значительное влияние на результаты измерений из-за отклонения магнитной стрелки компаса. Если не учитывать магнитное склонение, то ошибка в измерениях может достигнуть десятка градусов, а в некоторых случаях — и более того.

Вблизи полюсов Земли магнитный компас практически непригоден для использования из-за того, что нахождение магнитного полюса Земли, на который показывает прибор, может быть в диаметрально противоположном направлении от местоположения географического полюса.

Если магнитное склонение не указано либо указанное значение устарело, а значит с большой долей вероятности неверно, то в некоторых случаях можно найти его самостоятельно, измерив с помощью магнитного компаса азимут на линейный ориентир по карте и на местности и произведя расчет разницы в показаниях.

Магнитная аномалия — это территория, на которой направление магнитного поля имеет существенное отличие от направлений магнитного поля на близлежащих территориях. Это может быть связано, например, с залеганием магнитной руды. Соответственно, в областях с магнитными аномалиями и показания магнитного компаса тоже будут искажены.

На некоторых картах районы с магнитными аномалиями помечаются на рамке там же, где обычно указывается магнитное склонение. В этом случае обычно пишут о границах, в пределах которых может отклоняться магнитная стрелка от направления на истинный меридиан.

Магнитные девиации — это отклонения магнитной стрелки компаса от направления вектора магнитного поля Земли, возникающие при нахождении вблизи прибора намагниченных объектов либо проводника, по которому течет электрический ток. Так, стрелка может отклоняться при нахождении поблизости рации, мобильного телефона, ножа, топора, пилы, транспорта, линии электропередач и даже другого магнитного компаса. Поэтому при выполнении измерений стараются убрать подальше инструменты и электроприборы, а сами измерения проводить в стороне от транспорта, железнодорожных путей и высоковольтных проводов.

По причине магнитных девиаций не стоит покупать нож со встроенным в ручку компасом и браслет выживания, о которых рассказывалось ранее. В них компас сразу встроен в инструмент, который сам может вызывать девиацию, а потому полагаться на точность работы компаса здесь не приходится.

Какие еще бывают компасы

Для полноты картины считаю нужным коротко рассказать и про другие виды компасов, в том числе и немагнитных, работа которых строится немного на других принципах.

Эти компасы отличны по своему строению и обладают отличными от магнитного характеристиками, что в ряде случаев обеспечивает их превосходство над классической «туристской» моделью.

Начнем с гирокомпаса. Принцип действия этого прибора основан на работе гироскопа. В некоторых случаях в состав гирокомпаса может входить не один гироскоп, а несколько.

 

В отличии от магнитного компаса, гирокомпас показывает направление на истинный север. Существенным отличием его является низкая чувствительность к магнитным полям, вызывающим магнитные девиации в магнитном компасе.

Однако девиации в гирокомпасе все же возникают. Это возможно при резкой смене скорости или курса судна, на котором установлен прибор, или быстрой смене широты. Ввиду сравнительно большой массы гирокомпасы не используются в туризме. Их применение связано в основном с морской навигацией и ракетной техникой.

Следующий прибор навигации, о котором хотелось бы рассказать, — электромагнитный компас.

По сути это электрогенератор, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а рамка с обмоткой самого прибора — ротора. Движение в магнитном поле приводит к возникновению токов, по соотношению которых судят о правильности курса движения.

Электромагнитный компас нашел применение в авиации и морском деле. Его могут устанавливать в определенном положении на самолете или корабле для того, чтобы штурману было проще выдерживать определенный курс. Любое отклонение от курса приведет к отклонению в показаниях приборов, и человек сможет подкорректировать направление и вернуться на правильный курс.

Пример антикварного электромагнитного компаса.

Главное преимущество электромагнитного компаса перед магнитным — нечувствительность к находящимся вблизи намагниченным объектам, если только они неподвижны относительно электромагнитного компаса.

И еще одно средство навигации, о котором хотелось бы упомянуть, — спутниковый компас.

Спутниковые компасы работают в большинстве современных смартфонов со встроенными GPS.

Этот прибор не может работать без источника энергии, но при этом очень точен и указывает именно на Северный полюс.

Спутниковый компас, как и гирокомпас, показывает истинный север. Он работает, получая сигналы от спутников, подобно современным навигаторам. Ввиду этого, такому компасу не страшны ни магнитные девиации, ни магнитные аномалии, ни даже изменение положения магнитного полюса.

Программу, использующую связь со спутником для ориентирования виртуального компаса, можно установить на современный смартфон или планшет, работающий без магнитного датчика.

Тем не менее, программы с полноценной навигацией более практичны, чем простые приложения - симуляторы компаса.

Однако не стоит полагаться на спутниковый компас в местах, где отсутствует связь со спутниками. Так, например, он будет бесполезен для любителей спелеопрогулок.

Кроме того, не стоит забывать, что этот компас зависим от электропитания: нет заряда батареи — нет показаний прибора.

В целом, говоря о средствах навигации, стоит отметить современную тенденцию перехода от компасов к навигаторам. К сожалению, все больше и больше любителей активного отдыха на природе забывают навыки работы с простым и надежным магнитным компасом, полностью заменяя их быстрой, удобной и комфортной работой с современными навигационными устройствами.

Тем не менее, нужно понимать всю опасность такой ситуации, ведь поломка навигатора, разряженная батарея либо отсутствие связи со спутниками могут стать причиной чрезвычайной ситуации. С компасом такое маловероятно, да и починить или сделать его из подручных материалов куда проще.

Говоря о выборе компаса, я бы порекомендовал планшетный магнитный жидкостный компас. Как по мне, это лучший вариант: он достаточно прост в обращении, легок, не занимает много места и совершенно независим от источников электропитания, что делает его незаменимым устройством почти для любого путешественника. Кроме того, купить такой компас, как правило, не составляет большого труда, ведь бюджетные варианты по низкой стоимости на сегодняшний день в большом ассортименте представлены в специализированных магазинах, а качество их работы не сильно отличается от качества работы дорогих аналогов.

Автор: Максим Чечетов

Полезное видео: правила работы с магнитным компасом

Из чего состоит компас? - Other

По правде говоря, меня всегда интересовало устройство компаса: как, где и для чего та или другая деталька работает. С самого детства компас для меня — это волшебный прибор, который непонятным раньше способом помогал находить правильную дорогу. Сегодня я уже знаю, как работает компас, и могу с уверенностью сказать, что ничего волшебного или сложного там нет!

Когда был изобретен компас

Пожалуй, я начну с исторической справки. Всеми известный компас был изобретен давным-давно в Древнем Китае. Китайцам он был необходим для того, чтобы передвигаться армиям по пустыням.
В Европе компас появился примерно в 12–13 веках и выглядел довольно просто: он представлял собой сосуд, наполненный водой, на котором была укреплена магнитная стрелка на пробке.
С тех пор многое изменилось, однако сама идея осталась той же.

Как устроен компас

Устройство компаса напрямую зависит от вида самого компаса. Как правило, отличают следующие разновидности компаса:

  • магнитный компас;
  • гирокомпас;
  • электронный компас.

Обычный магнитный компас состоит из корпуса, в центре которого расположен шпиль. На конце шпиля установлена магнитная стрелка, а сверху корпус компаса прикрыт стеклом. Напомню, что принцип работы компаса объясняется взаимодействием магнитной стрелки с магнитным полем Земли. Электронный компас работает при помощи спутниковых данных, вычисляя местоположение благодаря сигналу навигационного спутника.

Как сделать компас самостоятельно

Зная устройство компаса, можно сделать его самостоятельно, дома и к тому же из подручных средств! Вот что вам понадобится для изготовления своего собственного компаса:

  • иголка;
  • неметаллическая емкость;
  • вода;
  • пенопласт;
  • магнит;
  • источник огня.

Для начала возьмите емкость с водой и поместите туда небольшой кусочек пенопласта. Затем вам необходимо намагнитить один конец иглы (подержите его около магнита в течение минуты). Именно этот конец будет указывать на север. Для размагничивания другого конца используйте огонь. Теперь кладите иглу на пенопласт... Вуаля! Компас в домашних условиях готов!

Что такое компас? - Other

В первый раз с компасом я познакомился лет 15 назад, когда с дядей пошел в лес, чтобы сделать несколько красивых фотографий для нашего нового дома. Он мне тогда рассказывал, что, когда корабли находятся в открытом море, нужно понять, где они и в каком направлении расположен их пункт назначения, так как море относительно безгранично и выглядит одинаково везде. В таких случаях карта не спасет, так как на карте это сплошной синий цвет.

Что же такое компас простыми словами

Компас - это инструмент, который используется для определения направления, состоящего в основном из свободно подвешенной магнитной стрелки, указывающей на север. Это то, что помогает не заблудиться.

Компасы работают благодаря магнитному притяжению северного и южного полюсов. Недорогие компасы, обычно используемые в качестве игрушек, могут не иметь других частей. Компасы, предназначенные для более серьезных целей, обычно имеют еще и дополнительные части, что делает их более функциональными.


Почему компас вращается

Игла компаса - это магнит, и Земля также является магнитом. Сторона компаса, обозначенная N, притягивается к северному полюсу Земли, а сторона, отмеченная S, притягивается к южному полюсу Земли. Компас будет вращаться, чтобы выровнять себя с полюсами, к которым он притягивается. Однако, если у вас есть другие магниты поблизости, компас может вращаться, чтобы выровнять себя с ними.


Буквы, которые нарисованы на нем, обозначают:

  • N - Север;
  • S - Юг;
  • E - Восток;
  • W - Запад;

Существуют также комбинации букв, которые включают:

  • северо-восток;
  • северо-запад;
  • юго-восток;
  • юго-запад;

Кто изобрел компас и когда

Согласно историческим данным, компасом впервые пользовались во времена династии Цинь (221-206 гг. до нашей эры). Самые ранние компасы были изготовлены из оксида железа, который ориентируется на северный и южный полюса.


В 1117 году появилась книга Чжу Юй «Pingzhou Table Talks», это была первая книга, где устройство было упомянуто как инструмент для навигации. Позже, в 8 веке нашей эры, магнитные иглы заменили грузовые камни.

Компас — Википедия. Что такое Компас

Компас Cammenga (США)

Ко́мпас (итал. compassio; от compassare — измерять шагами[1]; на профессиональном жаргоне моряков: компа́с[2]) — устройство, облегчающее ориентирование на местности путём указания на магнитные полюса Земли и стороны света.

Существуют несколько принципиально различных видов компаса: магнитный компас, гирокомпас, горный компас, астрономический компас, а также компасы, ориентирующиеся на положение искусственных объектов: радиокомпас, спутниковый компас.

Магнитный компас

История создания

Дорожный компас и солнечные часы, XVIII век

Компас был изобретён в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням (подробнее см. четыре великих изобретения).

В Европе изобретение компаса относят к XII—XIII векам, однако устройство его оставалось очень простым — магнитная стрелка, укреплённая на пробке и опущенная в сосуд с водой. В воде пробка со стрелкой ориентировалась нужным образом. В начале XIV века итальянец Флавио Джойя значительно усовершенствовал компас. Магнитную стрелку он надел на вертикальную шпильку, а к стрелке прикрепил лёгкий круг — картушку, разбитую по окружности на 16 румбов. В XVI веке ввели деление картушки на 32 румба, и коробку со стрелкой стали помещать в кардановом подвесе, чтобы устранить влияние качки корабля на компас. В XVII веке компас снабдили пеленгатором — вращающейся диаметральной линейкой с визирами на концах, укреплённой своим центром на крышке коробки над стрелкой.

Возможная версия истории создания

Самофракийские мистерии предоставляли защиту в море и выдавали поклоняющимся кольца из магнитного железняка. Служили ли эти кольца всего лишь символом духовной связи с божествами либо в качестве компаса, — увы, сказать трудно. Следующая цитата из «Аргонавтики» Аполлона Родосского (III век до н. э.) обретает дополнительный смысл, если предположить, что во время инициации в Самофракийские мистерии посвященных обучали искусству навигации по компасу. «Вечером по предложению Орфея они пристали к Самофракии, острову Электры, дочери Атласа. Он посоветовал им с помощью священной инициации научится чему-то из тайных ритуалов, что помогло бы им с большой уверенностью продолжить свой путь через необъятное море». Сам Аполлон Родосский знал, о чём идет речь, вероятно, потому, что он был инициирован в Самофракийские мистерии, так как дальше Аполлон добавляет, что ему запрещено раскрывать тайну этих мистерий[источник не указан 319 дней].

Древнегреческий учёный Геродот пишет: «Итак, о гипербореях сказано достаточно. Я не хочу ведь упоминать сказание об Абарисе, который, как говорят, также был гипербореем: он странствовал по всей земле со стрелкой в руке…». И хотя официально считается, что использование магнитного компаса в Европе для навигации началось приблизительно в XII веке нашей эры, тем не менее, судя по косвенным указаниям античных историков средиземноморья, магнитный компас использовался для ориентации в пространстве различными народами Средиземноморья и Европы ещё во втором тысячелетии до нашей эры. То, что для этого прибора не было определенного общепринятого названия в те годы, и авторы вынуждены были описывать этот прибор по разному, говорит о том, что действительно секрет навигации по компасу хранился в строгой тайне и передавался только избранным. Широкому распространению использования компаса, наверное, мешало и то, что намагниченный материал был большой редкостью в то время. Следует добавить, что древние индийцы знали о намагниченном железе, а Ayas-kanta означает на санскрите магнит.

Рассмотрим для примера компас Адрианова. Компас Адрианова состоит из корпуса, в центре которого на острие иглы помещена магнитная стрелка. В разарретированном состоянии стрелки её северный конец (обычно красного цвета) устанавливается приблизительно в направлении на Северный магнитный полюс, а южный — на Южный магнитный полюс. В нерабочем состоянии стрелка закрепляется тормозом (арретиром) Внутри корпуса компаса помещена круговая шкала (лимб) 2, разделённая на 120 делений. Цена одного деления составляет 3°, или 50 малых делений угломера (0—50). Шкала имеет двойную оцифровку. Внутренняя оцифровка нанесена по ходу часовой стрелки от 0 до 360° через 15° (5 делений шкалы). Внешняя оцифровка шкалы нанесена против хода часовой стрелки через 5 больших делений угломера (10 делений шкалы). Для визирования на местные предметы (ориентиры) и снятия отсчетов по шкале компаса на вращающемся кольце компаса закреплено визирное приспособление (мушка и целик) 4 и указатель отсчетов 5.

Принцип действия

Принцип действия основан на взаимодействии поля постоянных магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Свободно вращающаяся магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля. Таким образом, стрелка всегда параллельна направлению линии магнитного поля.

Магнитный компас начинает давать неверные значения вблизи магнитов (в частности, вблизи другого компаса), и ферромагнитных (в частности, железных, стальных) предметов.

Электромагнитный компас

Электромагнитный компас является «развёрнутым» электрогенератором, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а одна или несколько рамок с обмотками — ротора. Соотношение напряжений, наводимых в обмотках при движении в магнитном поле, показывает курс, либо одна обмотка устанавливается под заранее заданным углом к продольной оси самолёта или корабля, и для поддержания курса пилоту или рулевому следует рулём направления удерживать стрелку на нуле.

Преимущество электромагнитного компаса перед обычным магнитным — в отсутствии девиации от ферромагнитных деталей транспортного средства, так как они неподвижны относительно обмоток и не наводят в них токов.

Для работы простого варианта электромагнитного компаса с индикатором в виде гальванометра требуется быстрое движение, поэтому первое применение электромагнитный компас нашёл в авиации. Был использован Чарльзом Линдбергом при перелёте через Атлантику в 1927 году. См. Earth inductor compass.

Гирокомпас

Гирокомпас — прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением, а также при решении различных задач иного рода, например, для определения точного направления при наводке орудия боевого корабля. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причём скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте.

История создания

Прототип современного гирокомпаса первым создал Герман Аншютц-Кэмпфе (запатентован в 1908), вскоре подобный прибор построил Э. Сперри (запатентован в 1911). В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншютца и Сперри[3]. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надёжностью и удобнее в эксплуатации.

Устройство

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.

Принцип действия

Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад — восток; она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате её воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, то есть с направлением север — юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север — юг (N — S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку «Север» (N) на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и, соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надёжный компас. В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом.

Электронный компас в системе навигации NAVSTAR Старый корабельный компас.

Ориентирование на местности

Определение направлений на стороны горизонта по компасу выполняется следующим образом. Мушку визирного устройства ставят на нулевое деление шкалы, а компас — в горизонтальное положение. Затем отпускают тормоз магнитной стрелки и поворачивают компас так, чтобы северный её конец совпал с нулевым отсчетом. После этого, не меняя положения компаса, визированием через целик и мушку замечают удаленный ориентир, который и используется для указания направления на север. Направления на стороны горизонта взаимосвязаны между собой, и, если известно хотя бы одно из них, можно определить остальные. В противоположном направлении по отношению к северу будет юг, справа — восток, а слева — запад.

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

КОМПАС - это... Что такое КОМПАС?

  • Компас - получить на Академике активный купон Wallytally или выгодно компас купить по низкой цене на распродаже в Wallytally

  • компас — а, м. compas (de mer), гол. kompas, ит. compasso. 1. Прибор с намагниченной стрелкой для определения стран света. Сл. 18. Компас есть стрелка помазана магнитом которая на полночь оборачивается. Лекс. вокабулам новым. // Сморгонский Термины 77.… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • КОМПАС-3D — Тип САПР Разработчик АСКОН Написана на C++ ОС Windows (XP/Vista) Версия V11 (2009) Сайт …   Википедия

  • Компас-М3 — Производитель …   Википедия

  • Компас-М4 — Производитель …   Википедия

  • КОМПАС — прибор для определения положения данного предмета или направления его движения относительно стран света, с помощью магнитной стрелки, свободно лежащей на острие стержня. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф.,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Компас-G5 — Производитель …   Википедия

  • КОМПАС — (Compass) мореходный инструмент, служащий для непрерывного указания в море компасного курса корабля и для определения в случае надобности направлений на различные видимые с корабля земные предметы или небесные светила. К. для мореплавателя… …   Морской словарь

  • компас — и устарелое компас. Ударение компас сохраняется в речи моряков. Ср. у Л. Соболева: «Но флот во многом отличается от армии... обыкновенный рапорт по флотски рапорт, на север указывает компас, во флоте компас» (Капитальный ремонт) …   Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

  • КОМПАС — КОМПАС, прибор для ориентировки по странам света, служащий также для указания направленности магнитного поля. Состоит из горизонтально расположенной, подвижной закрепленной намагниченной иглы, которая, поворачиваясь, указывает направление на… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Компас —     Компас снится людям, которые ведут отчаянную борьбу весьма ограниченными средствами. Добиться успеха в такой борьбе достаточно трудно, но зато почетно.     Снится вам морской или обычный компас – не важно. Этот сон в любом случае предвещает,… …   Большой универсальный сонник

  • Компас — и рулевое колесо. КОМПАС (немецкое Kompass), прибор, указывающий направление географического или магнитного меридиана; служит для ориентирования относительно сторон горизонта. Различают магнитный, механический, радиокомпас и другие. Старейший… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • компас | Национальное географическое общество

    Магнитные компасы - наиболее известный тип компаса. Они стали настолько популярными, что термин «компас» почти всегда относится к магнитному компасу. Несмотря на то, что конструкция и конструкция компаса этого типа значительно изменились за столетия, концепция его работы осталась прежней. Магнитные компасы состоят из намагниченной стрелки, которой позволяют вращаться, чтобы она совпадала с магнитным полем Земли.Концы указывают на то, что известно как магнитный север и магнитный юг.

    Ученые и историки не знают, когда были открыты принципы, лежащие в основе магнитных компасов. Древние греки понимали магнетизм. Еще 2000 лет назад китайские ученые могли знать, что трение железного стержня (например, иглы) естественным магнитом, называемым магнитным камнем, временно намагнитит иглу, так что она будет указывать на север и юг.

    Очень ранние компасы были сделаны из намагниченной иглы, прикрепленной к куску дерева или пробки, которая свободно плавала в миске с водой.Когда стрелка опустится, отмеченный конец будет указывать на магнитный север.

    Когда инженеры и ученые узнали больше о магнетизме, стрелка компаса была установлена ​​и помещена в середину карты, которая показывала стороны света - север, юг, восток и запад. Наконечник копья и буква Т, обозначающая латинское название Северного Ветра, Tramontana , обозначали север. Эта комбинация превратилась в дизайн геральдической лилии, который можно увидеть и сегодня.Все 32 точки направления были добавлены в карту компаса.

    Историки считают, что Китай, возможно, был первой цивилизацией, разработавшей магнитный компас, который можно было использовать для навигации. Китайские ученые, возможно, разработали навигационные компасы еще в 11 или 12 веках. Западные европейцы вскоре последовали в конце XII века.

    Вначале компасы, вероятно, использовались в качестве резервных копий, когда нельзя было увидеть солнце, звезды или другие ориентиры.В конце концов, когда компасы стали более надежными и все больше исследователей поняли, как их читать, устройства стали важным инструментом навигации.

    Регулировки и приспособления

    К 15 веку исследователи поняли, что «север», обозначенный компасом, не совпадает с истинным географическим севером Земли. Это несоответствие между магнитным севером и истинным севером называется вариацией (моряки или пилоты) или магнитным склонением (наземные навигаторы) и варьируется в зависимости от местоположения.При использовании магнитных компасов вблизи экватора отклонения незначительны, но ближе к Северному и Южному полюсам разница намного больше и может сбить кого-то с курса на много километров. Навигаторы должны корректировать показания своего компаса, чтобы учесть различия.

    Со временем в магнитные компасы были внесены другие изменения, особенно для их использования в морской навигации. Когда корабли из дерева превратились в железо и сталь, магнетизм корабля повлиял на показания компаса.Эта разница называется отклонением. Такие корректировки, как размещение шариков из мягкого железа (называемых сферами Кельвина) и стержневых магнитов (называемых стержнями флиндерса) рядом с компасом, помогли повысить точность показаний. Отклонение также необходимо учитывать на самолетах, использующих компасы, из-за металла в конструкции самолета.

    Магнитные компасы бывают разных форм. Самые простые из них - портативные компасы для повседневных походов. Магнитные компасы могут иметь дополнительные функции, такие как лупы для использования с картами, призма или зеркало, которое позволяет вам видеть ландшафт, следя за показаниями компаса, или отметки шрифтом Брайля для слабовидящих.Самые сложные компасы - это сложные устройства на кораблях или самолетах, которые могут рассчитывать и корректировать движение, отклонения и отклонения.

    Другие типы компасов

    Некоторые компасы не используют земной магнетизм для указания направления. Гирокомпас, изобретенный в начале 20-го века, использует вращающийся гироскоп, чтобы следить за осью вращения Земли и указывать на истинный север. Поскольку магнитный север не измеряется, изменение не является проблемой.Когда гироскоп начнет вращаться, движение не будет мешать ему. Этот тип компаса часто используется на кораблях и самолетах.

    Солнечный компас использует солнце как инструмент навигации. Наиболее распространенный метод - использовать карту компаса и угол тени солнца для указания направления.

    Даже без карты компаса есть техники, использующие солнце как компас. Один из способов - сделать теневую палочку. Теневая палка - это палка, помещенная вертикально в землю.Камешки, помещенные вокруг палки, и кусок веревки для отслеживания тени солнца на небе помогают навигатору определять направления на восток и запад.

    Другой тип солнечного компаса - это устаревшие аналоговые (не цифровые) часы. Используя стрелки часов и положение солнца, можно определить север или юг. Просто держите часы параллельно земле (в руке) и направьте часовую стрелку в направлении солнца. Найдите угол между часовой стрелкой и отметкой 12 часов.Это линия север-юг. В Южном полушарии север будет ближе к солнцу. В северном полушарии север будет направлением дальше от солнца.

    Несмотря на достижения в области GPS, компас по-прежнему является ценным инструментом. Многие самолеты и корабли все еще используют высокотехнологичные компасы в качестве навигационных инструментов. Для случайного наблюдения - для навигаторов пешком или на небольшой лодке - карманный компас или простой компас, установленный на приборной панели, остается практичным и портативным инструментом.,

    Как работают компасы | HowStuffWorks

    Причина, по которой работает компас, более интересна. Оказывается, вы можете думать о Земле как о гигантском стержневом магните, похороненном внутри. Чтобы северный конец компаса указывал на Северный полюс , вы должны предположить, что закопанный стержневой магнит имеет южный конец на Северном полюсе, как показано на диаграмме справа. Если вы подумаете о мире таким образом, то увидите, что нормальное правило магнитов «притяжение противоположностей» приведет к тому, что северный конец стрелки компаса будет указывать на южный конец закопанного стержневого магнита.Итак, компас указывает на Северный полюс.

    Чтобы быть полностью точным, стержневой магнит не движется точно вдоль оси вращения Земли. Он немного смещен по центру. Этот перекос называется склонением , и большинство хороших карт показывают, какое склонение имеет место в разных областях (поскольку оно немного меняется в зависимости от того, где вы находитесь на планете).

    Магнитное поле Земли на поверхности довольно слабое.В конце концов, диаметр планеты Земля составляет почти 8000 миль, поэтому магнитное поле должно пройти долгий путь, чтобы повлиять на ваш компас. Поэтому компас должен иметь легкий магнит и подшипник качения . В противном случае магнитному полю Земли просто не хватит силы, чтобы повернуть стрелку.

    Аналогия с «большим стержневым магнитом, похороненным в ядре» работает, чтобы объяснить, почему у Земли есть магнитное поле, но очевидно, что это не то, что на самом деле происходит.Так что действительно происходит?

    Никто не знает наверняка, но есть работающая теория, которая в настоящее время обсуждается. Как видно из вышеизложенного, считается, что ядро ​​Земли состоит в основном из расплавленного железа (красный). Но в самом ядре давление настолько велико, что это сверхгорячее железо кристаллизуется в твердое тело. Конвекция, вызванная теплом, излучаемым из ядра, наряду с вращением Земли, заставляет жидкое железо двигаться по образцу вращения .Считается, что эти вращательные силы в слое жидкого железа приводят к слабым магнитным силам вокруг оси вращения.

    Оказывается, из-за того, что магнитное поле Земли настолько слабое, компас - не что иное, как детектор очень слабых магнитных полей, создаваемых чем-либо. Вот почему мы можем использовать компас для обнаружения небольшого магнитного поля, создаваемого проводом, по которому проходит ток (см. Как работают электромагниты).

    Теперь давайте посмотрим, как можно создать свой собственный компас.

    ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *