Магнит и компас. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.: vaduhan_08
Меня заинтересовала история общения человечества с электричеством, первые эксперименты и не вольно я вышел на историю магнетизма и магии. Как оказалось магия и магнит не просто похожие слова. Магнит и породил магию! Ну вот если задуматься жизнь человека проста и материальна, ну откуда возьмется представления о не материальном воздействии на материю? Взял дубину шарахнул по башке — все ясно и понятно! Но в природе есть удивительная штука — магнит! Он действует на металлические предметы не материально, так сказать, за счет магнитного поля!История открытия магнитита очень интересная, ну просто сказка какая то, пособие по тому как глупо фальсифицируется история. Я дам выдержку из классического описания первой встречи человека и магнита…
«Самое раннее открытие свойств магнита сделали либо греки либо китайцы. История магнетизма восходит к первому веку до н.э. в трудах Лукреция и Плиния Старшего (23-79 н.э. римский период). Плиний писал о холме возле реки Инд, который был сделан целиком из камня, привлекающего железо. Он отметил, магические силы магнетита в своих писаниях. В течение многих лет после его открытия, магнетит был погружен в суеверия и считается, обладает магической силой, такой как способность исцелять больных, отпугивать злых духов и привлекать и растворять суда созданные из железа!
Люди верили, что появились целые острова магнитной природы, которые могли бы привлечь суда в силу железных гвоздей, используемых в их строительстве. Суда, которые исчезли в море, как полагали, были таинственно притянуты этими островами. Подозревают что Архимед, использовал естественные магниты для удаления гвоздей из вражеских кораблей, что приводило к их потоплению… (!!!)
Пастырь Магнит. Наиболее популярная легенда открытия магнитов пришла к нам от пожилого критского пастуха по имени Магнит. Легенда гласит, что Магнит пас своих овец в области Северной Греции, которая называлась Магнезия, около 4000 лет назад. Вдруг словно ногти на ногах, металлический наконечник его посоха прочно застрял в большом, черном камне, на котором он стоял.»
Ха Ха Ха!!! То есть получается 4000 лет назад бедный пастушок по кличке «магнит» ходил себе по Греции которая еще и железа то не знала в сандаликах с железными гвоздями и посохом железным! Какие еще железные гвозди в кораблях у Архимеда??? И каким же должен быть магнит что бы выдергивать гвозди из борта!
Въедливый читатель конечно же скажет — ну что вы это же легенды, мифы древней греции! Да, но тогда и Архимед и вся древняя греция то же миф?
Ну да ладно бог с ними древними пастушками в железных ботинках. Дело тут в другом. Все дело в компасе! Это уже не миф и не сказка это мореплавание, которое как известно было с древнейших времен!
Считается что первыми изобрели компас конечно же китайцы. Выглядел он вот так!
Ложка на тарелке! Ложка наверное из магнита?
Что же такое магнит давайте разбираться…
Вот кусок породы железной руды которая называется магнетид, она обладает природными магнитными свойствами.
Беда одна — магнитные свойства слабые, скрепку или иголку притянет да, но вот гвозди из сандалей и уж тем более посох нет!
Историки пишут что магнитную стрелку в компас вытачивали из магнетита, так как при расплавлении ( температура плавления 1500с ежли что!), механическая обработка магнетита приводит к ослаблению магнитных свойств.
Сейчас магниты делают намагничиванием пропуская ток через катушку в которой вставлен металлический стержень, он то как раз и приобретает сильные магнитные свойства! Я обсмотрелся всяких роликов где люди делают компас из подручных средств и основная масса рассказов начинается так — возьмите магнит от холодильника старого или колонок и там далее и намагнитьте иголку!
Ну да ладно, хрен с ним, можно приложить иголку к куску породы и она намагнитится пусть слабо но будет магнитной. Пусть она не долго держит свои свойства но все же месяц другой протянет. Но где взять стальную иголку, их начали делать в конце 18 века!!!
Обратите внимание кованная железная палка из болотной руды не подойдет, она не намагнитится трением об волосы! Нужна сталь! Современные магниты делают из сложных сплавов.
Я стал рыться и искать старинные компасы… каково же было мое удивление, когда после древнейшего китайского появляются только компасы с 19 века! Со стеклянной крышкой, стальной намагниченной стрелкой и металлическим корпусом. Вот всякие сандали и трусы фараонов прекрасно сохранились, а компасы нет!
vaduhan-08.livejournal.com
Магнит и компас
Первое упоминание о магните оставил нам Плиний. Он рассказал о пастухе с острова Крит, сандалии которого были подкованы железом. Пастуха звали Магнис. Он обратил внимание на прилипшие к сандалиям мелкие черные камешки, в изобилии валявшиеся на склонах горы Идо. По мнению Гая Плиния Секунда, природные магниты и получили свое название по имени пастуха Магниса.
А римский поэт Лукреций Кар считал, что магнит обязан своим названием местности, в которой он был впервые обнаружен. Эта местность в Малой Азии называлась Магнезия.
Китайцы, ничего не знавшие ни о Магнезии, ни о греческих пастухах в железных сандалиях, называли эти черные камешки «чуши», что можно перевести как «любящий камень». Именно китайцы первыми придумали, как можно практически использовать магниты.
Уже четыре тысячилет назад они изобрели игрушку— югоуказатель. Небольшие фигурки с вытянутой рукой, постоянно указывающей на юг, ставились не только на корабли, но и на конные повозки.
Без компаса не состоялись бы путешествия Колумба и Магеллана. Хотя моряки еще в глубокой древности умели ориентироваться по Солнцу и звездам, но это не помогало в пасмурные дни, когда тучи закрывали небо.
Уже в период великих географических открытий было установлено, что магнитная стрелка указывает на географический север неточно. Причем это отклонение в разных точках Земли неодинаково. Так были открыты несовпадения географических и магнитных полюсов Земли и крупные магнитные аномалии.
Вначале это даже пугало моряков, о чем свидетельствует описание знаменитых путешествий Христофора Колумба. В те времена считалось, что северный конец стрелки компаса притягивает Полярная звезда. Отклонение стрелки от этого направления воспринималось как угроза каких-то таинственных сил.
Однажды столь странное поведение магнитной стрелки вызвало панику среди матросов Колумба. Колумб и сам испугался, убедил моряков, что неправильно ведет себя не компас, а Полярная звезда. Благодаря этому обману, Колумб смог предотвратить мятеж на корабле и открыть Америку.
Философы древности, пытаясь объяснить взаимодействие магнита с железом, пришли к выводу, что у магнита есть «душа». Ведь железо притягивалось к магниту без видимой причины.
Впервые свойства магнита были описаны лишь в 1269 году Пьером де Марикур, по прозвищу Перегрин. В своем «Послании о магните» он указывает, по каким признакам можно отобрать хороший «магнитный» камень и как распознать полюса магнита. Он также описывает опыт, показывающий, чторазноименные полюса магнита притягиваются, а одноименные — отталкиваются. Рыцарь де Марикур подробно описывает свойство плавающего магнита
В этом же послании говорится о том, что если магнит разломать на две части, то получится два магнита с двумя парами полюсов. Если же магниты сблизить, то они соединятся в месте разлома.
В 1600 году вышел знаменитый трактат английского врача Уильяма Гильберта «Новая физиология магнита, магнитных тел и большого земного магнита, доказанная многими аргументами и опытами».
Именно Гильберт первым дал правильное объяснение поведению магнитной стрелки компаса. Он указал, что ее конец не «влечется» к небесному полюсу, а притягивается полюсами «земного магнита». Утверждение Гилберта о том, что Земля является большим магнитом, было воистину гениальным открытием. Ученый даже сделал модель «земного магнита». Из магнитного железняка Гильберт выточил шар, который он назвал «терреллой>, то есть «маленькой Землей».
Книга Гильберта произвела переворот во взглядах на свойства магнита, ведь раньше верили, например, что лук и чеснок уничтожают действие магнита. По этой причине рулевым на судах категорически запрещалось употреблять их в пищу.
Гильберт, врач по профессии, верил в «душу» магнита, как в часть «души Земли».
bookbug.ru
Магнит и компас « Попаданцев.нет
Магнит человечеству известен давно. Главным источником магнитов древнего мира были холмы Магнезии в Греции, там добывали запасы магнитного железняка…
Однако, магниты из железняка были плохие. Но компас из них построить было можно. В 12-13 веке в Европе появились самые примитивные компасы — кусочек железняка плавал, положеный на пробку. Направление показывал «куда-то туда». Только в 14 веке в догадались поставить стрелку на иглу и добавить картуш с румбами. Поэтому у Колумба компас был вполне внятный. Однако, сама магнитная стрелка была вещью крайне дорогой. Существовали специальные мастерские по их изготовлению. Технология была такой: бралась стальная стрелка и по ней нужно было проводить в одном направлении куском магнитного железняка. Кроме того, что правильно выбрать направление, операцию натирание необходимо было проводить долго — несколько недель. Поэтому мастерская выглядела как комната, где сидят подмастерья и целыми днями двигают туда-сюда куски железняка. И все равно — результат был не ахти. Происходило это потому, что для стрелки компаса требовался магнитно-твердый материал, который долго не размагничивается. Это — углеродистая сталь, причем закаленная. Но чтобы ее хорошо намагнитить, нужно достичь насыщения магнитного поля, что методом натирания было не то, чтобы невозможно, но близко к нему.
Мы пойдем другим путем. Будем считать, что наш попаданец уже построил гальванический элемент. Тогда достаточно собрать из этих элементов батарею, причем соединять желательно параллельно — нас интересует именно ток. После чего из медной проволоки делается катушка. Диаметр катушки — чем меньше, тем плотность силовых линий будет больше. В условиях средневековья навивать больше, чем два слоя витков — смысла нет. Катушка заливается древесной смолой для изоляции и чтобы витки не замкнуло. После этого внутрь катушки ложится будущая стрелка компаса и на долю секунды подсоединяется гальваническая батарея. Процесс закончен. Стрелка компаса много сильнее намагничена, чем у конкурентов.
Метод производства следует держать в секрете, и цены на компасы не снижать, иначе конкуренты задавят. Если же вы попали в более древние времена, где компаса не знают, то ищите мореплавателей. Они — потребители номер один, им даже в случае каботажного плавания компас на порядок полезнее сухопутных путешественников.
www.popadancev.net
Магнит и компас
Первое упоминание о магните оставил нам Плиний. Он рассказал о пастухе с острова Крит, сандалии которого были подкованы железом. Пастуха звали Магнис. Он обратил внимание на прилипшие к сандалиям мелкие черные камешки, в изобилии валявшиеся на склонах горы Идо. По мнению Гая Плиния Секунда, природные магниты и получили свое название по имени пастуха Магниса.
Китайцы, ничего не знавшие ни о Магнезии, ни о греческих пастухах в железных сандалиях, называли эти черные камешки «чуши», что можно перевести как «любящий камень». Именно китайцы первыми придумали, как можно практически использовать магниты.
Уже четыре тысячилет назад они изобрели игрушку— югоуказатель. Небольшие фигурки с вытянутой рукой, постоянно указывающей на юг, ставились не только на корабли, но и на конные повозки.
В Европе компас известен с ХII века. Тогда уже научились натирать природными магнитами стальные иглы, которые стали первыми искусственными магнитами, используемыми в качестве стрелок. Некий Джойя снабдил магнитную стрелку кругом с делениями. Прибор получил название «компассаре», что означает «измерять шагами».
Уже в период великих географических открытий было установлено, что магнитная стрелка указывает на географический север неточно. Причем это отклонение в разных точках Земли неодинаково. Так были открыты несовпадения географических и магнитных полюсов Земли и крупные магнитные аномалии.
Вначале это даже пугало моряков, о чем свидетельствует описание знаменитых путешествий Христофора Колумба. В те времена считалось, что северный конец стрелки компаса притягивает Полярная звезда. Отклонение стрелки от этого направления воспринималось как угроза каких-то таинственных сил.
Философы древности, пытаясь объяснить взаимодействие магнита с железом, пришли к выводу, что у магнита есть «душа». Ведь железо притягивалось к магниту без видимой причины.
Впервые свойства магнита были описаны лишь в 1269 году Пьером де Марикур, по прозвищу Перегрин. В своем «Послании о магните» он указывает, по каким признакам можно отобрать хороший «магнитный» камень и как распознать полюса магнита. Он также описывает опыт, показывающий, чторазноименные полюса магнита притягиваются, а одноименные — отталкиваются. Рыцарь де Марикур подробно описывает свойство плавающего магнита
указывать на север «к звезде», которую он называет мореходной.
В этом же послании говорится о том, что если магнит разломать на две части, то получится два магнита с двумя парами полюсов. Если же магниты сблизить, то они соединятся в месте разлома.
В 1600 году вышел знаменитый трактат английского врача Уильяма Гильберта «Новая физиология магнита, магнитных тел и большого земного магнита, доказанная многими аргументами и опытами».
Именно Гильберт первым дал правильное объяснение поведению магнитной стрелки компаса. Он указал, что ее конец не «влечется» к небесному полюсу, а притягивается полюсами «земного магнита». Утверждение Гилберта о том, что Земля является большим магнитом, было воистину гениальным открытием. Ученый даже сделал модель «земного магнита». Из магнитного железняка Гильберт выточил шар, который он назвал «терреллой>, то есть «маленькой Землей».
Книга Гильберта произвела переворот во взглядах на свойства магнита, ведь раньше верили, например, что лук и чеснок уничтожают действие магнита. По этой причине рулевым на судах категорически запрещалось употреблять их в пищу.
bookbug.ru
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.
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.
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.
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.
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.
Компас с максимальной разметкой шкалы.
Жидкость внутри колбы
Компасы с герметичной колбой, наполненные специальной жидкостью, называются жидкостными.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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:
- Компас располагается в горизонтальной плоскости.
- Целик и мушка визируются на нужный ориентир.
- 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:
- Компас располагается горизонтально.
- Целик и мушка наводятся на объект, на который измеряется азимут.
- 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:
- Компас располагается горизонтально.
- Лимб поворачивают до тех пор, пока указатель не укажет на цифру на шкале, соответствующую заданному азимуту, по которому определяется направление.
- Компас поворачивается в горизонтальной плоскости, пока северная часть магнитной стрелки не укажет на значение 0°/360° на шкале.
- Компас удерживается в таком положении. Теперь мушка и целик укажут искомое направление.
Вариант №2. Определение направления с помощью компаса со стрелкой, прикрепленной к шкале:
- Компас удерживается в горизонтальной плоскости.
- Прибор вращается в горизонтальной плоскости до тех пор, пока указатель не укажет на шкале лимба цифру, соответствующую заданному азимуту.
- 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.
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.
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.
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
vijivaka.com
Магнит и компас
Первое упоминание о магните оставил нам Плиний. Он рассказал о пастухе с острова Крит, сандалии которого были подкованы железом. Пастуха звали Магнис. Он обратил внимание на прилипшие к сандалиям мелкие черные камешки, в изобилии валявшиеся на склонах горы Идо. По мнению Гая Плиния Секунда, природные магниты и получили свое название по имени пастуха Магниса.
А римский поэт Лукреций Кар считал, что магнит обязан своим названием местности, в которой он был впервые обнаружен. Эта местность в Малой Азии называлась Магнезия.
Китайцы, ничего не знавшие ни о Магнезии, ни о греческих пастухах в железных сандалиях, называли эти черные камешки «чуши», что можно перевести как «любящий камень». Именно китайцы первыми придумали, как можно практически использовать магниты.
Уже четыре тысячилет назад они изобрели игрушку— югоуказатель. Небольшие фигурки с вытянутой рукой, постоянно указывающей на юг, ставились не только на корабли, но и на конные повозки.
В Европе компас известен с ХII века. Тогда уже научились натирать природными магнитами стальные иглы, которые стали первыми искусственными магнитами, используемыми в качестве стрелок. Некий Джойя снабдил магнитную стрелку кругом с делениями. Прибор получил название «компассаре», что означает «измерять шагами».
Без компаса не состоялись бы путешествия Колумба и Магеллана. Хотя моряки еще в глубокой древности умели ориентироваться по Солнцу и звездам, но это не помогало в пасмурные дни, когда тучи закрывали небо.
Уже в период великих географических открытий было установлено, что магнитная стрелка указывает на географический север неточно. Причем это отклонение в разных точках Земли неодинаково. Так были открыты несовпадения географических и магнитных полюсов Земли и крупные магнитные аномалии.
Вначале это даже пугало моряков, о чем свидетельствует описание знаменитых путешествий Христофора Колумба. В те времена считалось, что северный конец стрелки компаса притягивает Полярная звезда. Отклонение стрелки от этого направления воспринималось как угроза каких-то таинственных сил.
Однажды столь странное поведение магнитной стрелки вызвало панику среди матросов Колумба. Колумб и сам испугался, убедил моряков, что неправильно ведет себя не компас, а Полярная звезда. Благодаря этому обману, Колумб смог предотвратить мятеж на корабле и открыть Америку.
Философы древности, пытаясь объяснить взаимодействие магнита с железом, пришли к выводу, что у магнита есть «душа». Ведь железо притягивалось к магниту без видимой причины.
Впервые свойства магнита были описаны лишь в 1269 году Пьером де Марикур, по прозвищу Перегрин. В своем «Послании о магните» он указывает, по каким признакам можно отобрать хороший «магнитный» камень и как распознать полюса магнита. Он также описывает опыт, показывающий, чторазноименные полюса магнита притягиваются, а одноименные — отталкиваются. Рыцарь де Марикур подробно описывает свойство плавающего магнита
указывать на север «к звезде», которую он называет мореходной.
В этом же послании говорится о том, что если магнит разломать на две части, то получится два магнита с двумя парами полюсов. Если же магниты сблизить, то они соединятся в месте разлома.
В 1600 году вышел знаменитый трактат английского врача Уильяма Гильберта «Новая физиология магнита, магнитных тел и большого земного магнита, доказанная многими аргументами и опытами».
Именно Гильберт первым дал правильное объяснение поведению магнитной стрелки компаса. Он указал, что ее конец не «влечется» к небесному полюсу, а притягивается полюсами «земного магнита». Утверждение Гилберта о том, что Земля является большим магнитом, было воистину гениальным открытием. Ученый даже сделал модель «земного магнита». Из магнитного железняка Гильберт выточил шар, который он назвал «терреллой>, то есть «маленькой Землей».
Книга Гильберта произвела переворот во взглядах на свойства магнита, ведь раньше верили, например, что лук и чеснок уничтожают действие магнита. По этой причине рулевым на судах категорически запрещалось употреблять их в пищу.
Гильберт, врач по профессии, верил в «душу» магнита, как в часть «души Земли».
bookbug.ru
история создания, принцип действия и применение
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
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
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
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?
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
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:
- 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.
- 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.
- 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
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.
fb.ru