No Image

магнитный компас

14 просмотров
04 декабря 2023

Магнитный компас, в навигации или геодезии — прибор для определения направления на поверхности Земли с помощью магнитного указателя, который выравнивается по магнитному полю Земли. Магнитный компас — самый старый и наиболее известный тип компаса, который в различных формах используется в самолетах, кораблях, наземных транспортных средствах и геодезистами.

Где-то в XII веке мореплаватели в Китае и Европе независимо друг от друга обнаружили, что кусок лодстоуна, магнитной руды природного происхождения, плавающий на палочке в воде, стремится выровняться так, чтобы указывать направление на полярную звезду. За этим открытием, предположительно, быстро последовало второе: железная или стальная игла, к которой достаточно долго прикасается ледяной камень, также стремится выровняться в направлении север-юг. Исходя из знания о том, что такое север, можно, конечно, найти любое другое направление.

Магнитные компасы работают так, как они работают, потому что сама Земля действует как огромный стержневой магнит с полем север-юг, которое заставляет свободно движущиеся магниты принимать одинаковую ориентацию. Направление магнитного поля Земли не совсем параллельно оси север-юг земного шара, но оно достаточно близко, чтобы компас без поправок был достаточно хорошим ориентиром. Неточность, известная как вариация (или склонение), варьируется по величине в разных точках Земли. Отклонение иглы компаса из-за местных магнитных влияний называется девиацией.

На протяжении веков в магнитный компас было внесено множество технических усовершенствований. Пионерами многих из них стали англичане, чья огромная империя держалась на военно-морской мощи и поэтому во многом зависела от навигационных приборов. К XIII веку компасная игла была закреплена на штыре, стоящем на дне чаши компаса. Сначала на чаше были отмечены только север и юг, но затем на ней появились остальные 30 основных точек направления. Непосредственно под иглой была установлена карта с нарисованными на ней точками, что позволяло мореплавателям считывать направление с верхней части карты. Саму чашу впоследствии подвешивали на имбалы (кольца на боку, позволяющие ей свободно раскачиваться), чтобы карта всегда находилась ровно. В XVII веке сама игла приобрела форму параллелограмма, который было легче крепить, чем тонкую иглу.

В XV веке мореплаватели начали понимать, что иглы компаса указывают не прямо на Северный полюс, а на какую-то близлежащую точку; в Европе иглы компаса указывали немного восточнее истинного севера. Чтобы устранить эту трудность, британские мореплаватели приняли обычные меридиональные компасы, в которых север на компасной карте и «север на игле» совпадали, когда корабль проходил точку в Корнуолле, Англия. (Магнитные полюса, однако, блуждают предсказуемым образом — в последние столетия европейцы обнаружили, что магнитный север находится к западу от истинного севера, и это необходимо учитывать при навигации).

В 1745 году Говин Найт, английский изобретатель, разработал метод намагничивания стали таким образом, чтобы она сохраняла свою намагниченность в течение длительного времени; его усовершенствованная игла компаса имела форму стержня и была достаточно большой для того, чтобы на нее можно было надеть крышку, с помощью которой ее можно было закрепить на шарнире. Компас Найта получил широкое распространение.

Некоторые ранние компасы не содержали воды в чаше и были известны как компасы с сухой картой; их показания легко нарушались от ударов и вибрации. Хотя они меньше страдали от ударов, компасы, заполненные жидкостью, страдали от протечек и их было трудно ремонтировать, когда изнашивался шарнир. Ни жидкостный, ни сухокарточный тип не имели решающих преимуществ до 1862 года, когда был изготовлен первый жидкостный компас с поплавком на карте, который снимал большую часть веса с шарнира. Была изобретена система сильфонов, которые расширялись и сжимались вместе с жидкостью, предотвращая большинство утечек. Благодаря этим усовершенствованиям к концу XIX века жидкостные компасы вышли из употребления.

Современные компасы мореплавателей обычно устанавливаются в бинаклях — цилиндрических постаментах с возможностью подсветки циферблата компаса снизу. Каждый бинакль содержит специально размещенные магниты и куски стали, которые отменяют магнитное воздействие металла корабля. Примерно такое же устройство используется на борту самолетов, но в дополнение к этому оно содержит корректирующий механизм для устранения ошибок, возникающих в магнитных компасах, когда самолеты внезапно меняют курс. Корректирующий механизм представляет собой гироскоп, который обладает свойством сопротивляться усилиям, направленным на изменение оси вращения. Такая система называется гиромагнитным компасом.

Комментировать
14 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев