Реферат Компас, історія його відкриття
Реферат на тему:
«Компас, історія його відкриття»
Учениця 8 «В» класу
Валентина Василівна Пчелінцева
Златоуст 2010 рік
КОМПАС,прилад визначення горизонтальних напрямів біля. Застосовується визначення напрямку, у якому рухається морське, повітряне судно, наземний транспортний засіб; напрями, у якому йде пішохід; направлення на певний об'єкт чи орієнтир. Компаси поділяються на два основні класи: магнітні компаси типу стрілочних, якими користуються топографи та туристи, та немагнітні, такі, як гірокомпас та радіокомпас.
ІСПАНСЬКИЙ МОРСЬКИЙ КОМПАС, 1853
Картівка компаса.Для визначення напрямків у компасі є картка (рис. 1) - кругова шкала з 360 поділами (відповідними одному кутовому градусу кожне), розміченими так, що відлік ведеться від нуля за годинниковою стрілкою. Напрямку на північ (норд, N, або С) зазвичай відповідає 0, на схід (ост, O, E, або В) – 90, на південь (зюйд, S, або Ю) – 180, на захід (вест , W, або З) – 270. Це головні компасні румби (країни світла). Між ними розташовані «четвертні» румби: норд-ост, або С-В (45), зюйд-ост, або Ю-В (135), зюйд-вест, або Ю-З (225) і норд-вест , або С-З (315). Між головними та четвертими розташовані 16 «основних» румбів, таких, як норд-норд-ост і норд-норд-вест (колись було ще 16 румбів, таких, як «норд-тінь-вест», які називалися просто румбами).
Принцип дії.У приладі, що вказує напрямок, має бути якийсь опорний напрямок, від якого відраховувалися всі інші. У магнітному компасі таким напрямом є лінія, що з'єднує Північний і Південний полюси Землі. У цьому напрямі сам собоювстановлюється магнітний стрижень, якщо його підвісити так, щоб він міг вільно повертатись у горизонтальній площині. Справа в тому, що в магнітному полі Землі на магнітний стрижень діє пара сил, що встановлює, встановлює його в напрямку магнітного поля. У магнітному компасі роль такого стрижня грає намагнічену стрілку, яка при вимірі сама встановлюється паралельно магнітному полю Землі.
Стрілковий компас.Це найпоширеніший вид магнітного компасу. Він часто застосовується у кишеньковому варіанті. У стрілочному компасі (рис. 2) є тонка магнітна стрілка, встановлена вільно у своїй середній точці вертикальної осі, що дозволяє їй повертатися в горизонтальній площині. Північний кінець стрілки позначений, і співвісно з нею закріплено картопля. При вимірі компас необхідно тримати в руці або встановити на штативі так, щоб площина обертання стрілки була горизонтальна. Тоді північний кінець стрілки вказуватиме на північний магнітний полюс Землі. Компас, пристосований для топографів, є пеленгаторний прилад, тобто. прилад для виміру азимуту. Він зазвичай забезпечений зорової трубою, яку повертають до суміщення з потрібним об'єктом, щоб потім рахувати по картці азимут об'єкта.
Рідинний компас.Рідкісний компас, або компас з плаваючою картушкою, - це найточніший і стабільніший з усіх магнітних компасів. Він часто застосовується на морських суднах і тому називається судновим. Конструкції такого компасу різноманітні; у типовому варіанті він є наповнений рідиною «котелок» (рис. 3), в якому на вертикальній осі закріплена алюмінієва картка. По різні боки від осі до картушки знизу прикріплено пару або дві пари магнітів. У центрі картки є порожнистийнапівсферичний виступ - поплавець, що послаблює тиск на опору осі (коли казанок наповнений компасною рідиною). Вісь картки, пропущена через центр поплавця, спирається на кам'яний підп'ятник, що виготовляється зазвичай із синтетичного сапфіру. Підп'ятник закріплений на нерухомому диску з «курсовою межею». У нижній частині казанка є два отвори, через які рідина може переливатися в розширювальну камеру, компенсуючи зміни тиску та температури.
Мал. 3. РІДИННИЙ (СУДОВИЙ) КОМПАС, найточніший і стабільніший з усіх видів магнітного компасу. 1 – отвори для переливу компасної рідини при її розширенні; 2 – заливальна пробка; 3 – кам'яний підп'ятник; 4 – внутрішнє кільце універсального шарніра; 5 – картка; 6 – скляний ковпак; 7 – маркер курсової межі; 8 – вісь картки; 9 – поплавець; 10 - диск курсової межі; 11 - магніт; 12 - казанок; 13 – розширювальна камера.
Картушка плаває на поверхні компасної рідини. Рідина, крім того, заспокоює коливання картки, що викликаються хиткою. Вода не підходить для суднового компасу, оскільки вона замерзає. Використовується суміш 45% етилового спирту з 55% дистильованої води, суміш гліцерину з дистильованою водою або високочистий нафтовий дистилят.
Котел компаса відлитий з бронзи і забезпечений скляним ковпаком з ущільненням, що виключає можливість протікання. У верхній частині казанка закріплено азимутне, або пеленгаторне кільце. Воно дозволяє визначати напрямок на різні об'єкти щодо курсу судна. Котел компаса закріплений у своєму підвісі на внутрішньому кільці універсального (карданного) шарніра, в якому він може вільно повертатися, зберігаючи горизонтальне положення, в умовах гойдання.
Котел компаса закріплюється так, що його спеціальна стрілкаабо мітка, яка називається курсовою, або чорна лінія, яка називається курсовою рисою, вказує на ніс судна. При зміні курсу судна картка компаса утримується дома магнітами, незмінно зберігають свій напрямок північ – південь. За усунення курсової мітки або риси щодо картки можна контролювати зміни курсу.
Поправкою компаса називається відхилення його показань від справжнього півночі (півночі). Її причини – девіація магнітної стрілки та магнітне відмінювання.
Девіація.Компас вказує на т.зв. компасний, а чи не на магнітний норд (північний магнітний полюс), і відповідна кутова різниця напрямів називається девіацією. Вона зумовлена наявністю місцевих магнітних полів, що накладаються на магнітне поле Землі. Місцеве магнітне поле можуть створювати корпус судна, вантаж, великі маси залізняку, розташовані неподалік компаса, та інші об'єкти. Правильне направлення одержують, враховуючи у показаннях компаса поправку на девіацію.
Судовий магнетизм.Місцеві магнітні поля, створювані корпусом судна і охоплювані поняттям суднового магнетизму, поділяються на змінні та постійні. Змінний судновий магнетизм наводиться у сталевому корпусі судна магнітним полем Землі. Напруженість змінного суднового магнетизму змінюється залежно від курсу судна та від географічної широти. Постійний судновий магнетизм наводиться у процесі будівництва судна, коли під впливом вібрації, що викликається, наприклад, операціями клепки, сталева обшивка стає постійним магнітом. Напруженість і полярність (напрямок) постійного суднового магнетизму залежить від розташування (широти) і орієнтації корпусу судна під час його складання. Постійний магнетизм частково втрачається після спуску судна на воду і після того, як воно побуває у бурхливому морі.Крім того, він дещо змінюється у процесі «старіння» корпусу, але його зміни суттєво зменшуються після експлуатації судна протягом року.
Судновий магнетизм можна розкласти на три взаємно перпендикулярні компоненти: поздовжню (щодо судна), поперечну горизонтальну та поперечну вертикальну. Відхилення магнітної стрілки, обумовлені судновим магнетизмом, коригують, поміщаючи біля компаса постійні магніти, паралельні цим компонентам.
Нактоуз.Судновий компас зазвичай встановлюється в універсальному шарнірі на спеціальній підставці, яка називається нактоузом (рис. 4). Нактоуз жорстко та надійно прикріплюється до палуби судна, зазвичай, на середній лінії останнього. На нактоузі встановлюються також магніти, що компенсують вплив суднового магнетизму, та закріплюється захисний ковпак для компаса з внутрішнім освітлювачем картки. Раніше нактоуз виконувався у вигляді різьбленої фігури з дерева, але на сучасних суднах це просто циліндричний стенд.
Мал. 4. НАКТОУЗ, підставка для суднового компасу. Четверті сфери та курсовий магніт компенсують вплив суднового магнетизму. 1 – курсовий магніт; 2 – маркер курсової межі; 3 – захисний ковпак; 4 – четвертна сфера; 5 – казанок компасу; 6 – магніти.
Магнітне відмінювання.Магнітне відмінювання - це кутова різниця між магнітним і істинним нордом, обумовлена тим, що магнітний північний полюс Землі зміщений на 2100 км щодо істинного, географічного.
Карта відмін.Магнітне відмінювання змінюється за часом і від точки до точки на земній поверхні. В результаті вимірювань магнітного поля Землі отримані карти відмінювання, які дають величину магнітного відмінювання та швидкість його зміни в різних районах. Контури нульового магнітного відмінювання на такихкарти, що виходять з північного магнітного полюса, називаються агонічними лініями або агонами, а контури рівного магнітного відмінювання – ізогонічними або ізогонами.
Облік поправки компаса.Нині знаходить застосування низку різних способів обліку поправки компаса. Усі вони однаково хороші, тому досить навести для прикладу лише один, прийнятий у ВМС США. Девіації та магнітні відміни на схід вважаються позитивними, а на захід – негативними. Обчислення виробляють за такими формулами:
магніт. напр. Комп. напр. Девіація,
Комп. напр. Магн. напр. Відмінювання.
Кожухов В.П. та ін.Магнітні компаси. М., 1981 Нечаєв П.А., Григор'єв В.В.Магнітно-компасна справа. М., 1983 Дегтерєв Н.Д.Стрілкові магнітні компаси. Л., 1984