Как работает компас и как он устроен? Почему его стрелка показывает именно на север?

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


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

Кто изобрел компас?


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

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

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

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

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


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

Как устроен компас?


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

  • Магнитный;
  • Гирокомпас;
  • Электронный.


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

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

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

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


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

Как определить стороны горизонта?


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

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



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

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


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

Как сделать компас самому?

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

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

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


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

Преимущества и недостатки GPS

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

Из преимуществ GPS следует выделить:

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

Из минусов отметим следующее:

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

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


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