Компас: устройство, виды и принцип работы¶
Компас — это прибор для определения сторон горизонта и направлений на местности, основанный на свойстве магнитной стрелки ориентироваться по магнитному полю Земли. Внешний вид компаса зависит от его типа, но у большинства бытовых и туристических моделей есть общие элементы: круглый или прямоугольный корпус, прозрачная крышка, вращающаяся безелевая шкала и стрелка, одна сторона которой окрашена в красный (северный) цвет.
¶Как выглядит магнитный компас
Классический магнитный компас представляет собой круглый корпус диаметром 50–100 мм, чаще всего изготовленный из пластика или металла. Корпус закрыт прозрачной крышкой из стекла или пластика. Внутри находится:
- Магнитная стрелка — тонкая металлическая пластинка, уравновешенная на игольчатом подшипнике. Один её конец (северный) обычно окрашен в красный или ярко-оранжевый цвет, второй — в серебристый, белый или чёрный.
- Стрелка-указатель (в некоторых моделях) — неподвижная метка на корпусе, указывающая направление на объект.
- Шкала с делениями — нанесена на дно корпуса или на вращающееся кольцо (безель). Деления соответствуют градусам (0–360°) или тысячам (0–60), как в военных и туристических компасах.
- Безель — вращающееся кольцо с нанесёнными на нём буквами сторон света: С (север), Ю (юг), В (восток), З (запад). У большинства моделей безель щёлкает при повороте на 5–10°.
- Северная метка — красная стрелка или треугольник на корпусе, обозначающий направление на север.
- Линия визирования — прямая линия, проходящая через центр стрелки и метку на корпусе, используется для взятия азимута.
Популярный в России туристический компас «Адирондак» (типа «Английский») имеет диаметр около 75 мм, прозрачную крышку, вращающийся безель с градусной шкалой и красную северную стрелку. Компас «А-1» (военный образец) выполнен в металлическом корпусе с крышкой, внутри — фосфоресцирующая подсветка стрелки и шкалы.
¶Как выглядит спортивный компас
Спортивный (ориентировочный) компас, применяемый в спортивном ориентировании, имеет узкий прямоугольный корпус и длинную прозрачную подошву. Стрелка заключена в плоскую круглую капсулу, вращающуюся на подошве. На корпусе нанесена шкала азимутов и часто — масштабная линейка. Такой компас надевается на большой палец руки или на запястье, чтобы спортсмен мог одновременно видеть карту и направление.
¶Как выглядит компас на телефоне
Программный компас в смартфонах отображается на экране как круглая шкала с делениями через 10°, неподвижной красной стрелкой (указателем на север) и поворачивающимся цифровым кольцом с градусной разметкой. Некоторые модели показывают также координаты, высоту и наклон устройства. Для работы требуется калибровка — вращение телефона по восьмёрке для настройки магнитометра.
¶Виды компасов
| Тип | Особенности внешнего вида |
|---|---|
| Магнитный бытовой | Круглый корпус 50–100 мм, прозрачная крышка, красная стрелка |
| Военный (А-1, АД-1) | Металлический корпус с крышкой, фосфоресцирующая шкала |
| Туристический («Адирондак») | Пластиковый корпус, вращающийся безель, часто с зеркалом в крышке |
| Спортивный | Узкий корпус, длинная прозрачная подошва, капсула со стрелкой |
| Гирокомпас | Тяжёлый металлический корпус, гироскоп внутри, применяется на судах |
| Электронный (цифровой) | Жидкокристаллический дисплей, кнопки, цифровое отображение направления |
| Планшетный (маршрутный) | Плоская прозрачная подошва с линейкой и лупой, стрелка в капсуле |
¶Принцип работы и ориентирование
Магнитная стрелка компаса представляет собой постоянный магнит. Под действием магнитного поля Земли она свободно вращается на подшипнике и устанавливается вдоль магнитного меридиана. Северный полюс стрелки указывает на магнитный северный полюс Земли (в Северном полушарии — приблизительно на географический север, с поправкой на магнитное склонение).
Для определения направления на объект стрелку совмещают с меткой севера на корпусе, затем поворачивают компас так, чтобы стрелка встала на север, и направляют линию визирования на объект. Отсчёт на шкале показывает азимут — угол между направлением на объект и направлением на север.
¶Историческая справка
Первые магнитные компасы появились в Китае не позднее XI века: в трактате Шэнь Куо «Кэй би тань би» (1088) описано свойство магнитной стрелки указывать на юг. В Европе компас стал известен к XII–XIII векам, первые упоминания относятся к работам Александра Неккама (ок. 1190). В России магнитный компас получил распространение с XVII века, а в 1701 году Петром I был учреждён особый указ о применении компасов при геодезических работах.
¶Интересные факты
- Красный цвет северного конца стрелки — общепринятое обозначение, но в некоторых моделях север помечен зелёным или светящимся составом.
- Магнитное склонение (угол между истинным и магнитным севером) в разных точках планеты достигает 20° и более, поэтому показания компаса требуют поправки.
- Стрелка компаса может отклоняться от магнитного севера рядом с металлическими объектами, линиями электропередачи и залежами руды.
¶Источники
- Большая советская энциклопедия, статья «Компас»
- ГОСТ 20680-90 «Приборы магнитные навигационные. Общие технические условия»
- Шульц В. А. «Занимательная геодезия»
- Шеппард Р. «Компас и карта: основы ориентирования»