طرز کار قطب نما

عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود می‌چرخد و سپس به علت نیروی مغناطیسی کره زمین همیشه در یک جهت معین که همان قطب شمال مغناطیسی است می‌استد و آن را به ما نشان می‌دهد. عقربه مذکور هیچگاه اشتباه نمی‌کند، مگر آنکه در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا کابلی قرار گرفته باشد. بنابراین ، هنگام استفاده از قطب نما بایستی مطمئن شویم که از اشیای انحراف دهنده آن ، بطور کلی دور است.

کاربردهای قطب نما

به کمک قطب نما می‌توانیم گرای مغناطیسی کلیه امتدادهای مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گرای مغناطیسی یک امتداد ، جهت یابی بکنیم.

در کشتیها و هواپیماها برای جهت یابی از آن استفاده می‌شود.

در صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد از جمله دیده‌بانها در مناطق عملیاتی به کمک آن جهت یابی می‌کنند.

در صنایع مخابرات ، کارهای پژوهشی و ساختمان قبله نماها بکار برده می‌شود.

قطب نمای پیشرفته

قطب نماهای پیشرفته که بیشتر در صنایع مخابرات و امور نظامی بکار برده می‌شوند، مجهز به سلولهای شب نما می‌باشند که حتی در تاریکی شب عمل جهت نمایی را صورت دهند. این نوع قطب نماها در دوربینهای دو چشمی نظامی ، تانکها ، نفربرها و حتی در ساختمان برخی خودروهای پیشرفته نیز بکار می‌رود. از قطب نماهای پیشرفته در اندازه گیری طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی محل نیز استفاده می‌کنند که در نقشه خوانی ، پیاده سازی عملیات نظامی ، دیده بانی در مناطق جنگی و … نقش تعیین کننده دارند.

مقیاس های آزیموت و بیرینگ

صفحه مدرج کمپاس برانتون بر مبنای دو مقیاس قدیمی طراحی شده است. الف ) مقیاس آزیموت: که در آن برای نشان دادن جهات از سه رقم استفاده می شود به عنوان مثال برای شمال ۰۰۰ یا ۳۶۰ درجه و برای جنوب ۱۸۰ درجه. در این مقیاس تنها جهت شمال مبنای اندازه گیری ها است و یک راستا بر مبنای جهت گیری آن نسبت به شمال از ۰ تا ۳۶۰ درجه تعیین موقعیت می شود. ب ) مقیاس ربع دایره ( بیرینگ ): که در آن از حروف و ارقام استفاده می شود ( مثل N60oE, S20oW) در چهار ربع ۹۰ درجه (NE, SE, SW, NW) مدرج شده است. راستای شمال و جنوب به ترتیب در بالا و پایین صفر درجه را نشان می دهند. در این مقیاس شمال و جنوب مبنای اندازه گیری منظور می شوند.

مقیاس های آزیموت و بیرینگ برای تعیین جهات جغرافیایی :

راستای یک خط بر روی زمین بوسیله موقعیت آن خط مشخص می شود، که زاویه افقی بین خط و مرجع (معمولا شمال در بیرینگ و ۰۰۰ در مقیاس آزیموت ) می باشد. البته مرجع در مقیاس بیرینگ، هنگامی که راستای یک ساختار به سمت جنوب خوانده می شود، جنوب هم می تواند باشد.

موقعیت E و W در صفحه مدرج معکوس است، یعنی E در سمت چپ صفحه مدرج ( معادل شماره ۹ساعت ) و W در سمت راست صفحه ( معادل شماره ۳ ساعت) بر روی صفحه مشخص شده اند. این حالت برای اصلاح در خواندن زاویه طراحی شده است. شایان ذکر است حتی وقتیکه صفحه مدرج چرخانده می شود، نوک شمال (سفید رنگ) عقربه کمپاس همیشه رو به شمال قرار می گیرد. برای مثال برای خواندن زاویه ۰۴۵ ، ما صفحه را تراز کرده و به سمت راست شمال (جهت عقربه های ساعت ) می چرخیم، اما نوک شمال عقربه به سمت چپ شمال می گردد ( خلاف عقربه های ساعت )، یعنی جایی که شرق برروی صفحه مدرج حک شده است و ما زاویه صحیح را قرائت می کنیم.

نگهداری و تنظیمات کمپاس

کمپاس دستگاهی دقیق و حساس است و هرگز نباید هنگام قدم زدن کمپاس را به صورت درباز حمل نمود. چنانچه کمپاس در حین عملیات صحرایی آسیب ببیند چنانچه آینه و شیشه محافظ اضافی به همراه داشته باشیم می توانیم آن را تعویض کنیم، اما اگر لولا خم شود و یا محفظه های تراز بشکند، باید کمپاس را برای تعمیر به کارخانه سازنده فرستاد. چنانچه کمپاس در هوای بارانی مورد استفاده قرار گیرد و یا آب به درون آن نفوذ کند، باید کمپاس را باز کرده و آن را خشک کنیم چراکه اگر تکیه گاه عقربه خیس باشد، عقربه صحیح عمل نخواهد کرد. آینه کمپاس را می توان با ضربه زدن به زائه کوچک نگهدارنده و برداشتن یک واشر فنری شبیه واشری که بر روی جعبه است، بیرون آورده و آینه جدید را جایگزین آن کرد. این آینه را باید طوری قرار دهیم که خط سیاه نشانه روی آن در زاویه ای عمود بر محور لولای درپوش کمپاس قرار گیرد. این کار را می توانیم با چرخاندن آینه تا زمانی که خط نشانه روی آینه از وسط دریچه نشانه روی بگذرد، انجام دهیم. عمل میزان را سپس با بستن درپوش کمپاس بر روی نوک برگردانده شده بازوی نشانه روی و مشخص نمودن تطابق نوک بازو با خط وسط آینه امتحان کنیم.

انحراف مغناطیسی و تصحیح کمپاس

زمین دارای قطب های جغرافیایی یا شمال و جنوب حقیقی یعنی جایی که محور های چرخش زمین سطح آن را قطع می کنند، و قطب های مغناطیسی است، یعنی جایی که خطوط میدان مغناطیسی به صورت واگرا از زمین خارج (جنوب مغناطیسی ) و یا به صورت همگرا به آن وارد ( شمال مغناطیسی ) می شوند. عقربه کمپاس برانتون به عنوان یک وسیله مغناطیسی ( یک آهنربا) وقتیکه آزادانه معلق شود قطب های مغناطیسی را یافته و در جهت آنها آرایش می گیرد یعنی جایی که عموما شمال واقعی نیست ( بجز برخی مناطق کره زمین). عقربه کمپاس یک آهنربا است و قطب شمال هر آهنربایی در صورتیکه آهنربا آزادانه حرکت کند بوسیله شمال مغناطیسی دفع می شود. در واقع می توان نام صحیح این انتهای عقربه را قطب شمالجو (north seeking pole) نامید. نقشه‌ها قطب مغناطیسی در نیمکره شمالی را ” قطب شمال مغناطیسی” مشخص می کنند.

زاویه بین شمال حقیقی و شمال مغناطیسی ” میل مغناطیسی ” (magnetic declination) نامیده می شود. میل مغناطیسی با موقعیت، زمان ( سالانه و روزانه )، ناهنجاری های مغناطیسی محلی، ارتفاع (جزئی و قابل صرف نظر) و فعالیت های مغناطیسی خورشید تغییر می کند (Goulet, 1999). درواقع میل زاویه بین نقطه ای که عقربه کمپاس به عنوان شمال نشان می دهد و شمال حقیقی می باشد. میل مغناطیسی در طول خطوطی که اصطلاحا خطوط هم ارز (isogonic lines) نامیده می شوند ثابت هستند. خط فرضی با میل مغناطیسی صفر درجه از غرب خلیج هودسن، دریاچه سوپریور، دریاچه میشیگان و فلوریدا عبور می کند. قطب شمال مغناطیسی در سال ۱۹۹۹ در موقعیت ۷۹٫۸° N, and ۱۰۷٫۰° W, ۷۵ در مناطق قطبی کانادا در فاصله ۱۱۴۰ کیلومتری از شمال واقعی قرار داشت. زاویه قائم بین بردار های مغناطیسی به سطح (افق) زمین وابسته است و زاویه انحراف مغناطیسی (magnetic inclination) نامیده می شود و با تغییر عرض جغرافیایی تغییر می کند. این زاویه در قطب مغناطیسی ۹۰ درجه و در استوای مغناطیسی صفر درجه است.

تعیین انحراف مغناطیسی

اگر عقربه کمپاس شرق یا غرب شمال واقعی را به عنوان شمال مشخص نماید، این اختلاف به ترتیب انحراف مغناطیسی شرقی یا غربی نامیده می شود. شمال مغناطیسی (MN) هم در نیمکره شمالی و هم در نیمکره جنوبی به عنوان مرجع انحراف مغناطیسی است. برای تعیین انحراف مغناطیسی در یک منطقه مورد مطالعه ما می توانیم از موارد زیر استفاده کنیم:

۱) نقشه های توپوگرافی چاپ شده: در برخی نقشه‌ها انحراف مغناطیسی منطقه بوسیله زاویه بین دو پیکان شمال مغناطیسی (MN) و شمال حقیقی (GN) نشان داده شده است.

۲) نمودار های ایزوگونی چاپ شده و یا موجود در وب سایت ها: که انحراف مغناطیسی را نشان می دهند.

۳) حسابگر آنلاین برای مشخص نمودن آخرین انحراف مغناطیسی برای یک موقعیت مشخص (طول و عرض جغرافیایی) و زمان مشخص.

تنظیم انحراف مغناطیسی در کمپاس:

انحراف مغناطیسی بوسیله چرخاندن پیچ برنجی که در کناره بدنه کمپاس وجود دارد تنظیم و تصحیح می گردد. برای یک انحراف غربی ۱۵ درجه ( یعنی شمال مغناطیسی ۱۵ درجه در غرب شمال حقیقی قرار دارد) صفحه مدرج به سمت غرب یعنی در خلاف جهت چرخش عقربه های ساعت ( با چرخاندن پیچ ) چرخانده می شود تا میخ شاخص روی N15W در مقیاس بیرینگ ویا ۳۴۵ درجه در مقیاس آزیموت قرار گیرد. برای یک انحراف ۱۵ درجه شرقی، صفحه مدرج به سمت شرق چرخانده می شود ( در جهت چرخش عقربه های ساعت ) تا میخ شاخص روی N15E در مقیاس بیرینگ ویا ۰۱۵ درجه در مقیاس آزیموت قرار گیرد. در ایران انحراف مغناطیسی به سمت شرق است و مقدار زاویه آن در مکان های مختلف متفاوت است.

جهت جستجو سریع موضوع مقاله ، پرسشنامه ، پاورپوینت و گزارش کارآموزی می توانید از قسمت بالا سمت راست جستجو پیشرفته اقدام نمایید.

همچنین جهت سفارش تایپ ، تبدیل فایل پی دی اف (Pdf) به ورد (Word) ، ساخت پاورپوینت ، ویرایش پایان نامه و مقاله با ما در تماس باشید.