Kompas działa dzięki oddziaływaniu między namagnesowaną igłą a polem magnetycznym Ziemi. Igła obraca się i ustawia wzdłuż linii tego pola, wskazując kierunek północy magnetycznej. Nie pokazuje więc idealnie bieguna geograficznego, lecz kierunek wyznaczony przez ziemskie pole magnetyczne.
Jak działa kompas?
Kompas to przyrząd nawigacyjny służący do określania kierunków świata. Jego najważniejszym elementem jest swobodnie obracająca się igła magnetyczna. Ponieważ igła jest magnesem, ma dwa bieguny – północny i południowy.
Po ułożeniu kompasu poziomo igła obraca się tak długo, aż ustawi się zgodnie z kierunkiem linii pola magnetycznego Ziemi. Jeden jej koniec wskazuje północ magnetyczną, a drugi południe magnetyczne. Tarcza z oznaczeniami N, S, E i W pozwala odczytać kierunki bez obserwowania samej igły.
Dlaczego igła wskazuje północ?
Pole magnetyczne Ziemi powstaje w związku z ruchem materii w jej płynnym jądrze. Rozciąga się ono wokół planety i oddziałuje na inne magnesy, w tym na igłę kompasu. Igła ustawia się wzdłuż lokalnego kierunku tego pola, podobnie jak mały magnes zawieszony tak, aby mógł swobodnie się obracać.
Północny biegun igły jest przyciągany przez południowy biegun magnetyczny Ziemi. Ten biegun magnetyczny znajduje się w pobliżu północnego bieguna geograficznego. To pozornie mylące nazewnictwo wynika z zasad magnetyzmu: bieguny różnoimienne przyciągają się, dlatego obszar geograficznej północy odpowiada w sensie magnetycznym biegunowi południowemu.
Północ magnetyczna i północ geograficzna nie leżą dokładnie w tym samym miejscu. Kąt między kierunkiem północy geograficznej a kierunkiem wskazywanym przez pole magnetyczne nazywa się deklinacją magnetyczną. Jej wartość zależy od położenia i zmienia się w czasie. Przy zwykłym orientowaniu się w terenie różnica ta często nie ma dużego znaczenia, ale przy dokładnej pracy z mapą trzeba ją uwzględnić.
Z czego składa się kompas?
Prosty kompas ma niewiele części, ale każda z nich wpływa na wygodę i stabilność odczytu:
- Igła magnetyczna – namagnesowany element obracający się wokół osi i reagujący na pole magnetyczne Ziemi.
- Tarcza, czyli limbus – podziałka z oznaczeniami kierunków świata, a w dokładniejszych modelach także stopni.
- Kapsuła z płynem – przestrzeń, w której porusza się igła. Płyn tłumi drgania, dzięki czemu wskazanie szybciej się stabilizuje.
- Oprawka – obudowa chroniąca kapsułę i pozostałe elementy przed uszkodzeniem.
W niektórych kompasach znajduje się ruchoma kapsuła, linie pomocnicze albo celownik. Busola jest odmianą kompasu magnetycznego wyposażoną w celownik, który ułatwia dokładniejsze wyznaczanie kierunku.
Co może zakłócać wskazania kompasu?
Igła reaguje nie tylko na pole magnetyczne Ziemi. W pobliżu innych źródeł pola magnetycznego może odchylić się, zatrzymać w niewłaściwym miejscu albo długo wracać do właściwego kierunku. Najczęstsze przyczyny przedstawia tabela:
| Czynnik zakłócający | Dlaczego wpływa na igłę |
|---|---|
| Przedmioty stalowe i żelazne | Ich pole magnetyczne może przyciągać igłę i zmieniać jej ustawienie. |
| Urządzenia elektryczne | Przepływ prądu oraz elementy metalowe mogą wytwarzać pola zakłócające wskazanie. |
| Silne magnesy | Ich pole jest znacznie silniejsze lokalnie i może wyraźnie odchylić igłę. |
| Uszkodzona kapsuła lub pęcherz powietrza | Zmniejszają płynność ruchu igły i wydłużają czas stabilizacji odczytu. |
Podczas pomiaru kompas należy trzymać poziomo i odsunąć od samochodu, metalowego stołu, poręczy, głośników, magnesów oraz działających urządzeń elektrycznych. Pojedyncze odchylenie w pobliżu metalu nie musi oznaczać awarii. Zwykle jest to zwykłe zakłócenie lokalnego pola.
Ekspercka uwaga: deklinacja magnetyczna nie jest usterką kompasu. To naturalna różnica między kierunkiem północy geograficznej a kierunkiem północy magnetycznej w danym miejscu. Błędny odczyt może wynikać zarówno z tej różnicy, jak i z obecności metalowych obiektów. Są to dwa odrębne zjawiska.
Jak sprawdzić, czy kompas działa poprawnie?
Prosty test można wykonać bez specjalnych przyrządów. Potrzebny będzie kompas i niewielki metalowy przedmiot, na przykład stalowy klucz:
- Odejdź z kompasem od dużych przedmiotów metalowych, urządzeń elektrycznych i magnesów.
- Połóż lub trzymaj kompas poziomo i poczekaj, aż igła przestanie się obracać.
- Zbliż metalowy przedmiot do kompasu, obserwując wyraźne odchylenie igły.
- Odsuń przedmiot i sprawdź, czy igła wraca do wcześniejszego kierunku oraz stabilnie się zatrzymuje.
Jeżeli po odsunięciu metalu igła nie wraca w podobne położenie, porusza się z dużym oporem albo długo drży, kompas może być uszkodzony, rozmagnesowany lub mieć problem z kapsułą. Sam test należy wykonywać z dala od innych źródeł pola magnetycznego, inaczej wynik będzie trudny do oceny.
Najważniejsza zasada jest prosta: kompas nie wskazuje północy dzięki mechanicznemu ustawieniu tarczy, lecz dlatego, że jego magnetyczna igła reaguje na pole magnetyczne Ziemi. Tarcza tylko pomaga odczytać kierunek, a płyn i obudowa stabilizują działanie całego przyrządu.
