قطب نما چیست و چه انواعی دارد؟
به شکل ساده قطب نما یک آهنربای میلهای سبک است (همان سوزن قطب نما) که به راحتی میتواند حول محور خود چرخیده و در راستای میدان مغناطیسی زمین (قطبها) قرار گیرد و به این صورت جهت قطب را نشان میدهد.
یک سر سوزن قطب نما به رنگ متفاوتی رنگ میشود (معمولا قرمز یا سبز) که نشان دهنده جهت قطب شمال است و پس از تشخیص قطب شمال به راحتی میتوان جهتهای شرق، غرب و جنوب را تشخیص داد.
در دنیای GPS و گوگل مپ، نیاز به قطب نما به درستی درک نمیشود. ولی قطبنما یکی از بزرگترین اختراعات تاریخ است و قرنهاست به ماجراجویان و کاشفان بسیاری کمک کرده که دریا و زمین جهتیابی کنند. به خصوص قطب نما برای دریانوردان نقش بسیار مهمی داشته و دارد.
در هنگام استفاده از قطب نمای مغناطیسی باید آنرا از فلزات فرومغناطیس مانند آهن و همچنین سیمهای دارای جریان الکتریکی دور کرد تا تحت تاثیر آنها دچار خطا نشوند.
کار قطب نما چیست؟
به شکل ساده کار قطب نما جهت یابی است. قطب نما جهت قطب شمال را نشان میدهد و با دانستن آن میتوان در مسیر صحیح حرکت کرد. دانستن جهت قطب شمال به خصوص برای دریانوردان بسیار مهم است، و کشتیها یکی از اولین تجهیزاتی هستند که به قطب نما مجهز شدهاند.
قطب نما یکی از مهمترین وسایل جهت یابی است و برای استفاده از نقشه نیز باید جهت قطب شمال را بدانید و نقشه را در جهت آن قرار دهید.
قطب نمای نشان داده شده در تصویر، قطب نمای “رابرت پری” است که از آن برای رسیدن به قطب شمال به عنوان اولین انسان، استفاده کرده است.
قطب نمای مغناطیسی
معمولترین نوع قطب نما، قطب نمای مغناطیسی است که از یک سوزن مغناطیسی و محفظه نگه دارنده آن تشکیل شده است. میدان مغناطیسی زمین به سوزن قطب نما نیرو وارد کرده و آنرا میچرخاند تا در راستای میدان مغناطیسی زمین (قطب شمال و جنوب)، قرار گیرد. سوزن قطب نما بر روی یک محور با اصطکاک کم قرار گرفته و به آسانی میتواند حول آن بچرخد، در قطب نماهای بهتر از یاتاقانهای ظریف جواهرسازی استفاده شده که اصطکاک کمتری دارند و سوزن بر روی آنها بهتر میچرخد و در نتیجه دقت بالاتری دارند.
قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی زمین بر روی هم منطبق نیستند و به همین دلیل قطب نما جهت قطب جغرافیایی را با مقداری انحراف نشان میدهد که این انحراف در نقاط مختلف زمین متفاوت است. بر روی نقشههای جهتیابی دقیق، معمولا این انحراف نوشته میشود تا بتوان با استفاده از قطب نما به درستی مسیریابی کرد. قطبهای جغرافیایی زمین نقاط ثابتی هستند ولی قطبهای مغناطیسی به مرور زمان جابجا میشوند و به همین دلیل برای افزایش دقت باید از نقشههای جدیدتر استفاده کرد که مقادیر انحراف جدید را ذکر کردهاند.
قطب نمای ژیروسکوپی
قطب نمای ژیرسکوپی یک قطب نمای غیر مغناطیسی است. این قطب نما مشابه با ژیرسکوپ، دارای یک دیسک است که به سرعت میچرخد (با استفاده از موتور الکتریکی) و به کمک نیرویی که از چرخش زمین به آن وارد میشود جهت قطبهای واقعی زمین را مشخص میکند.
قطب نماهای ژیرسکوپی به شکل گستردهای در کشتیها استفاده میشوند. این قطب نماها دو مزیت عمده بر قطبنماهای مغناطیسی دارند؛
- جهت قطبهای واقعی (جغرافیایی) زمین را نشان میدهند،
- و تحت تاثیر فلزات مغناطیسی مانند آهن که در ساخت بدنه کشتی به کار میروند، قرار نمیگیرند.
قطب نمای ماهوارهای (گیرندههای GPS)
از گیرندههای GPS نیز میتوان برای پیدا کردن جهت قطبهای واقعی زمین (قطبهای جغرافیایی) و بسیاری اطلاعات دیگر، استفاده کرد. اگر حداقل دو آنتن گیرنده به صورت جدا از هم نصب شوند، با در دست داشتن موقعیت دقیق این آنتنها، میتوان جهت قطب شمال را با دقت بسیار خوبی بدست آورد.
همچنین از گیرندههای کوچک و قابل حمل GPS که دارای فقط یک آنتن هستند هم میتوان جهت قطب را پیدا کرد، البته باید گیرنده در حال حرکت باشد تا موقعیت فعلی را با موقعیت چند ثانیه پیش مقایسه کرده و بتواند جهت قطب شمال را مشخص کند.
این قطب نماها ارزانتر از قطب نماهای ژیرسکوپی هستند و برخلاف قطب نماهای ژیرسکوپی که نیاز به چند ساعت کار دارند تا به شکل دقیقی جهت یابی کنند در عرض چند ثانیه میتوانند شروع به کار کنند.
قطب نمای حالت جامد
قطب نماهای حالت جامد در گوشیهای موبایل، ساعتهای هوشمند و سایر تجهیزات الکترونیک کوچک به کار میروند.
قطب نمای حالت جامد از دو یا سه سنسور میدان مغناطیسی ساخته میشوند که میدان مغناطیسی زمین را حس کرده و با توجه به آن، جهت قطبهای مغناطیسی را مشخص میکنند.
قطب نما به انگلیسی
در زبان انگلیسی قطب نما compass نامیده میشود و تلفظ صحیح آن در لهجههای بریتیش و آمریکن به صورت زیر است:
تصاویر قطب نما
عکس قطب نما که به نوعی کاربرد قطب نما را در دنیای واقعی هم نشان میدهد؛
قیمت قطب نما
قطب نما وسیله جالبی است و به خصوص برای کودکان میتواند آموزنده باشد. قطب نماهای ارزان قیمت را به قیمت بسیار پایینی در حد چند هزار تومان میتوانید خریداری کنید و اگر نیاز به قطب نمای دقیقتر و قابل اعتمادتر دارید میتوانید از مدلهای بهتر خریداری کنید.
درحال دریافت محصولات منتخب …
اولین قطب نما
قطب نما بیش از 2000 سال پیش اختراع شده است. اولین قطب نماها در چین و از سنگ آهنربا ساخته شده بود که به صورت طبیعی دارای خاصیت آهنربایی است.
وقتی سنگ آهنربا را آویزان کردند اولین قطب نما بوجود آمد. آویزان کردن در حقیقت کار پایه سوزن قطب نمای فعلی را انجام میدهد، که به سوزن قطب نما (در اینجا سنگ آهنربا) اجازه میدهد به راحتی چرخیده و در جهت قطب شمال قرار گیرد.
پس از آن، قطب نماهای قاشقی شکل توسط چینیها ساخته شد. این قطب نما از یک قطعه قاشقی شکل از جنس سنگ آهنربا ساخته شده بود که بر روی یک صفحه برنزی قرار میگرفت. قاشق چون روی یک نقطه قرار میگرفت، میتوانست بچرخد و در جهت قطب قرار گیرد. قطب نمای قاشقی در حدود 200 سال پیش از میلاد مسیح تا 200 سال بعد از میلاد مسیح ساخته شد.
پس از آن و در حدود قرنهای 7-8 میلادی، دانشمندان متوجه شدند اگر سوزن را به تکهای سنگ آهنربا مالش دهند در سوزن خاصیت مغناطیسی (آهنربایی) به وجود میآید و با شناور کردن سوزن بر روی آب (مثلا به کمک یک تکه چوب کوچک)، میتوان جهت قطب را مشخص کرد.
به مرور و با پیشرفت روشهای ساخت سوزن مغناطیسی و پایه نگه دارنده آن، قطب نماهای امروزی به وجود آمدند. پایه نگه دارنده سوزن هم از این نظر دارای اهمیت است که باید به سوزن اجازه دوران راحت حول محور خود را بدهد.
کدام قسمت قطب نما آهنربا است؟
سوزن قطب نما که چرخیده و جهت قطب شمال زمین را نشان میدهد، از آهنربا ساخته میشود. در حقیقت دلیل و منطق کار کردن قطب نما، همین خاصیت مغناطیسی (آهنربایی) سوزن آن است. چون میدان مغناطیسی زمین به سوزن قطب نما، که آهنربا است نیرو وارد کرده و آن را میچرخاند.
سوالات متداول
شکل قطب نما معمولا چیست؟
شکل قطب نما معمولا دایروی است. چون سوزن قطب نما باید بتواند به صورت آزادانه بچرخد، خود قطب نما به صورت گرد (دایره) ساخته میشود. ولی پایه آن شکلهای بسیار متفاوتی دارد.
در قطب نما از چه نیرویی استفاده میشود؟
نیروی مغناطیسی. میدان مغناطیسی زمین به تمام آهنرباهای جهان نیروی مغناطیسی وارد میکند و سوزن قطب نما یک آهنربای کوچک است که نیروی مغناطیسی زمین باعث چرخش آن میشود. سوزن به خاطر نیروی مغناطیسی چرخیده و جهت قطب شما را نشان میدهد.
کجا از قطب نما استفاده میشود؟
در کشتیها، نیروهای نظامی، هواپیما، کوهنوردان و ماجراجویان. به صورت کلی افرادی که نیاز به جهت یابی در محیط ناشناخته دارند از قطب نما استفاده میکنند.
قطب نما کدام جهت را نشان میدهد؟
قطب نما جهت قطب شمال را نشان میدهد. سوزن قطب نما در حقیقت یک آهنربای میلهای کوچک است که به صورت آزادانه میچرخد و جهت قطب شمال را نشان میدهد.
آیا قطب نما آهنربا دارد؟
بله. سوزن آهنربا (فلش نشان دهنده جهت قطب) در حقیقت یک آهنربای کوچک میلهای است. این سوزن تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین چرخیده و جهت قطب شمال را نشان میدهد.
قطب نما چه کمکی به ما میکند؟
قطب نما به ما کمک میکند تا جهت قطب شمال را پیدا کرده و در محیطهای ناشناخته (مثل دریا) گم نشویم.
قطب نما از چه چیزی ساخته شده؟
از آهنربا. قطب نما یک آهنربا است که بر روی یک پایه قرار گرفته تا بتواند در جهت قطب بچرخد. کل این مجموعه هم در داخل یک محفظه قرار گرفته تا صدمه نبینید و به راحتی کار کند. بخش بالایی محفظه هم از شیشه ساخته شده تا سوزن قطب نما دیده شود.
