Компаса своими руками для детей

Шаг за шагом: как сделать компас своими руками

Краткое руководство, которое поможет сделать компас

Компас — ценный инструмент для путешественника, исследования природы. Нет, возможно, даже не так нужно сказать. Компас — незаменимая вещь для туриста и путешественника, не менее важная, чем чистая вода в бутылке, спички и нож! В общем, компас — на какой слог ни ставь ударение — важно брать с собой в любых обстоятельствах. Причем он должен быть качественный!

Но не задумывались ли вы о том, чтобы соорудить компас своими руками, самостоятельно? Неужели технологии X века нашей эры (считается, что впервые компас был изобретен в Китае при династии Сун*) сложно повторить в сегодняшних условиях самостоятельно?

*По другой распространенной теории, компас также был изобретен в Китае, но примерно в 200 году до н. э., и о нем даже знали древние греки. В том числе древнегреческий ученый Геродот.

Давайте быстро отправимся в другую часть света — в Европу — и убедимся в том, что технологически компас в XII-XIII веках, когда его, также предположительно, начали применять в Старом свете, был крайне прост. Компас тех лет состоял из следующих частей:

• магнитной стрелки (уголки);
• укрепленной на пробке;
• которая, в свою очередь, помещалась в сосуде с водой.

Позже он стал технологичнее и сложнее, добавились румбы (1/32 полной окружности), появились специальные кардановые подвесы, прикладной инструмент путешественника, первооткрывателя и купца стал произведением искусства.

Если вы просто знаете основы того, как использовать компас для поиска направления, они могут быть полезны для поиска вами пути; если вы знаете, как сориентироваться, сопоставив карту с показаниями компаса, вы сможете точно выйти в любую заданную точку в горах или в океане, не доставая свой GPS-навигатор

Принцип работы компаса

Однако даже если кто-то знает (сейчас это редкость), как пользоваться компасом, он не всегда понимает, как это устройство на самом деле работает.

Все магниты имеют два полюса: северный полюс «N» и южный полюс «S». Каждый из полюсов излучает магнитное поле, которое притягивает противоположный полюс. На этом принципе и построены магниты, которые устроены так, что магнитные поля их атомов всегда находятся в упорядоченном состоянии и все их домены устремлены в одном направлении. Направление магнитного поля каждого домена всегда едино — с севера на юг.

Когда магниты «слипаются», это происходит из-за притяжения между разноименными полюсами — северным и южным. В этом случае заряды начинают переходить от плюса к минусу.

Когда магниты отталкиваются друг от друга, это происходит потому, что два одинаковых (одноименных) полюса имеют противоположное воздействие зарядов внутри них. Возможно, после этих наблюдений появилось крылатое выражение «противоположности притягиваются».

Почему мы начали объяснение с приведения общего принципа действия магнитов? Да все потому, что сама Земля — это гигантский магнит. Не зря у нее есть полюса — « N » (северный) и « S » (южный). Именно по ним выстраивая свои стрелки, и работают все компасы в мире.

Итак, компасы работают, используя магнитное поле Земли. Проблема в том, что эта сила довольно мала. Таким образом, магнит, лежащий на столе, будет просто продолжать лежать, а не повернется в сторону Северного полюса, и тем более не полетит в его направлении.

Но когда магниты помещаются в среду, где им не будет препятствовать трение, силы магнитного поля Земли становится достаточно для того, чтобы сдвинуть их и направить по магнитным полюсам Земли.

Когда вы смотрите на стрелку компаса, то часть, которая указывает на север, на самом деле является южным полюсом магнита компаса, притягиваемого к Северному полюсу Земли, и наоборот

Надеемся, принцип работы компаса ясен, ведь как только вы поймете принципы его работы, вы поймете принципы того, как сделать свой собственный инструмент.

Создание собственного компаса — это увлекательное до мозга костей научное ремесло, которым могут заняться не только ваши дети, но которое будет интересно вам, а в определенных экстремальных ситуациях может спасти вам жизнь, ведь на этом нехитром приборе можно отработать навыки выживания.

Из чего делать DIY-компас?

Внимание! Вне дома компас можно сделать, положив намагниченный небольшой гвоздик, скрепку или английскую булавку на лист, плавающий в воде (воду можно налить в какой-нибудь кувшинчик или другую небольшую емкость).

Один из классических и наиболее простых способов создать компас своими руками в домашних условиях — использовать старую пробку, швейную иглу и посуду с водой. Это дизайн, который как раз и имитирует первые компасы, использовавшиеся в Китае во времена династии Сун, более тысячи лет назад. Вот как его сделать.

Как сделать компас: практическое руководство

1. Сделайте пробковый диск

Отрежьте конец пробки толщиной около 5-7 миллиметров так, чтобы получился диск, как тот, что показан на фотографии выше. В лесу можно использовать листик или деревянную кору.

2. Намагнитьте иглу

Потрите кончик швейной иглы (с одной стороны) о магнит, делая движения в одном направлении. Подойдет любой магнит, но чем он сильнее, тем лучше. При использовании сильного магнита вам может потребоваться всего несколько движений иглой для заряда. Если у вас есть только стандартный магнит (тот, который мы все обычно лепим на холодильник), потрите его кончиком иглы 50 раз. Теперь ваша игла намагничена.

3. Проколите пробку иглой

Протолкните иглу через край пробкового диска насквозь. Для удобства используйте плоскогубцы.

4. Поместите часть компаса в воду и проверьте — работает ли?

Наполните небольшую миску водой и установите в нее компас. Пробка позволит игле оставаться на плаву, а вода обеспечит необходимое низкое трение для намагниченной иглы, позволив ей поворачиваться и выравниваться с магнитным полем Земли. Намагниченный конец будет указывать на север. Воспользуйтесь другим компасом, чтобы проверить, какой конец вашей стрелки указывает на север.

Если вы делаете компас и проверить его невозможно другим компасом, можно определить примерное нахождение севера, например, по Солнцу, сориентировать его, отметив, где заходит (восходит) Солнце. Как только вы узнаете восток или запад, вы узнаете, какой конец стрелки указывает на север:

5. Завершите создание маркировкой

Наконец, разметьте свой новоиспеченный компас. Имейте в виду, что самодельный магнит будет работать временно. Каждый раз, когда вы захотите использовать его (после относительно долгого простоя), вам нужно снова потереть его о магнит.

P. S. Возник вопрос, как намагнитить иголку без магнита в лесу?

Вопрос действительно хороший, и вот как его решить:

• Можно просто подержать один конец иголки над пламенем в течение 25-35 секунд, после чего этот кончик будет размагничен. При этом другой конец иглы останется намагниченным.
• Также можно больше наэлектризовать иголку. Потрите ее кусочком меха, что создаст небольшую наэлектризованность. Тереть нужно не менее 50 раз.

Источник

Как сделать компас своими руками дома или в природе

Магнитный компас — стратегически важная вещь в туристическом походе, а уж тем более в условиях аварийного выживания. Именно поэтому нужно знать, как в условиях дикой природы, например, в лесу, сделать самодельный компас, используя лишь подручные материалы: никогда ведь нельзя быть уверенным в том, что все необходимое снаряжение окажется под рукой в трудную минуту.

Самый простой компас из подручных материалов — здесь игла играет роль стрелки, а пробка и вода нужны для того, чтобы сама «стрелка» практически не испытывала сопротивления.

В Интернете и некоторых учебниках по выживанию описаны способы создания самодельного компаса, однако, тщательный анализ этой информации выявил в них множество неточностей, заблуждений и откровенной глупости. Поэтому предлагаю рассмотреть не только то, как можно изготовить компас, но и разобраться в многочисленных заблуждениях, связанных с этой весьма популярной темой.

Как сделать самодельный компас

Говоря о конструкции самодельного компаса, можно было бы просто привести алгоритм его создания и на том и закончить. Однако, как мне кажется, несмотря на простоту такого подхода, это огранивает читателя в разнообразии и заставляет его смотреть на вопрос узконаправленно, исключая возможность импровизации в ситуации, когда возникнет необходимость сделать компас своими руками.

В связи с этим предлагаю рассмотреть не конкретный алгоритм создания компаса, а его этапы, о которых можно было бы поговорить более детально, разобравшись в их сути и тонкостях, и тем самым полностью раскрывая их потенциал.

Итак, весь процесс создания компаса делится на несколько этапов:

1. В самом начале производится поиск предмета, который будет выполнять роль стрелки.
2. На втором этапе происходит намагничивание этого предмета.
3. Затем самодельной стрелке компаса обеспечивают условия наименьшего трения, чтобы она смогла повернуться, расположившись вдоль силовых линий магнитного поля Земли и указать направление на магнитные север и юг.

При необходимости для корректной работы стрелки используется защита от ветра, ведь работать с таким компасом скорее всего придется не в домашних условиях, а на природе, где ветреная погода — это норма.

К слову, один из первых компасов, появившийся в Европе, представлял собой намагниченную стрелку, плавающую на пробке в сосуде с водой.

Далее поэтапно рассмотрим весь процесс изготовления простейшего средства навигации.

Материал для стрелки компаса

Для создания примитивного средства навигации, коим является магнитный компас, нужно иметь предмет из ферромагнетика — материала, который способен обладать магнитными свойствами при отсутствии внешнего магнитного поля. Такой материал легко определить, поднеся к нему постоянный магнит — ферромагнетики будут легко примагничиваться.

На самом деле, взаимодействовать с магнитным полем могут и диамагнетики, но для этого нужно создать очень сильное магнитное поле. Например, хорошо известен эксперимент, где в магнитном поле левитирует лягушка. Он показан в видео:

К известным «бытовым» ферромагнетикам относятся в основном изделия из железа и его сплавов. Такие предметы, как гвоздь, стальные нож и ножницы, английская булавка, швейная иголка и рыболовный крючок — это все изделия из ферромагнетиков, и все они пригодны для самодельной стрелки.

Наиболее удобными из них будут те, которые имеют меньшую массу и размер. Это станет вполне очевидным, когда рассмотрим следующие этапы.

Однако при отсутствии миниатюрной «стрелки», вполне можно воспользоваться и более громоздкими вариантами.

Рассматривая последующие этапы, для примера представим, что в качестве магнитной стрелки была выбрана швейная иголка — наиболее популярный вариант стрелки для самодельного компаса.

Намагничивание импровизированной стрелки

Чтобы иголка — будущая стрелка компаса — поворачивалась в магнитном поле Земли, она должна быть намагничена.

Зачастую ферромагнитные предметы, используемые в качестве стрелки, уже могут быть намагничены.

Именно с этим, как мне кажется, связано большинство заблуждений, где люди полагают, что смогли намагнитить предмет, применяя на самом деле совершенно непригодные для этого методы. Например, пытаются намагнитить иглу, натирая ее об волосы. Другими словами, в этом случае имеет место быть ошибка в определении причинно-следственных связей.

В полевых условиях проверить, намагничен предмет или нет, достаточно просто: нужно сделать из него компас и посмотреть, поворачивается ли стрелка. О том, как именно это делается, мы расскажем далее.

При этом нужно после полной остановки «стрелки» поворачивать ее то в одну сторону, то в другую. Если такая стрелка постоянно возвращается в одно и то же положение, значит она намагничена и дополнительно намагничивать ее не обязательно. Кстати, таким же образом проверяется исправность компаса, сделанного на производстве.

Если же стрелка не была намагничена, то намагнитить ее можно двумя способами.

Способ №1 — с помощью магнита. Это самый простой и быстрый способ.

Для этого достаточно положить стрелку рядом с магнитом. В диких условиях зачастую предлагают вынуть магнит из динамиков наушников или телефона. Однако, как по мне, это нерационально: телефон может еще пригодиться. Все намного проще: достаточно стрелку положить на сам телефон или рацию, чтобы она намагнитилась, но еще проще положить ее на стальной нож, который, как правило, обладает магнитными свойствами.

Долго держать стрелку возле такого магнита не нужно: обычно достаточно нескольких секунд.

Определение сторон импровизированной стрелки происходит эмпирическим путем по звездам или Солнцу. То есть по светилам определяются стороны света, а затем определяется, какая часть стрелки, куда показывает. А о том, как определять стороны света по Солнцу и звездам мы рассказывали здесь (Ориентирование по Солнцу) и здесь (Ориентирование по Полярной звезде).

Способ №2 — с помощью катушки и тока. Этот способ посложнее и требует наличия изолированного провода и источника тока.

В этом способе вокруг иглы в виде катушки в один слой наматывается изолированный провод. Если провод оказался неизолированным, то иглу можно покрыть сухой туалетной бумагой или куском полиэтилена, чтобы изолировать ее от контакта с проводом, а витки делать так, чтобы они не соприкасались друг с другом.

Через катушку пропускается электрический ток, в результате чего внутри катушки возникает магнитное поле, а иголка становится сердечником этого электромагнита.

Где взять электричество для этого способа? Все просто: чаще всего в качестве источника электропитания в дикой природе выступает батарейка от фонарика или аккумулятор от телефона, хотя бывают и другие источники. Главное, чтобы ток был постоянным, а не переменным, то есть розетка без дополнительных схем, выравнивающих электрический ток, для этого не подойдет.

Чтобы определить, какая сторона иглы, показывает на север, можно воспользоваться методом, предложенным в первом способе. Однако есть и другой вариант.

Для этого нужно вспомнить физику и правило буравчика. Применительно к данному случаю, ориентируясь на это правило, можно сказать, что буравчик будет двигаться в ту сторону, где у импровизированной стрелки будет северный конец. Именно этот конец стрелки будет показывать в направлении на северный магнитный полюс Земли.

Теперь, когда основная часть работы проделана, дело остается за малым — дать возможность стрелке беспрепятственно вращаться. Для этого нужно правильно ее закрепить.

Как закрепить стрелку в компасе

На самом деле, в отличии от фабричных моделей, каким-то специальным образом крепить стрелку вовсе не обязательно. Обычно для уменьшения трения иголку либо кладут на воду, либо подвешивают на тонкую нитку или леску. Но здесь есть свои нюансы, о которых мы и поговорим.

Для варианта с водой можно использовать лужу или другой естественный водоем. Но во втором случае возникает опасность потери иглы вследствии ее утопления.

Также хорошими вариантами являются емкости, например, пластиковая тарелка или алюминиевый котелок, в которые можно налить воду и опустить на нее иглу. В этом случае важно следить, чтобы у посуды не было ферромагнитных частей. Например, у котелка могут быть стальные ручки, вызывающие изменения в показаниях самодельного компаса.

На фото ниже показана одноразовая пластиковая тарелка с водой, в которой плавает игла, закрепленная на куске водонепроницаемой ткани — это и есть компас их подручных материалов:

Неплохой вариант для «водного» компаса — полиэтилен, помещенный в углубление в земле или песке и наполненный водой.

Стоит проследить и за тем, чтобы поверхность воды оставалась чистой, ведь пленка, образованная какими-либо веществами или микроскопическими живыми организмами также может сильно повлиять на работу самодельного компаса, не давая возможности стрелке вращаться.

Если игла совсем небольшая и соответственно легкая, то ее можно медленно положить на воду — и она останется на плаву за счет сил поверхностного натяжения. Для этого важно, чтобы перед тем, как игла окажется в воде, ее поверхность оставалась сухой.

Однако удержать на воде цыганскую иглу таким образом не получится из-за ее большой массы. Поэтому такую иглу можно положить на лист дерева или кустарника, либо же просунуть в полый сухой стебель какого-нибудь растения, обладающий достаточной плавучестью, чтобы удержать на поверхности воды иглу.

Также плавсредством для иглы могут служить кусок пенопласта, пластиковая пробка от бутылки и многие другие легкие материалы, не вызывающие магнитных девиаций, о которых мы подробно рассказывали здесь (Магнитный компас).

Важно, чтобы во время измерений игла на «кораблике» не касалась стенок сосуда или «берегов» лужи, поскольку в этом случае трение не даст игле свободно вращаться.

Таким образом, благодаря воде удается добиться наименьшего сопротивления, а сама игла поворачивается и указывает на север и юг, даже будучи слабо намагниченной.

Если же планируется подвешивать иглу на нитку, то на нитке можно сделать бегущий простой узел, который под весом иглы будет дополнительно затягиваться, не давая ей сильно проскальзывать. При этом подвешивать иглу нужно примерно за середину с небольшим смещением в сторону ушка, то есть более тяжело части. Точное место крепления нити к игле побирается опытным путем.

Кстати, вместо нити или лески вполне подойдет длинный человеческий волос. Мне удавалось добиться неплохих результатов, используя именно этот материал. В видео показано, как это сделать:

Для того, чтобы игла меньше выскальзывала из петли, я ее обматывал двумя-тремя слоями туалетной бумаги. Кроме того, такой вариант за счет парусности позволяет стрелке быстрее «успокоиться», что значительно ускоряет работу с компасом.

Очень важно для этого варианта использовать как можно более тонкую и длинную нить или леску, поскольку только в этом случае удастся в достаточной мере минимизировать эффект скручивания материала, который может служить причиной большой погрешности в измерениях.

Из этих двух вариант с водой по праву можно назвать лучшим, поскольку именно он дает минимальные ошибки и позволяет импровизированной стрелке быстро стабилизироваться.

Вот мы и рассмотрели устройство простейшего магнитного компаса. Однако в таком варианте компас сможет работать в основном только в домашних условиях: в природе конструкцию самодельного компаса придется дополнить ветрозаслоном. Особенно важно это для компаса с использованием подвесной схемы крепления стрелки.

Защита от ветра

Чаще всего в качестве ветрозаслона предлагается обрезанная посредине пластиковая прозрачная бутылка. Такой вариант, как по мне, не очень удобен ни для «водного», ни для «нитяного» компаса. В первом случае иглу сложно будет удержать в центре объема, и она может соприкасаться со стенками, что, как помним, ведет к ошибкам в измерениях. Во втором случае из-за слишком короткой нити на иголку будут действовать силы, связанные с сопротивлением нити к скручиванию, что также негативно скажется на показаниях.

В качестве ветрозаслона лично я предложил бы естественные укрытия, совмещенные с дополнительной защитой от ветра собственным телом. Также с этим прекрасно справляется алюминиевый котелок, представляя собой, как емкость для воды, так и защиту от ветра. Однако такой вариант эффективен только для «водного» компаса. Для иголки на нитке можно воспользоваться кариматом, скрутив его в тубус и поставив вертикально: таким образом получится неплохая защита от ветра при достаточно длинной нити, к которой подвешена игла.

Если же каримата, полиэтилена или других материалов для создания искусственного ветрозаслона нет в наличии, местность не располагает естественными укрытиями, а погода оставляет желать лучшего, тогда нужно пользоваться тем, что есть, либо дожидаться, когда погода утихнет или прояснится, чтобы перейти к методам ориентирования по небесным светилам.

А теперь, как и было обещано, разберем самые распространенные заблуждения, связанные с этой темой.

Заблуждения и их опровержения

В качестве источника наиболее популярных заблуждений я выбрал известную книгу по выживанию «Книга, которая спасет вам жизнь» не менее известного советского туриста-экстремала Андрея Александровича Ильина. Кто знает, возможно именно она послужила причиной распространившихся и закрепившихся в умах людей мифов.

Итак, рассмотрим «великолепную семерку» самых распространенных мифов, связанных с конструированием самодельного компаса.

Заблуждение № 1. При сооружении самодельного магнитного компаса можно в качестве оси для стрелки использовать иголку, которую необходимо воткнуть в основание компаса ушком вниз.

Опровержение: в конструкции компаса не должно быть ферромагнитных элементов, кроме самой стрелки. В противном случае возникают искажения в показаниях компаса, связанные с магнитными девиациями.

Заблуждение № 2. Для того, чтобы намагнитить иглу, находящуюся в катушке, через которую течет электрический ток, нужно затратить не менее 10 минут.

Опровержение: опыт показал, что для намагничивания иглы таким образом достаточно времени не более 5–10 секунд. При этом для того, чтобы перемагнитить иглу и поменять ее полюса на противоположные, также достаточно не более 10 секунд. Тратить дополнительное время не только бесполезно, но и вредно, поскольку кроме временных потерь происходит разрядка источника питания, который мог сгодиться для других целей, например, для разжигания огня.

Заблуждение № 3. Северным концом намагниченной в электрической катушке иголки будет тот конец, со стороны которого была подведена отрицательная клемма батарейки.

Опровержение: северный конец иглы определяется правилом буравчика, также известного, как правило правой руки. А по этому правилу не всегда северный конец будет тот, со стороны которого была подключена отрицательная клемма: тут роль сыграет еще и направление витков обмотки.

Заблуждение № 4. Чтобы иголка лежала на воде, удерживаемая силами поверхностного натяжения, ее нужно потереть об волосы или между пальцами.

Опровержение: даже полностью обезжиренная с помощью этанола игла будет удерживаться на поверхности воды. Если же ее масса будет слишком велика для этого, как в случае с цыганской иглой, то никакое трение о волосы и кожу не поможет делу.

Заблуждение № 5. Нельзя использовать для самодельного компаса металлические емкости.

Опровержение: дело не в том, является ли посуда металлической, а в том, является ли материал, из которого изготовлена посуда, ферромагнетиком. Таким образом, использовать можно и металлическую посуду. Например, на точность измерений самодельного компаса не повлияют ни алюминий, ни магний, ни медь, которые по сути своей являются не ферромагнетиками, а пара- и диамагнетиками.

Заблуждение № 6. Нельзя использовать соленую воду.

Опровержение: на показания самодельного компаса наличие соли в воде не оказывает заметного влияния. В этом также легко убедиться самому, проведя свой собственный эксперимент с соленой водой и намагниченной иглой.

Также стоит рассказать еще про одно очень распространенное заблуждение, которое напрямую не связано с упомянутой книгой, но крепко укоренилось в головах многих туристов и выживальщиков.

Заблуждение № 7. Намагнитить иголку можно, потерев ее о волосы или о шерстяное изделие.

Опровержение: намагнитить таким образом металлическую иглу не получится, в чем легко можно убедиться на эксперименте.

Полагаю, известность автора и врожденная склонность людей доверять авторитетам стали той причиной, по которой эти заблуждения получили столь широкую популярность.

Другие виды самодельных компасов

Конечно кроме магнитного компаса, можно самостоятельно сделать и другие виды компасов. Например, в Интернете можно найти схемы и инструкции по изготовлению цифрового и электронного компасов.

Однако для таких конструкций нужны «прямые» руки и специальные детали. И если с прямыми руками у человека может быть все хорошо, то вот детали, такие как магнитометр, в дикой природе навряд ли удастся найти.

Такие компасы удобно делать дома при наличии всех необходимых деталей и инструментов, но никак не в походе, и уж тем более не в аварийных условиях. Здесь на первое место выступает простая проверенная веками модель магнитного компаса, на которой мы и сделали акцент.

Подводя итог всему вышесказанному, можно утверждать, что наиболее простой в исполнении и использовании моделью самодельного компаса будет швейная игла или рыболовный крючок, намагниченный от соприкосновения с ножом и опущенный на водную гладь. Именно такой вариант будет давать самые точные и «быстрые» показания, в том числе и благодаря тому, что защитить от ветра такую конструкцию куда проще, чем в случае с подвесной стрелкой. Да и ремонт, как таковой, такому компасу не требуется, ведь ломаться здесь нечему.

При желании можно попытаться снабдить самодельный компас шкалой, но я не вижу в этом большого смысла, ведь приблизительные углы можно определять и без специальных шкал и инструментов.

Также может быть принята на вооружение идея перед каждым походом намагничивать иголки и крючки, которые будут взяты с собой в числе ремкомплекта, рыболовных снастей и НАЗа. Для этого их достаточно положить на несколько секунд на постоянный магнит. Такие нехитрые действия помогут придать иглам и крючкам еще одну функцию, а многофункциональность снаряжения — это один из основополагающих принципов комплектации рюкзака для далеких пеших походов.

Однако, нужно понимать, что самодельный компас — это лишь крайняя мера: он очень неудобен в эксплуатации по сравнению с «настоящим», выпущенным на фабрике. Поэтому правильным выбором будет купить готовый компас, а намагниченные иглы и крючки оставить лишь на крайний случай, когда беда застала врасплох, а купленного компаса поблизости не оказалось.

Источник