Op een zeeschip is een ouderwets magnetisch kompas nog steeds verplicht.
Als alles uitvalt moet een schip nog steeds zijn koers kunnen bepalen.
Sturen gaat op noodbesturing, plaatsbepaling met een alternatief (bijvoorbeeld sextant) en de koers kunnen we bepalen met het magnetisch kompas.
Het werkt dus op magnetisme, waar we eerst even op ingaan.
Magnetisme
Iedereen weet dat de aarde een Noordpool en een Zuidpool heeft.
Hoe magnetisme nu precies ontstaat voert veel te ver, maar iedereen weet dat er magnetische velden lopen van de Z-pool naar de N-pool.
Ook weet iedereen dat magnetisme aan ijzer trekt en aan andere magneten.
De magnetische deeltje verlaten de aarde bij de zuidpool en komen de aarde weer binnen bij de noordpool.
Daarbij trekken de deeltjes "banen"over de aarde.
(Dit noemen wepermanent magnetisme)
En alles dat magnetisch is wil in de richting van die banen gaan staan.
Met wat ijzervijlsel zijn die banen en het feit dat de deeltjes in N-Z richting gaan liggen goed te zien.
Leggen we zo'n voorwerp op een draaiend punt dan kan hij dat ook doen en hebben we feitelijk een magnetisch kompas.
Permanent magnetisme
Permanent magnetisme wil zeggen dat iets van zichzelf magnetisme afgeeft, magnetisch is.
Bijvoorbeeld dus een magneetje, maar ook de aarde is dus een magneet met permanent magnetisme.
Het magnetisme is er dus altijd.
Remanent magnetisme
Alles dat van ijzer, of ander materiaal dat door magneten aangetrokken wordt, gemaakt is bestaat uit feitelijk uit miljoenen hele keine magneetjes.
De atomen van dat materiaal hebben allemaal een noord- en een zuidpooltje.
Die N- en Zpooltjes stoten elkaar allemaal af en elders trekken ze elkaar weer aan.
Hierdoor is er magnetische evenwicht.
Houdt men een ander ijzeren deeltje hier tegenaan dan gebeurt er niets.
Ze zullen niet aan elkaar plakken.
Maar al die atomen samen gaan allemaal in één richting liggen als er een magneet bij gehouden wordt.
Allemaal in de richting van zo'n baantje.
En dán wordt dat voorwerp opeens een magneet.
Je kunt dan opeens een ketting van, bijvoorbeeld, paperclips maken.
Een heel bekend voorbeeld van remanent magnetisme is een elektromagneet van een kraan op een sloperij die schroot verplaatst.
De elektromagneet wordt aangezet, die maakt het ene metalen voorwerp magnetisch, dat voorwerp wordt ook weer magnetisch en maakt de volgende dat ook, en zo maar door.|
Zet men de elektromagneet weer uit dan verdwijnt ook het magnetisme in de metalen delen en vallen de voorwerpen naar beneden.
Dit noemen we remanent magnetisme.
Remanent: "overblijvend, achterblijvend"
Wanneer de magnetische bron verwijderd wordt verdwijnt het magnetisme dus ook weer in het materiaal.
Het magnetisch kompas
Zoals gezegd is het voor elk schip nog steeds verplicht om een magnetisch kompas te hebben.
Deze is heel vaak van het type zoals hier afgebeeld.
Dit kompas heeft echter geen ijzeren staafje om het in N-Z richting te draaien maar een ringvormige magneet.
Deze zal dus met zijn noordpool naar de zuidpool van de aarde wijzen en andersom.
Maar dat vinden we niet erg.
Wij leggen op de magneet een kompasroos en die laten we naar het noorden wijzen.
Hoe de magneet wijst is voor dit doel niet interessant.
Doorsnede van een kompas
Een kompas is ondanks zijn eenvoudige werking best een gecompliceerd instrument.
Vooral het draaibare gedeelte is gevoelig.
De kompasroos drijft als het ware op de kompaspen, maar nét niet.
Dit beperkt de slijtage aan iridium punt.
In de drijver zit een heel klein "plaatje" van safier, een diamantachtige edelsteen.
Op deze manier wordt de slijtage tot een minimum beperkt, maar kan de kompas roos ook bijna wrijvingsloos draaien.
En dat is heel belangrijk voor ons doel.
Omdat de roos zo gemakkelijk kan draaien zou het zonder vloeistof alle kanten op dansen.
Op die manier zou het onmogelijk zijn om er op te varen.
Daarom is de ketelruimte ("nachthuis") gevuld met vloeistof.
Deze vloeistof verschilt een beetje van samenstelling per fabrikant maar is meestal een mengsel van glycerine (vloeibaar kaarsvet) voor de stroperigheid en alcohol die voorkomt dat de glycerine slecht wordt.
Een oude zeemanstruc is om de ketel op te vullen met wodka of jenever als er onverhoopt vloestof verdampt is.
Kompaspaal
We willen het kompas het liefst in het midscheepse vlak hebben zodat het zo rustig mogelijk blijft bij slingerend schip.
Ook willen we het zo ver mogelijk verwijderd hebben van het staal van het schip in verband met de invloed van het staal op de magneet van het kompas.
Daarom wordt het "standaardkompas", vrijwel altijd in een houten omhulsel op het dak van de brug geplaatst: de "kompaspaal/nachthuis" op het "schavotje".
Over deze paal is weer een heleboel te vertellen.
Het bestaat uit een heleboel even vernuftige als een voudige onderdelen.
De belangrijkste functie van de paal is bescherming tegen weersinvloeden (en aan boord beschermen we de paal ook vaak op zijn beurt weer tegen weersinvloeden met een dekkleed of hoes) en we hebben de mogelijkheid om de eventuele fouten in de aanwijzing te compenseren. (Op te heffen)
Omdat het kompas zelf een magneet is kunnen we die opzettelijk laten afwijken in tegengestelde richting van de fout.
Dus stel dat de roos vijf graden teveel naar het oosten wijst dan kunnen we dat compenseren door iets van staal zodang dicht of veraf aan de westzijde van het kompas te plaatsen dat hij weer vijf graden naar het westen getrokken wordt.
Hierdoor is de fout weer nul.
Dit doet men met die grote weekijzeren bollen die je aan de zijkanten ziet zitten.
Tevens zitten er in de koker aan de voorkant ook nog weekijzeren ringen waarmee je kunt verstellen.
Weekijzeren ringen bij standaarkompas. Video: YouTube, Zeevaartschooldocent
Dit is een zeer nauwkeurig werkje dat je niet zomaar even zelf doet aan boord.
Daarvoor komt een kompassteller aan boord.
Hij weet precies wat de variatieop die plek is en bepaalt door peilingen te nemen op een bekend punt wat de deviatie op die koers is.
Zo neemt hij op elke windstreek een peiling.
Dat kan een hele uitgebreide zijn, zoals deze.
Maar ook een simpele, zoals deze.
De deviatietabel dient ergens bij de navigatietafel te liggen.
Houdt er rekening mee dat de tabel alleen geldt voor de omstandigheden waarin het schip zich bevond toen de peilingen genomen werden.
Als dat met volledig leeg schip was is de tabel anders dan als het dek volgeladen is met stalen containers.
De tabel is dus slechts een handvat.
Om het standaardkompas af te kunnen lezen kan er vanuit de paal een soort van periscoop naar de brug aangebracht zijn.
Dat is ook de reden dat een kompas vaak een glazen bodemplaat heeft.
Ook kan het kompas voorzien zijn van een zogenaamde fluxsensor.
Deze "ziet" het magnetische veld van de magneet in het kompas.
Als het schip draait verandert dit veld, wekt daardoor een stroompje op die weer een kompasroos in de stuurconsole aanstuurt.
En deze bestaat in allerlei varianten.
Van een model als hierboven.
Via een model dat digitaal uitleest,
Tot een draaiende schijf.
Variatie en deviatie
Variatie
Wat is nu variatie.
We weten dat de magnetische banen lopen van de zuidpool naar de noordpool.
Helaas komen die banen niet precies de aarbol binnen waar het ware noorden zich bevindt. (Daar waar de aardas de aardbol verlaat).
Bovendien verschuift dat punt óók nog eens jaarlijks.
Dit komt omdat het magnetische materiaal dat in de aardschollen zit drijft op het vloeibare magma.
En doordat het drijft kan het zich verplaatsen.
Zie het als een ijsschots dat door de stroom gegrepen wordt.
Die verplaatsing heeft min of meer de vorm van een 8 in oostelijk-westelijke richting en terug.
Die jaarlijkse verplaatsing is, of liever gezegd: wás, bekend en wordt in de kaart aangegeven.
De binnenste roos (en de pijl) geven het magnetische noorden aan.
Net boven het midden (bij de +) zie je staan dat de afwijking, de variatie, in het jaar 1985 4° 15' west was.
Het kompas gaf dus iets meer dan 4 graden "te weinig" aan.
Dit ten gevolge van het op de "verkeerde plek" liggen van het magnetische noorden.
Eronder zie je staan: Annual decrease 8'.
Dit betekent dat dat magnetische noorden per jaar 8 minuten naar het oosten opschuift.
Er kan ook een - staan, of "decr" of een + of "incr" (increasing).
En zo om de paar decennia wordt die preciese plek weer opnieuw bepaald en staat er een jaartal als, bijvoorbeeld, 2010.
Op dit moment is het zo dat die verplaatsing veel en veel sneller gaat dan andere jaren.
En ook niet in de richting die men verwacht.
De variatie die je nu in de kaart vindt is dus een "educated guess".
Variatie is dus een kracht die aan de magneet in het kompas trekt.
Deviatie
Een stalen schip lijkt één geheel, maar is dat voor ons kompas niet.
Voor het kompas bestaat het uit miljarden ijzer(staal)deeltjes.
En elk staal deeltje wordt een klein magneetje ten gevolge van het aardmagnetisch veld: remanent magnetisme.
Die kleine magneetjes werken weer samen.
De deeltjes in de mast trekken.
De deeltjes in de accomodatie.
Die van de luiken, de romp, en ook de containers aan dek.
Ze vormen met zijn allen ook weer een magnetisch veld.
En dat veld trekt óók aan ons kompas.
Al die blauw rode cirkeltjes zijn mini magneet-staaldeeltjes.
En de roodblauwe lijn zou de resultante kunnen zijn van al het krachtveld van al die mini magneetjes.
Samen met de grijze lijn van de variatie vormt het dan een nieuwe resultante en dat is de totale fout van het magnetisch kompas.
Deze fout noemen we de MISWIJZING.
Miswijzing
Uit het voorgaande hebben we geleerd dat het magnetisch kompas (vrijwel) altijd een afwijking heeft: de Miswijzing
De miswijzing onstaat door twee variabelen: de variatie en de deviatie.
En die laatste dienen wij minimaal één keer per dag te noteren in het zeejournaal.
Hieruit volgt een formuletje:
MISW = VAR + DEV miswijzing = variatie + deviatie.
En die miswijzing kun je op meerdere manieren bepalen, maar één manier is het verschil met het gyrokompas bepalen.
Het bepalen van de deviatie
Het bepalen van de deviatie kan dus mbv een kompassteller, maar het kan ook door een peiling op de zon te nemen met het kompas en een peiltoestel.
Een handeling die behoorlijk wat vaardigheid en rekenwerk vergt.
Het arrangement Magnetisch Kompas is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Menno Jacobs
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2024-09-20 09:58:18
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
