Het kompas en de magnetische noord- en zuidpool

Met een kompas weet je altijd de richting. Een magneetkompas reageert op het magnetisch veld van de aarde. De magnetische naald in een kompas wijst naar het magnetische zuiden op aarde, het magnetische zuiden dat we het noorden (of Noordpool) noemen. Vaak is de naald in een magneetkompas naar het noorden toe, rood gemaakt. Het noorden, waar de magneetnaald naar toe wijst is, volgens de wetenschap die zich bezig houdt met verschijnselen in de natuur, dus niet het wáre magnetische noorden. Het is het geografische noorden, dát wat in atlassen aangegeven staat als de Noordpool. Het ware magnetische zuiden ligt in de Noordelijke ijszee en het ware magnetische noorden ligt in de Zuidelijke ijszee (Antarctische Oceaan). Dat wat we het geografische zuiden of Zuidpool noemen.

• Waarom wijst een kompas naar het noorden?
• Kompas
• Magnetisch vloeistofkompas of standaardkompas
• De Gyrokompas
• Een ringlasergyrokompas (RLG)
• Fibre Optic Gyrokompas (FOG)

Waarom wijst een kompas naar het noorden?

De aarde is zelf met het aardmagnetisch veld, één grote magneet. Net als alle magneten heeft ook de aarde twee magnetische polen, de noordpool en de zuidpool. Elke magneetkompas heeft een noordpool (de plus) en een zuidpool (de min). Twee plussen, twee noordpolen, stoten elkaar af net als twee zuidpolen elkaar afstoten. De noordpool van een kompasnaald (plus) en de magnetische zuidpool (min) van de aarde trekken elkaar aan. En de noordpool van het kompas stoot juist de magnetische noordpool van de aarde af. Natuurkundig gezien ligt dan de magnetische zuidpool bij onze Noordpool en hier wijst het magneetkompas naar toe. De plus en de min trekken elkaar aan. Maar heeft een kompas het dan niet goed? Toch wel. We nóemen de magnetische zuidpool de noordpool.

Kompas

In Nederland en België is het magnetisch zuiden bijna gelijk aan het aardrijkskundige noorden. Een kompas wijst natuurkundig de zuidelijke magneetpool aan maar met de geografische Noordpool maakt dat niet veel verschil. Anders is dit op andere plekken wereldwijd. Daar kan het verschil tussen het magnetische en het geografische noorden groot zijn en bovendien kan dit ook nog eens verschillen. Het magnetisch veld van de aarde is niet constant.

Declinatie

Het verschil tussen de geografische polen en magnetische polen, wordt declinatie genoemd. Bij Zuid-Afrika en Canada bijvoorbeeld, is dit verschil enorm. Zelfs de nieuwste schepen en vliegtuigen hebben in deze moderne tijden nog steeds te maken met dit verschil. Mede ook door apparatuur en ijzeren materiaal aan boord (deviatie). Elke reis van een schip of vliegtuig heeft een andere deviatie. Om dit bij te stellen komt er een kompassteller. Het kompas wordt met behulp van kleine magneetjes zo afgesteld dat de deviatie zo min mogelijk is. En om deze afwijkingen te ondervangen, moet elk zeeschip en elk vliegtuig een origineel magnetisch vloeistofkompas aan boord te hebben (een soort reserve).

Magnetisch vloeistofkompas of standaardkompas

Een soort reserve kompas dus naast het primaire kompas. Het vloeistofkompas is een kompas dat in een water-alcoholmengsel drijft en wordt ook wel een scheepskompas genoemd. Het belangrijkste element van een scheepskompas is de sensor. Met de sensor wordt het noorden bepaald.

Sensor

De sensor is een ringmagneet gemaakt van ijzer, aluminium, kobalt, nikkel en tin en is onderdeel van de kompasroos. De kompasroos rust op de kompaspen en bestaat verder uit een drijver die er voor zorgt dat de drukkracht van de roos minimaal is. De kompasroos waarop de kompasverdeling in graden en windstreken is aangebracht. Op de behuizing waar het kompas in ligt is vaak een zeilstreep aangebracht die overeen komt met de lengteas van het schip.

De Gyrokompas

Een gyrokompas (of tolkompas) is niet afhankelijk van magnetisme en het wijst naar het geografische noorden. Het is een soort vliegwiel dat blijft draaien (als een tol) als het eenmaal in beweging is. De gyroscoop heeft net als het scheepskompas vaak een cardanische* ophanging zodat de as altijd één kant op wijst. Onmisbaar als richtinstrument in schepen, vliegtuigen, torpedo's en raketten. Een gyrokompas moet echter wel regelmatig worden geijkt.

*Bij een cardanisch ophanging is binnen in de ketel een ronde ring opgehangen aan twee scharnieren, die door het midden van een tweede cirkel lopen. Ook deze tweede cirkel is met scharnieren opgehangen en staat loodrecht op de eerste cirkel. De ringen blijven zo draaien om hun assen.

Een ringlasergyrokompas (RLG)

Dit is een kompas wat ook wel gyrokompas wordt genoemd maar geen gebruikt maakt van het tolsysteem. Het is een nieuwer type gyrokompas dat werkt op storingen van lichtgolven of andere golven (elektromagnetische velden), een laser en spiegels. De laser zendt in tegenovergestelde richting twee lichtstralen uit wat storend werkt en nieuwe trillingen (frequenties) geeft.

Fibre Optic Gyrokompas (FOG)

Ook dit kompas maakt geen gebruik van een tolsysteem maar van twee roterende lichtstralen tegen elkaar in waar een draaiende spoel van glasvezel de faseverschuiving meet (het Sagnac-effect).

De digitale tijd

Ook het kompas gaat digitaal. In een digitaal kompas zit geen naald maar een magnetometer. Een meetinstrument dat het magneetveld en verstoringen meet. Waar het vroeger grote instrumenten waren om het aardmagnetisch veld te meten zijn ze nu gemaakt als een chip. Een chip die ingebouwd wordt in smartphones en tablets. Zelfs rekening houdend met deviatie. Automatisch verschijnt er een berichtje op smartphone of tablet dat het kompas opnieuw gekalibreerd (geijkt) moet worden. Iedere smartphone bezitter heeft dus zijn eigen kompas en kan zelf ijken.