《罗经、测深仪》PPT课件

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1、第二章罗经、测深仪与记程仪第一节船用磁罗经磁罗经是利用地磁场对磁针具有吸引力的现象而制造出的一种航海指向仪器。它具有结构简单，性能可靠、不依赖外界条件、在地磁场内可独立工作的特点。它除可为船舶指示航向外，还可为船舶定位和导航，是船舶必备的导航仪器之一。一、有关磁的基本知识1．磁场概念我们知道，相互靠近的两个磁体，具有同性相斥异性相吸的特性。若两个磁体，一个磁体的磁量为m，另一个磁体的磁量为单位正磁量，则该单位正磁量在磁量为m磁体所产生的磁场中某点且距离为r处所受到的作用力，称为该点的磁场强度，并用H表示，即H=m/r²若在磁场某一范围内，各点的磁场强度大小

2、相等、方向相同，则称该范围内的磁场为均匀磁场。位于船体范围内的地磁场可视为均匀磁场。2．磁铁磁铁可分为两类，即天然磁铁和人造磁铁。目前所使用的人造磁铁是用人工方法将镍、钴、钨等金属材料经磁化而制成的。磁罗经中均使用条形磁铁。通常用磁矩表示磁铁磁性的大小，磁铁磁矩是同名磁量与两磁极间距离的乘积，则磁矩：M=2mL式中：m—磁量；2L—两磁极间的距离。为了保存磁铁的磁性，平时船上磁罗经的备用磁棒应异名极相靠，并避免被摔打、接触高温或受恒定磁场的干扰。3．磁铁的磁场强度磁铁的磁场为非均匀磁场，下面仅讨论两种情况下磁铁的场强。(1)磁铁轴延长线上某点的场强H=2M

3、/r³（L<

4、B等于对它起感应作用的磁场强度H与它本身被磁化后产生的附加磁场Hˊ之和，即:B＝H+Hˊ(2—1—6)磁导率μ的大小主要与被磁化的物质有关，铁磁性物质的μ>>l，其值可达数千乃至数万之巨。铁磁体的磁化特性可用磁滞回线来描述。铁磁体被初始磁化后，当外磁场H减小至零时，磁感应强度B降至Br，Br称为剩磁；当反向增大外磁场至Hc时，磁感应强度降为零，此时的Hc称为矫顽力。由于磁感应强度的变化总是滞后于磁场强度的变化，这种现象称为“磁滞”现象。在铁磁性物质中，当外磁场为零时，仍保留有较强的磁性，这是铁磁性物质的重要特性之-。磁性物质按其保留磁性的大小，又可分为软铁

5、和硬铁两类。硬铁磁性材料需由较强的外磁场磁化，其剩磁可保留较长时间不易消失，硬铁的剩磁Br矫顽力Hc均较大，相应地磁滞回线的面积也较大；软铁磁性材料可由较弱的磁场磁化，一旦外磁场消失，其磁性也几乎随之消失，软铁的剩磁Br矫顽力Hc均较小，磁滞回线面积也较小。实际上，很难严格地区分软铁和硬铁，通常把矫顽力大于50奥的磁性材料视为硬铁，如碳钢、钨钢和钴钢等，而将矫顽力小于几奥的磁性材料称为软铁，如纯软铁，坡莫合金和矽钢等。现代船舶所使用的造船材料均含有硬铁和软铁两种类型的钢铁材料，钢铁材料受地磁场磁化后，形成了硬铁和软铁磁性，统称船磁。5．地磁场地球可以认为是

6、一个均匀磁化的球体，在其周围空间存在着磁场。实际观测表明，地磁极位于地理南北极附近，而且位于地球的深处，位于北半球的地磁极称为磁北极，且具有负磁量；而位于南半球的地磁极称为磁南极却具有正磁量。因此，围绕地球空间的磁力线是从南半球走向北半球的，如图2—1—4所示。地磁极的地理位置不是固定不变的，而是随时间逐年缓慢地变化的。地面上任意一点地磁场方向，可以用一根自由悬挂的磁针来测定，如图2—1—5所示，磁针磁轴的指向顺着地磁总力T，通过磁针磁轴的垂直面，称为该地的磁子午面，磁子午面与地理子午面的水平夹角，称为磁差(Var)。将地磁总力丁分解为作用于磁子午面内的水

7、平分力H和垂直分力Z，得水平分力H和总力了之间的夹角θ，称为磁倾角。在北半球，θ角在水平面之下为正值；在南半球，θ角在水平面之上为负值。在地球表面上磁倾角为零各点的连线称为磁赤道。自磁赤道向两极，磁倾角θ逐渐增大，在磁南北极，磁倾角相应地为-90゜和+90゜，把磁倾角为某一定值点的连线称为磁纬度。在地磁水平分力H的作用下，使磁罗经指向磁北，可见H越大，磁罗经的指北力也就越大。因为在磁赤道处H为最大值，而在地磁极处H为零，所以在地磁极附近无法用磁罗经来指示方向。与水平分力H相对应，垂直分力Z在磁赤道处为零，而在两磁极处最大。在不同的地理位置，磁差是不同的。磁

8、差的变化范围可达o゜～16゜，当磁北在真北东面时，称为东磁差；而在