第3章-船用磁罗经-第一节

第三章船用磁罗经

(magneticcompass)1．掌握磁的基本知识和地磁三要素。2．熟练掌握磁罗经的结构组成及磁罗经的正确使用方法。3．熟练掌握磁罗经的四个检查与调整项目。4．掌握自差的特点及自差公式，掌握自差的测定方法，了解自差表的计算方法。5．掌握消除自差的基本原则，了解消除自差的方法（顺序）及注意事项。教学目的要求本章难点

1．磁罗经在船上所受作用力的分析

2．罗经的结构及检查与调整项

3．消除自差的方法本章重点

1、地磁三要素

2、磁罗经的结构组成及磁罗经的正确使用方法。

3、磁罗经的四个检查与调整项目。磁罗经定义：在罗盘磁针与地磁场相互作用下，罗盘能指向磁北极的航海指向仪器。特点：结构简单，性能可靠，不依赖任何外界条件可独立工作。但受船磁场的影响，罗盘偏离磁北会产生自差。1997年，IMO通过安装磁罗经的决议，凡大于150总吨以上船舶均应安装。船用磁罗经(MagneticCompass)退出2)一台操舵磁罗经；若标准磁罗经为投影或反射式的，可免装操舵罗经

3)标准罗经与操舵位置间有可靠联络手段

4)备用一台标准罗经

5)正确校正磁罗经自差，并有剩余自差表和自差曲线

磁罗经作用：指向及定位，与陀螺罗经一起相辅相成保证船舶安全航行1）一台标准磁罗经

第一节有关磁的基本知识第二节船用磁罗经的设备第三节磁罗经的检查、保管与安装第四节船正平时的自差理论第五节倾斜自差（HeelingError)理论第六节磁罗经自差校正第七节自差测定自差表计算船用磁罗经退出一、磁场二、磁铁三、磁铁的磁场四、磁铁体磁化五、地磁六．磁铁对磁针的作用第一节有关磁的基本知识FFm1m2一、磁场磁量为m1和m2两磁极所产生的相互作用力为：

F＝

K×（m1×m2）

/r2

＝（

m1×m2）

/r2(在真空，K＝1)1、两磁极间的作用力F（库仑定律）r若在真空中，m1=

m2，r=1cm，F=1dyn，则该磁量称为单位磁量2、磁场强度H：

在磁量为m的磁体所产生的磁场中，磁场内某点处单位正磁量所受到的作用力，称为该点的磁场强度

H=m/r2(奥）单位磁量： 磁感应强度等于磁化场的场强Hº和铁磁体被磁化后产生的附加磁场H´之和，即

B=Hº+H´

（高）

B=µHµ—磁导率l均匀磁场若在一定范围内各点的场强大小相等，方向平行则称此范围内的磁场为均匀磁场。磁感应强度B：磁性：物体吸引铁镍等物质的性质。磁极：磁铁磁性最强处，磁极距端点处为L/12，磁量|-m|=|+m|。LSNll-m+mL/12L/12二、磁铁（magnets）

磁量（m）：表示磁极的磁性强弱，规定北磁极的磁量为正＋m，反之为负-m。

M＝2lm磁铁磁矩为磁铁的磁量与两磁间距的乘积。如何保持磁铁磁性：

避免高温振动和恒定磁场干扰；

异名极相靠。

磁矩(moment)：表示磁铁磁性的强弱。

使磁体增加原子的热运动，促使磁体失磁单位正磁量位于磁轴延长线上A点，

N极在A点作用力为FN

＝m/(r-l)2S极在A点作用力为

FS

＝

－m/(r+l)2

则在A点的场强为：

H1=FN+FS=m/(r-l)2－m/(r+l)2=4rlm/(r2-l2)2==2M/r3(1-l2/r2)

当l<<r时，H1＝

2M/r3H1指向：由S指向NrFN三、磁铁的磁场1.在磁轴延长线上某点场强FsH1A

lS-m+mNlo罗经柜中垂直磁棒对磁针的作用力lSN-m+ml当l<<r时，则：N极和S极在B点作用力FN和FS大小相等，方向对称，即：FN＝FS＝m/(r2+l2)FN和FS在水平方向上合力为：FsH2αBorFN2.在磁轴垂直平分线上某点场强:罗经柜中纵横水平校正器对磁针的作用力H2的指向：平行于磁铁轴，指向S极。当与磁铁中心距离r不变时，位于磁轴延长线上场强比位于磁轴垂直平分线场强大一倍1.自然界物质按导磁能力可分为：l磁性物质：铁，镍，钴及其合金等材料，磁导率μ>>1；l非磁性物质：铜，铝，木，纸，橡胶等，磁导率μ≈1；l磁性物质可被磁化：磁力线进端，呈现S极；磁力线出端，呈现N极。l非磁性物质不能被磁化。SNH四、磁铁体磁化

软铁：可在弱磁场中被磁化，但其磁性不固定，随外界磁化场的变化而变化，

μ可达上万；如船上的隔板等－－－感应船磁

硬铁：须在较强磁场中磁化，被磁化后可较长期保留磁性，μ可达数百至上千。如船壳体－－－永久船磁2．磁性物质依据其保留磁性程度可分为：HCHCH'CH'COHBBrBr-HAHAOHB硬铁软铁-HAHA矫顽力Hc剩磁Br3．磁滞回线

必须指出：铁磁体在磁化力很小的弱磁场中被磁化，它的磁感应强度与磁化力成正比的关系乃是解决磁罗经自差理论问题的主要依据。磁滞回线全面地表示出铁磁体磁化过程中的各种特性。AA剩磁Br：当H变为零时，铁磁体所具有的磁感应强度Br称为剩磁。

硬铁：Br大，Hc大，磁滞回线面积大，Hc通常大于50奥，如碳钢等。

软铁：Br很小，Hc很小，磁滞回线面积狭小，Hc通常小于几奥，如矽钢等。

◆磁性物质被磁化后具有三大特性：高导磁性、磁饱和性、磁滞性矫顽力Hc：使B（磁感应强度）减小至零的反向磁场Hc称为矫顽力。

1．地磁极

N，

S地磁极位于地球深处，与地理N，S极不重合。

地磁极位置不固定，绕地理N，S极缓慢移动。

磁北极具有负磁量,磁南极具有正磁量。磁力线由南指向北五、地磁（terrestrialmagnetism)PNPs+m-mNSTT：地磁总力磁倾角θ：地磁总力T与水平面之间的夹角，在北纬：＋θ，在南纬：－θ地磁水平和垂直分力：

H＝Tcosθ

Z＝Tsinθ磁赤道：磁倾角θ为零点的连线

地磁三要素：H，θ，Var2．地磁要素地磁总力T：沿磁力线切线方向。

磁差Var：磁子午面与地理子午面间水平夹角。有东西磁差之分

地磁要素地磁极处

磁赤道处

H（指北力）

0Hmax＝0.4奥

ZZmax=0.7奥

0θ

±90°

0°

Var变化范围0°－180°

有东西磁差之分

地磁图：同一地磁要素相同值的各点连成等值线。等磁差线图等水平力线六．磁铁对磁针的作用（1）高斯第一位置（2）高斯第二位置可见，磁针偏转角仅与H、（磁棒的）

M、r有关，而与磁针的磁量等无关。故只要船上罗经的各校正器和罗经周围的磁状态不发生变化，并且不考虑感应自差，用一个磁矩不同的新罗盘代替旧罗盘，则罗盘的自差不会发生变化