Curentul alternativ

În electrotehnică cea mai largă întrebuinţare o are curentul alternativ, prin faptul că poate fi produs, transmis şi utilizat în condiţii mult mai avantajoase decât curentul continuu. La baza producerii t.e.m. alternative stă fenomenul de inducţie electromagnetică. Rotirea uniformă a unui cadru, format dintr-un număr de spire, într-un câmp magnetic omogen sau rotirea uniformă a unui câmp magnetic într-o bobină fixă, permite obţinerea unei t.e.m. alternative. Având în vedere legile inducţiei electromagnetice, într-un cadru ce se roteşte uniform într-un câmp magnetic omogen, se induce o t.e.m. datorită variaţiei fluxului magnetic prin cadru: F=BNScosa

Unghiul este variabil în timp datorită rotaţiei uniforme a cadrului: a=wt

Fluxul magnetic prin cadrul rotitor va avea expresia următoare: F=BNScoswt

Pe baza legii inducţiei electromagnetice, t.e.m. indusă în cadru este: e = - DF / Dt

de unde se obţine: e=BNSwsinwt

Ţinând cont de variabilitatea funcţiei sinwt şi de faptul că mărimile B, N, S, w sunt constante, se poate face notaţia următoare: E_m=BNSw

Tensiunea electromotoare indusă în cadrul rotitor are expresia: e=E_msinwt

Din această expresie a t.e.m. rezultă următoarele concluzii:
-t.e.m. indusă este variabilă sinusoidal în timp;
-t.e.m. indusă are valori cuprinse între extremele -Em şi +Em numite valori maxime ale tensiunii.

 

Dacă se aplică o astfel de tensiune unui circuit electric, se va stabili prin acesta un curent electric descris de o funcţie armonică de forma:

i=I_msinwt

Deoarece valoarea curentului electric este variabilă în timp, în practică se foloseşte fie valoarea maximă I_m a acestuia, fie o valoare echivalentă numită valoare efectivă Ief notată adesea numai cu I. Valoarea efectivă a intensităţii curentului alternativ reprezintă intensitatea unui curent electric continuu care are acelaşi efect termic Q la trecerea prin acelaşi rezistor, încât se găsesc următoarele expresii de calcul:

Pentru a cunoaşte elementele caracteristice sau pentru a opera cu mărimile alternative armonice, se folosesc reprezentări convenţionale ale acestora.

a) Reprezentarea analitică

Simpla scriere a mărimii respective în funcţie de mărimile variabile (timp, fază etc.) poate furniza informaţii privind: valoarea instantanee, valoarea maximă, pulsaţia, perioada, faza iniţială a mărimii reprezentate, de exemplu:

-valoarea instantanee se obţine dând variabilei timp t diverse valori.

b) Reprezentarea grafică

Prin reprezentarea grafică a unei mărimi alternative în funcţie de un parametru variabil care poate fi timpul t sau faza j, se obţin informaţii despre perioadă, faza iniţială, valoarea maximă, valoarea instantanee.

c) Reprezentarea fazorială

La reprezentarea mărimilor alternative armonice se poate utiliza un vector numit fazor, care are lungimea proporţională cu valoarea maximă a mărimii, unghiul pe care îl face cu abscisa să fie egal cu faza iniţială j₀, proiecţia lui pe ordonată egală cu valoarea mărimii la momentul iniţial sau la alt moment, vectorul se consideră rotitor cu o perioadă egală cu cea a mărimii alternative.

Rezistor în curent alternativ Dacă la bornele unui rezistor R se aplică o tensiune alternativă de tipul: u=Umsinwt prin acesta va circula un curent electric a cărui intensitate este obţinută prin legea lui Ohm: i = u / R sau de unde:  i=Imsinwt Din expresia tensiunii şi intensităţii curentului electric prin rezistor, rezultă că intensitatea curentului este în fază cu tensiunea la bornele acestuia.

Bobină în curent alternativ

La aplicarea unei tensiuni alternative la bornele unei bobine, fenomenul este mai complicat datorită faptului că un curent variabil prin bobină produce fenomenul de autoinducţie, cu tensiunea autoindusă:

Considerând un circuit care conţine o bobină ideală, fără rezistenţă, la bornele căreia se aplică o tensiune alternativă de forma:  u=U_msinwt

aplicând legea lui Kirchhoff pe ochiul de reţea, rezultă: u + u' = 0.

Înlocuind expresiile celor două tensiuni, se obţine următoarea relaţie:

Considerând că intensitatea curentului electric este de formă armonică: i=I_msin(wt+j₀)

înlocuind în relaţia tensiunilor, se obţine următoarea ecuaţie: U_msinwt = I_mLocos(wt+j₀)

Din această relaţie rezultă că: 

unde s-a făcut notaţia: X_L = Lw

Această mărime se numeşte reactanţa inductivă a bobinei. Cu acestea, expresia intensităţii curentului electric prin bobină devine:

de unde se trage concluzia că intensitatea curentului electric prin bobină este defazată cu p/2 în urma tensiunii.

Condensator în curent alternativ

După cum se cunoaşte, între armăturile unui condensator este un strat izolator numit dielectric, ce nu permite trecerea curentului electric prin el. Într-un circuit de curent alternativ, condensatorul are o comportarea diferită, deoarece el se încarcă şi se descarcă electric periodic, determinând prezenţa unui curent electric prin circuitul exterior lui. Dacă tensiunea aplicată condensatorului are expresia următoare:

u=U_msinwt 

atunci, curentul de încărcare şi descărcare al condensatorului este:

unde q este sarcina electrică variabilă de pe armăturile condensatorului.

Ţinând cont că sarcina este: q=Cu, rezultă q=CU_msinwt, iar intensitatea este i=CwU_mcoswt sau:

 

Se face notaţia: , numită reactanţă capacitivă.

Se constată că intensitatea curentului electric printr-un circuit cu condensator este defazată cu p/2 înaintea tensiunii sau că tensiunea la bornele condensatorului este în urma curentului cu p/2. Din cele prezentate mai sus, rezultă că atât bobina cât şi condensatorul se comportă, în curent alternativ, ca şi rezistorul, numai că ele introduc defazaje între tensiune şi intensitate cu +p/2 respectiv -p/2 .

Circuit R-L-C serie

Gruparea unor elemente rezistive, inductive şi capacitive încât curentul electric să fie unic şi cu aceeaşi valoare, constituie circuitul R-L-C serie de curent alternativ.

La bornele fiecărui element de circuit se va regăsi câte o tensiune corespunzătoare, conform legii lui Ohm:

U_R = RI, U_L = X_LI, U_C = X_CI, unde XL = Lw, XC = 1/Cw

Din reprezentarea fazorială a celor trei tensiuni, defazate corespunzător fiecărui element de circuit, rezultă că există o defazare j₀ dintre tensiunea aplicată U şi intensitatea I a curentului electric:

 Aplicând formula lui Pitagora în triunghiul tensiunilor, se obţine: U² = U_R² + (U_L - U_C)²

 sau: 

Facem notaţia: , care se numeşte impedanţă a circuitului R-L-C serie.

Cu notaţiile de mai sus se poate scrie legea lui Ohm în curent alternativ: U = ZI

Rezonanţa tensiunilor

Dacă în funcţionarea circuitului R-L-C serie se realizează condiţia: U_L = U_C rezultă:

X_L = X_C, impedanţa Z = R (minim), curentul I_rez = U/R (maxim), defazajul tgj₀=0

Circuitul se comportă rezistiv, prin el circulând un curent electric maxim, spunându-se că circuitul este în rezonanţă cu sursa de curent. Condiţia pentru a se realiza rezonanţa este impusă de egalitatea X_L = X_C,de unde:

.

Astfel, 

Transferul de energie de la sursă la circuitul R-L-C se va face în regim de rezonanţă numai dacă frecvenţa curentului alternativ este egală cu frecvenţa proprie n₀ a circuitului, care depinde de elementele L şi C.

Puterea pe circuitul R-L-C serie

Dacă laturile triunghiului tensiunilor se amplifică cu intensitatea I a curen-tului, se obţine un triunghi asemenea cu cel iniţial, dar având ca laturi valori ale unor puteri:

Factorul de putere se defineşte prin relaţiile următoare:

care depinde de elementele R, L, C şi frecvenţa n a curentului alternativ.

Circuit R-L-C paralel Gruparea elementelor R, L, C în aşa fel încât tensiunea la bornele lor să fie comună iar curenţii să fie rezultatul ramificării curentului debitat de sursa de curent alternativ, formează circuitul paralel.   Intensităţile curenţilor prin fiecare ramură au expresiile următoare: Aplicând teorema lui Pitagora în triunghiul curenţilor, se obţine: I2 = IR2 + (IC-IL)2, de unde: Făcând notaţia  legea lui Ohm este:  Defazajul curentului faţă de tensiune este dat de relaţiile următoare: Rezonanţa curenţilor Dacă în circuit, curentul prin bobină este egal cu cel prin condensator rezultă:

Circuit oscilant

Considerăm un circuit format dintr-o sursă de curent continuu, un condensator, o bobină ideală şi un comutator. Cu comutatorul K pe poziţia 1, condensatorul C se încarcă de la sursă cu o sarcină electrică Q0=CU0, înmagazinând energie în câmpul electric:   1. Cu comutatorul K pe poziţia 2, condensatorul este decuplat de la sursă şi se conectează la bornele bobinei. În acest moment începe descărcarea condensatorului prin bobină, tensiunea la bornele sale scade, intensitatea curentului prin bobină creşte şi generează un câmp magnetic. Energia sistemului este suma dintre energia câmpului electric din condensator şi energia câmpului magnetic din bobină: Fenomenul se petrece până când condensatorul se descarcă complet. 2. Intensitatea curentului atinge valoarea maximă Im dar condensatorul este descărcat încât energia sistemului este concentrată numai în câmpul magnetic din bobină: 3. Intensitatea curentului are tendinţa să scadă brusc la zero dar datorită fenomenului de autoinducţie apare un curent suplimentar, de acelaşi sens cu cel principal, încărcând condensatorul cu sarcină electrică dar de semn opus fazei iniţiale. Energia sistemului este regăsită în final sub formă de energie electrică pe armăturile condensatorului: În continuare procesul se repetă dar în sens invers încât în circuitul format din bobină şi condensator are loc o transformare a energiei electrice în energie magnetică şi invers, producându-se oscilaţii electromagnetice, iar cicuitul este denumit circuit oscilant. Deoarece tensiunea la bornele condensatorului este egală cu tensiunea la bornele bobinei şi curentul este acelaşi, rezultă că reactanţa bobinei şi a condensatorului sunt egale: Rezultă că periada oscilaţiilor proprii pentru un circuit oscilant este: Această relaţie, numită formula lui Thomson, arată că perioada oscilaţiilor proprii depinde doar de valoarea inductanţei şi a capacităţii din circuit. Dacă în circuitul oscilant se găsesc elemente disipative (rezistenţe) atunci amplitudinea oscilaţiilor se micşorează în timp, oscilaţia se amortizează, gradul de amortizare depinzând de valoarea rezistenţei din circuit.

Câmp / undă electromagnetică

După cum se cunoaşte, un curent electric care parcurge o spiră conductoare, generează un câmp magnetic având liniile de câmp circulare. Dacă într-un circuit închis (spiră) există un flux magnetic variabil, în el va lua naştere un curent indus, aceasta dovedind că apare un câmp electric cu liniile de câmp închise. Aceste fapte dovedesc că între câmpul electric şi cel magnetic este o legătură profundă, care se manifestă prin generarea unuia dintre ele când celălalt este variabil: - un câmp electric, variabil în timp, genereaza un câmp magnetic cu linii de câmp închise în jurul liniilor de câmp electric; - un câmp magnetic, variabil în timp, genereaza un câmp electric cu linii de câmp închise în jurul liniilor de câmp magnetic. Câmpul electromagnetic este ansamblul câmpurilor electrice şi magnetice, care variază în timp şi se generează reciproc. Vectorii !E ai câmpului electric sunt perpendiculari pe vectorii !B ai câmpului magnetic şi între ei există relaţia: Unda electromagnetică este fenomenul de propagare din aproape în aproape a câmpului electromagnetic. Viteza de propagare a undei electromagnetice a fost dedusă de Maxwell: pentru vid (aer) viteza de propagare a undelor electromagnetice este: şi are valoarea c = 3 · 108 m/s Undele electromagnetice au aplicaţii în telecomunicaţii, radiolocaţie, radioastronomie, medicină etc.

 Aplicatii in medicina ale                         osciloscopului catodic

    Osciloscopul catodic este un aparat de masurare sau observare, care utilizeaza unul sau mai multe

fascicule de electroni pentru a da o reprezentare a valorilor instantanee ale semnalului electric masurat in

functie de diverse marimi variabile, dintre care cel mai des intalnita este timpul. Aceasta reprezentare se

realizeaza pe ecranul unui tub catodic, de unde si denumirea de osciloscop catodic. Este instrumentul tipic

de analiza a semnalelor in domeniul amplitudine - timp.

     Osciloscopul a devenit tot mai mult un aparat universal de masurat, datorita numarului mare de parametri

ai semnalelor electrice care se pot analiza: perioada, frecventa;timpi de crestere, de cadere ai fronturilor

impulsurilor;intarzierea, durata, factorul de umplere.

     

                          

1.     Scurt  istoric

     In 1897 a fost inventat primul tub cu raze catodice.La inceput a fost utilizat in oscilografe.

   Multi cercetatori au incercat sa imbunatateasca tubul cu raze catodice pentru afisarea imaginilor  fotografice.Manfred von Ardenne a produs un tub de joasa tensiune care a fost introdus de inginerii de la General Radio Co in primul osciloscop rudimentar cu tub cu raze catodice (1931).Aparatul era compus din doua parti :

·       Un tub cu raze catodice , cu diametrul de 6 inch (15,2 cm), protejat printr-un cilindru exterior la bombardamentele ionice

·       O cutie in care erau montate circuitele pentru controlul focalizarii.

     S-au obtinut astfel semnale vizibile in prezenta luminii ambiante.Durata de viata a tubului era de 1000 de ore, iar pretul de vanzare de 265 dolari.

      Osciloscopul modern a fost dezvoltat de Allen Du Mont, care a deschis un laborator pentru proiectarea tuburilor cu raze catodice (1931).Cu un astfel de tub, in anul 1932 Du Mont a realizat un osciloscop cuprinzand atat circuitele pentru controlul focalizarii cat si sursa de alimentare si circuitele de baleiaj pe care a inceput sa le comercializeze la pretul de 185 dolari.Imbunatatirea tubului cu raze catodice, in principal prin scaderea potentialului anodului, alegerea unor noi materiale pentru ecran si controlul intensitatii fasciculului de electroni, au permis obtinerea in laboratoarele Du Mont a unui osciloscop cu o frecventa de baleiaj de 10-5000 Hz (1933), model imbunatatit ulterior, ajungandu-se practic la forma osciloscopului modern(1934) cu linii de masura gravate pe sticla ecranului si butoane pentru reglajul continuu al baleiajului si focalizarii.Un osciloscop similar destinat insa tehnicienilor, pentru lucrarile de service a fost lansat in anul 1935 de firma RCA.

                          Tabelul 1 . Etapele principale ale dezvoltarii osciloscopului

Anul	Etapa
1897	Inventarea tubului cu raze catodice (CRT)
1931	Aparitia primului osciloscop
1974	Executia primului osciloscop cu microprocesor

            – osciloscoape numerice (digitale), in care semnalul este convertit sub forma numerica,            prelucrat astfel si reconvertit in analogic pentru afisare; 
            – combinate.
        – osciloscoapele cu esantionare (DSO- Digital Sampling Oscilloscope), cu care, aplicand o tehnica speciala de esantionare, se pot analiza semnale cu frecvente de pana la 50 GHz. Datorita acestei tehnici ele se mai numesc si osciloscoape de 'timp translatat'.liniar crescatoare, in care spotul parcurge ecranul de la stanga la dreapta; cursa inversa de durata t_i (portiunea descrescatoare), in care ecranul este parcurs de la dreapta la stanga si care este mult mai scurta in timp. 
    Vizualizarea semnalului y(t) are loc pe durata cursei directe. In acest interval intereseaza in primul rand liniaritatea semnalului baza de timp,pentru a asigura o redare fara distorsiuni a tensiunii aplicate la intrareaY.
    Pe durata cursei inverse liniaritatea nu intereseaza; importanta este durata cat mai mica a acestei curse, scop in care se accepta un raport minim:
    Pe durata cursei inverse liniaritatea nu intereseaza; importanta este durata cat mai mica a acestei curse, scop in care se accepta un raport minim:
    Tubul prezinta un tun electronic principal TP(de 'scriere'), care emite electroni rapizi , purtatori de informatie, si doua tunuri de intretinere, auxiliare, TA, care emit electroni lenti  raspanditi pe toata suprafata ecranului cu electrodul de colimare EC, format dintr-o patura metalica subtire depusa pe suprafata interioara a tubului.Electronii rapizi  produc la impactul cu ecranul o puternica emisie secundara, deci stratul G se incarca pozitiv. Fascicolul de electroni lenti  (cu energie mica si viteza redusa) care loveste ecranul poate produce urmatoarele efecte: pe zona neatinsa de fascicolul de 'scriere' se acumuleaza electroni, fara a produce emisie secundara (deci luminescenta) ;pe zona atinsa de fascicolul de 'scriere', datorita sarcinii pozitive, electronii sunt accelerati, produc emisie secundara si mentin oscilograma, chiar dupa disparitia tensiunii(in cazul medicinii a ritmului cardiac) de studiat. Pentru stergerea oscilogramei (vizualizata initial de fascicolul emis de tunul principal TP si apoi memorata cu ajutorul fasciculelor emise de tunurile auxiliare TA) se aplica un potential pozitiv, de valoare mare, pe electrodul M.

                                   

          Instrumentul cel mai apropiat inginerilor, osciloscopul , a cunoscut imbunatatiri majore in perioada

anilor ’50 si ’60 datorita utilizarii unei configuratii elicoidale a placilor de post-accelerare la tuburile cu raze

catodice, fapt care a permis obtinerea unei straluciri marite a afisarii si cresterea vitezei de scriere; ca urmare

frecventa limita a evoluat de la 10 MHz la 100 MHz.  

2.     Clasificare

  Exista mai multe criterii de clasificare :

 a.  Dupa modul de tratare a semnalelor analizate deosebim:

            – osciloscoape analogice, in care prelucrarea are loc numai in circuite analogice; 

 b. Dupa modul de analiza a semnalelor in domeniul timp, deosebim urmatoarele tipuri de osciloscoape:

                     – osciloscoapele de timp real: sunt osciloscoapele la care intre fiecare punct al imaginii de pe ecran si fiecare valoare momentana a semnalului exista o corespondenta biunivoca. Banda lor de frecventa poate atinge 500 MHz; 

    O alta categorie de osciloscoape sunt cele cu memorie: in tehnica analogica acestea sunt echipate cu

tuburi catodice al caror strat de luminofor prezinta proprietatea de remanenta a imaginii; ele sunt deosebit

de utile in analiza fenomenelor tranzitorii (foarte rapide si care nu se repeta).

3.     Componente si mod de functionare

 Un osciloscop catodic este format dintr-un electronic(tub catodic),generator de baleiaj,

     amplificatoare.

    Tubul catodic este format dintr-un tub de sticla vidat, in care sunt fixate:catod, grila de control,anod de

focalizare,anod de accelerare,placi de deflexie si ecran.

    Catodul este incalzit la o temperatura ridicata cu ajutorul unui filament de incalzire, iar electronii se

evapora din suprafata lui.(Inainte ca natura acestui proces de emisie electronica sa fi fost complet inteleasa

acestor electroni li se dadea numele de ,,raze catodice˝).Anodul de accelerare, care are un mic orificiu in

centrul lui este mentinut la un potential pozitiv mai ridicat decat cel al catodului, astfel incat intre catod si

anod sa existe uncamp electric dirijat de la dreapta la stanga.Acest camp este limitat de spatiul cuprins

intre catod si anod, iar electronii care trec prin orificiul practicat in anod, se deplaseaza de la anod catre

ecranul fluorescent.Functia grilei de control este de a regla numarul de elctroni care ajung la anod(si deci

luminozitatea spotului de pe ecran).Anodul de focalizare face ca electronii care au parasit catodul in

directii putin diferite, sa ajunga cu totii in acelasi punct de pe ecran.Ansamblul complet, format din

catod,grila de control, anod de focalizare si electrod de accelerare este numit tun electronic.

     Electronii accelerasi trec prin doua perechi de placi de deflexie(pe orizontala si pe verticala).Campul

electric realizat intre primele doua placi ii deviaza spre dreapta sau spre stanga si campul dintre

celelalte doua placi ii deviaza in sus sau in jos.In absenta unor astfel de campuri,electronii se propaga in

linie dreapta de la orificiul anodului de accelerare pana la ecranul fluorescent si produc un spot luminos pe

ecran, in punctul unde il ciocnesc.Ecranul se numeste fluorescent deoarece contine o subsatnta numita

luminofor, care transforma energia cinetica a electronilor care strabat  tubul catodic, in energie luminoasa.

                Baza de timp  include acele circuite care genereaza tensiunea baza de timp si asigura sincronizarea acesteia cu semnalul vizualizat. Se deosebesc:cursa directa, de durata t_d, corespunzand portiunii 

                       t_i / t_d < 0,1

                                       

  

           Alaturi de multe alte domenii, medicina a beneficiat din plin de perfectionarile aduse aparaturii electronice.In anul 1960 , firma Lockheed, a anuntat producerea unui transmitator MF portabil, datele de la electrozii plasati pe corpul uman fiind transmise la un receptor ce permitea efectuarea electrocardiogramei (EKG).

          Din totalul echipamentelor electronice medicale : 1,0% sunt electrocardiografe;1,5% sunt electroencefalografe ; 8,9% sunt echipamente de diagnosticare, de baleiaj, cu ultrasunete;7,4% sunt sisteme de monitorizare;4,2% monitoare pentru presiunea sangelui 

          Osciloscopul a fost folosit de cercetatorii de la Universitatea Colorado pentru producerea unei imagini in doua dimensiuni, similara cu cea executata cu raze X, utilizand ultrasunete in impulsuri.

                  In medicina sunt folosite osciloscoape cu memorie (analogice). Pe suprafata interioara a tubului de sticla se depune un strat metalic fin, transparent M; efectul de memorie este realizat cu granule dintr-un material luminescent dispersate, lipite de pelicula M. 

          Pe toracele pacientului se aplica electrozi conectati la un osciloscop.Impulsurile pe care electrozii le transmit osciloscopului, sunt impulsuri electrice .In tubul catodic fasciculul de electroni au o energie cinetica, care este transformata de luminoforul de pe suprafata interioara a ecranului in energie luminoasa, aparand astfel spotul.Procesul acesta de redare grafica a ritmului cardiac este realizat intocmai cum a fost descris la functionarea unui osciloscop.Daca pacientul are puls pe ecranul oscilosopului va aparea un grafic care creste si scade(nu intotdeauna este periodica aceasta crestere si scadere).Daca graficul nu este la fel pe toata perioada monitorizarii pacientului acesta are probleme cardiace.In astfel de cazuri extreme medicul stie ca trebuie sa intervina.Imaginea de pe ecran este insotita si de sunet.De fiecare data cand curba atinge punctul de maxim se aude un piuit.In cazul in care pacientul nu mai are puls, pe ecran va aparea o linie continua si un piuit care nu inceteaza.In acest caz medicul stie ca trebuie sa intervina pentru a-l resuscita.De fiecare data cand ii stimuleaza electric inima, cu ajutorul a doua  padele incarcate electric, pe ecran apare din nou un grafic neregulat,insa daca inima nu raspunde la impulsuri, graficul devine din nou constant,sub forma unei linii, insotite de un sunet continuu.

            Ecranul osciloscopic este folosit si in ecocardiografie(ultrasonocardiografie).Ea foloseste un ecograf cu cristal piezoelectric care se aplica pe toracele bolnavului; ecourile captate sunt convertite in energie electrica, amplificate si expuse pe un ecran osciloscopic, sub forma unor puncte sau linii verticale, miscatoare. Astfel, se cerceteaza ecoul (si totodata functia) valvulei mitrale, apoi a celor aortice, tricupside si pulmonare.

Busola sau compasul (italiană: com-pasus) este un instrument de navigație utilizat pentru determinarea direcției relativ la polii magnetici ai Pământului. Cadranul busolei prezintă Polul Nord și Polul Sud magnetic, precum și direcțiile intermediare.
Istoric

Egiptenii au descoperit pentru prima dată busola. Busola sau acul magnetic a fost deja cunoscut în timpul împăraților din China. Pe atunci busola consta dintr-o piatră magnetică legată de un fir de ață pentru a se putea roti liber. Mai târziu apar formele de busole mai specializate. În Perioada Marilor descoperiri geografice portughezii au perfecționat busola.

Alexander Neckam un savant englez menționează busola pentru prima oară prin secolul XII în Europa, fiind adusă în anul 1190 de arabi. Forma busolei de azi este menționată prin secolul al XIII-lea probabil de un navigator italian din Amalfi, unde în port se găsește statuia luiFlavio Gioia, declarat „descoperitor al busolei”.

Constructie

Busola poate fi clasică sau numerică. Cea clasică se compune dintr-o capsulă transparentă și etanșă care conține un lichid uleios, în care se rotește, fixată pe un pivot, o săgeată magnetizată, colorată, de obicei, în roșu și negru, capătul roșu indicând Polul Nord, iar cel negru (albastru) Polul Sud. Fundul capsulei poate fi liniat, ceea ce permite o poziționare simplă pe hartă, ușurând astfel găsirea Nordului și orientarea pe hartă în spațiu.

Deviatia

Deviația este deplasarea suferită de acul magnetic sub influența unor câmpuri electromagnetice din apropierea busolei, provocate de aparate sau instrumente electrice, zăcăminte de minereuri feroase. Pentru eliminarea acesteia este necesară aplicarea unei corecții de direcție.

Inclinatia

Este unghiul format cu tangenta la suprafața globului terestru, această valoare fiind în Europa centrală de ca. 66,5° ceea ce înseamnă că intensitatea câmpului magnetic orizontal atinge numai 40 % din valoarea sa, în comparație cu câmpul magnetic vertical ce atinge 90 %. La busola folosită la navigația pe mare este necesar un giroscop pentru a menține busola (compasul) permanent într-o poziție orizontală.

• 

  Busolă de marş cu stabilirea direcţiei prin vizare în oglindă
 
• 

  Busolă gradată în grade centezimale (400 grd) şi cu riglă de conversiune.
 
• 

  Busolă a armateielveţiene cu 6400 de gradaţii.
 
• 

  Busolă de înclinaţie^[1](Salmoiraghi), cuclinometru
 
• 

  Busolă geologică dupăProf. Clar
 
• 

  Busolă orizontală de marină, montată în articulaţie cardanică.
 
• 

  Busolă orizontală modernă de marină.
 
• 

  Busolă verticală de aviaţie.