Kompas, typy, princip činnosti

Kompas je jedním z nejstarších a nejužitečnějších vynálezů v historii lidstva. První písemná zmínka o kompasu pochází z 3. století v Číně.

Historie vynálezu kompasu začíná objevem vlastností magnetu. Ve starověku Číňané zjistili, že kusy magnetické železné rudy se k sobě přitahují. Tento fenomén nazývali „láskavý kámen“. Také si všimli, že magnet vždy ukazuje určitým směrem a tato vlastnost byla využívána pro navigaci.

V 11. století Číňané vytvořili kompas, který se skládal z magnetizované střelky plovoucí na vodě v nádobě. Tato jehla vždy ukazovala na sever, stejně jako magnet ukazoval na póly Země. To umožnilo námořníkům a cestovatelům plavit se na otevřeném moři a najít cestu na neznámých místech.

Postupem času byl kompas vylepšen a stal se přesnějším a spolehlivějším. Ve 13. století začali kompas používat Evropané a začali jej používat k plavbě na volném moři. V 15. století Portugalci používali kompas k objevování nových zemí a cest v Africe a Asii.

Dnes se kompas nadále používá v navigaci, turistice a dalších oblastech, kde je vyžadována orientace v terénu.

Zajímavá fakta

1. Slovo „kompas“ pochází z latinského slova „compassare“, což znamená „měřit“.

V angličtině se kompas nazývá „compass“, což je slovo latinského původu. V arabštině je to „al-idah“, což znamená „směr“. V Číně je to „jing ke“, což se překládá jako „rozcestník“. V Japonsku je to „daiyuzen“, což znamená „velký duch“.

2. Největší kompas na světě je v Číně. Říká se jí „Plovoucí jehla“ a byla vytvořena v roce 200 před naším letopočtem. Má průměr 12 metrů a skládá se z 32 000 kamenů, z nichž každý váží asi 50 kilogramů. Kameny jsou uspořádány do tvaru symbolu Jin a Jang, který symbolizuje harmonii mezi protiklady.

3. Nejmenší kompas na světě, který vytvořil člověk, je velký jen 0,2 milimetru. Tento kompas byl vytvořen vědci z Kyushu University v Japonsku v roce 2017.

4. Nejpřesnějším kompasem na světě je magnetometr, který měří intenzitu magnetického pole Země a na základě magnetických polí určuje směr. Magnetometry se používají v GPS navigaci.

Typy kompasu

Existuje mnoho typů kompasů, které mají své vlastní vlastnosti a účely.

1. Magnetický kompas je nejběžnějším typem kompasu a využívá magnetické pole Země k určení směru. Skládá se z magnetické střelky, která ukazuje na magnetický sever.

2. Heliotropní kompas – slouží k určení azimutu slunce. Má dvě šipky: jedna ukazuje na geografický sever a druhá na slunce.

3. Gyrokompasový kompas – používá gyroskopy k určení směru a je nezávislý na magnetických polích. Používají se v letectví, lodní dopravě a vojenské technice.

4. Astronomický kompas – slouží k určení směru v noci nebo za zhoršených podmínek viditelnosti. Ten určuje směr podle hvězd.

5. Elektronický kompas – využívá data z magnetického pole Země a družic k určení směru. Některé modely mohou také poskytovat informace o nadmořské výšce, rychlosti a směru jízdy.

6. Rádiový kompas (zaměřovač) – používá se v letectví a navigaci k určení směru k rádiovým majákům. Přijímá signály z rádiových majáků a určuje jejich směr.

7. Kompasy se zrcátkem — používá se k určení úhlu sklonu předmětu. Mají zrcátko, které umožňuje vidět svislou čáru na stupnici kompasu.

8. Klinometr je kompas, který také měří sklon. Má stupnici, která ukazuje úhel sklonu ve stupních.

9. Sportovní kompasy — kompaktní a lehké, určené pro použití při turistice a jiných outdoorových aktivitách. Obvykle mají tekutou šípovou stabilizaci a podsvícení.

Kompasové zařízení

Kompas se skládá z následujících hlavních součástí:

• Bydlení: Jedná se o vnější plášť kompasu, který jej chrání před poškozením a zajišťuje stabilitu při používání.
• Magnetická jehla: Je to hlavní součást kompasu, která ukazuje směr. Skládá se z magnetizované tyče, která se volně otáčí na svislé ose. Jehla je vždy zarovnána s magnetickým polem Země a ukazuje na sever.
• Disk nebo karta: Jedná se o plochý povrch, na kterém jsou nakresleny směry (obvykle stupně nebo světové strany). Některé kompasy mají otočný číselník pro snadné použití s ​​různými mapami.
• Noha nebo stojan: Slouží jako podpěra kompasu a umožňuje jeho volné otáčení. Pomáhá zařízení zůstat na místě a zabraňuje jeho pohybu, když se uživatel pohybuje.

• Ochranný uzávěr nebo víko: Tato součást zakrývá magnetickou střelku, když se kompas nepoužívá, aby se zabránilo poškození střelky nebo jejímu vychýlení vnějšími magnetickými poli.
• Lupa nebo zvětšovací sklo: Může být poskytnut pro zlepšení viditelnosti šipky a dělení na disku.
• Úroveň: Jedná se o zařízení pro vyrovnání kompasu s horizontem, které pomáhá magnetické střelce mířit přesně na sever. Hladina je obvykle ve formě vzduchové bubliny, která se vznáší v kapalině a měla by zůstat ve středu malé trubice na těle kompasu.
• Znaky na pozadí nebo zvýraznění: Lze je přidat na disk nebo mapu pro snadnější čtení a navigaci.

Strany kompasu

Body kompasu zahrnují čtyři hlavní směry – sever, jih, východ a západ – a také střední a extrémní body mezi nimi.

1. Hlavní směry. Představují světové strany kompasu, které se používají pro navigaci a orientaci. Jsou následující:

• Sever (N) je horní strana kompasu, která ukazuje na severní pól Země.
• Jih (S) je spodní strana kompasu, naproti severu a směřuje k jižnímu pólu.
• Východ (E) je levá strana kompasu, která ukazuje východ slunce.
• Západ (W) je pravá strana kompasu, která odpovídá západu slunce.

2. Střední a extrémní směry. Vzdálenosti mezi hlavními body představují mezilehlé body kompasu a zahrnují:

• Sever-severovýchod (NNE) je úhel mezi severem a východem rovný 11,25°.
• Severovýchod (NE) je další úhel po SSV, který se nachází mezi severem a východem a je 22,5°.
• Východ-severovýchod (ENE) – úhel následující NE leží mezi východem a severem, je 33,75°.

A tak dále, až do mezilehlého bodu mezi západem a jihem, který se nazývá jih-jihozápad (JJZ) a má 165,75°, a pak na JZ (270°), ZJZ (291,25°) atd.

Tato mezilehlá ložiska mohou být užitečná pro přesnější orientaci a navigaci.

Vlastnosti kompasu

Níže jsou uvedeny hlavní parametry kompasu:

1. Typ kompasu – magnetický, gyroskopický, elektronický atd.

2. Přesnost určení směru.

3. Stabilita provozu v různých podmínkách.

4. Doba potřebná ke stabilizaci střelky (u magnetických kompasů).

6. Odolnost proti mechanickému namáhání.

7. Jednoduchost a snadné použití.

8. Rozměry a hmotnost.

10. Dostupnost podsvícení (pro práci ve tmě nebo při špatné viditelnosti).

11. Doplňkové funkce (například měření vzdálenosti, záznam trasy atd.).

Jak používat kompas

Zde je podrobný návod k použití kompasu:

1. Příprava kompasu.

Před použitím se ujistěte, že je zařízení v provozuschopném stavu. Zkontrolujte, zda střelka kompasu ukazuje na sever. Pokud šipka neukazuje na sever, budete muset zkalibrovat kompas.

2. Určení světových stran.

Kompas má obvykle čtyři hlavní směry: sever, jih, východ a západ. Strana, na kterou ukazuje šipka, vždy ukazuje na sever. Opačná strana kompasu bude ukazovat na jih.

3. Udržujte kompas vodorovně.

Například na úrovni hrudníku nebo pasu, držte jej pevně v rukou. Ujistěte se, že držíte kompas vodorovně, abyste dosáhli přesných údajů.

4. Počkejte, až se jehla uklidní.

Dejte střelce kompasu čas na stabilizaci. Obvykle se jehla po několika sekundách zastaví.

Podívejte se na kompas a určete, kterým směrem chcete jít. Pokud se například chcete přesunout na východ, otočte tělo tak, aby vaše levá ruka směřovala na východ.

6. Jděte zvoleným směrem.

Po určení směru začněte chodit zvoleným směrem. Udržujte kompas rovnoběžně se zemí, abyste měli jistotu, že míříte správným směrem.

7. Pravidelně kontrolujte směr.

Během jízdy pravidelně kontrolujte svůj směr, abyste se ujistili, že míříte správným směrem. To je zvláště důležité, pokud je terén velmi nerovný nebo pokud míříte do větru.

8. Buďte opatrní.

Uvědomte si prosím, že kompas může být ovlivněn magnetickými předměty nebo magnetickými anomáliemi, které mohou naměřené hodnoty zkreslit. Při používání kompasu se proto takovým objektům snažte vyhýbat.

Chyba kompasu

Chyba kompasu je odchylka mezi hodnotou kompasu a magnetickým polem Země. K tomuto jevu dochází v důsledku různých faktorů, které ovlivňují činnost kompasu a vytvářejí chyby v jeho čteních.

Hlavní důvody chyby kompasu:

1. Magnetická deklinace: odchylka magnetického pole Země od skutečného geografického severu. Může za to magnetické pole Země, které vzniká jádrem planety a její rotací.

2. Technická chyba: chyby související s kvalitou kompasu, jeho kalibrací a dalšími technickými vlastnostmi.

3. Místní magnetické anomálie: oblasti se zvýšenou nebo sníženou magnetickou intenzitou způsobenou geologickými rysy oblasti (např. ložiska magnetických rud).

4. Elektromagnetické rušení: zdroje elektromagnetických polí, jako jsou elektrické vedení, elektromotory, rádia a mobilní telefony, které mohou rušit kompas.

5. Chyba odchylky: Odchylky odečtů kompasu kvůli blízkosti kovových předmětů nebo magnetů.

6. Kolísání teploty: Změny teploty mohou ovlivnit magnetickou citlivost kompasu, zejména u kompasů na bázi tekutých magnetů.

Aby se snížila chyba kompasu, měly by být tyto faktory zohledněny a měly by být použity různé metody kompenzace chyb, jako je použití několika kompasů, úprava hodnot pomocí mapy magnetické deklinace atd. Je také důležité pravidelně kontrolovat a kalibrovat svůj kompas, aby byla zachována jeho přesnost a spolehlivost.

Nejnovější vývoj

Kompas je jedním z nejstarších a nejdůležitějších nástrojů pro navigaci a orientaci v prostoru. Používá se po mnoho staletí a jeho design a funkčnost se neustále zdokonalují. V této části se podíváme na nejnovější vývoj v oblasti kompasů a jejich funkcí.

• 3D kompasy. Používá tři osy k určení jeho umístění v trojrozměrném prostoru. Obvykle funguje na základě technologie GPS, ale může využívat i jiné metody, jako je inerciální navigace. 3D kompas umožňuje uživateli navigovat jakýmkoli směrem a v jakékoli nadmořské výšce.
• Kompas s digitálním zaměřovačem. Tento kompas kombinuje funkce kompasu a zaměřovače, což umožňuje uživateli určit směr a vzdálenost k cíli. Může využívat různé technologie jako je vyhledávání směru nebo určování polohy pomocí GPS.

• Chytrý kompas. Jedná se o nejnovější vývoj kompasů, který se integruje s mobilními zařízeními a dalšími gadgety. Využívá vestavěné senzory a algoritmy k určení směru a polohy v prostoru a lze jej použít v různých aplikacích, jako je navigace, orientace a sport.
• Indukční kompasy. Funguje na principu elektromagnetické indukce a pomocí magnetického pole Země určuje směr severu a jihu. Je vysoce přesný a k provozu nepotřebuje baterie.
• Gyroskopické kompasy. K určení vertikálního a horizontálního směru používá gyroskop. Je to jeden z nejpřesnějších kompasů a běžně se používá na lodích a letadlech k určení kurzu.