복각
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
복각은 자석이 자기장 선에 맞춰 정렬하려는 경향에서 비롯되는 현상이다. 지구의 자기장 선이 표면에 평행하지 않기 때문에, 나침반 바늘은 북반구에서 아래쪽, 남반구에서 위쪽을 가리킨다. 복각의 범위는 -90도(남자기극)에서 +90도(북자기극)까지이며, 등각선은 지구 표면에서 측정된 복각이 동일한 윤곽선을 의미한다. 복각은 항공 분야에서 중요하며, 항공기의 자기 나침반에 회전 오차와 가속 오차를 발생시킨다. 나침반 바늘은 제조 과정에서 자기 경사를 보정하기 위해 무게를 조정하여 수평에 가깝게 균형을 유지하도록 만들어진다.
더 읽어볼만한 페이지
- 지구과학 - 지리학
지리학은 지구와 천체의 특징, 현상, 그리고 공간적 요소를 체계적으로 연구하는 학문으로, 고대부터 현재까지 이어진다. - 지구과학 - 단층
단층은 지각 변동으로 암석이 끊어져 어긋난 구조로, 전단력에 의해 형성되며, 지진 발생의 주요 원인이 되고 다양한 자연재해와 사회적 문제를 유발하며, ESR, OSL 연대측정법 등으로 연구된다. - 지질학 - 판 구조론
판 구조론은 암석권이 여러 개의 판으로 나뉘어 연약권 위를 이동하며 지진, 화산 활동, 산맥 형성 등의 지질학적 현상을 일으키는 이론으로, 1960년대 후반에 정립되어 해저 자기 줄무늬 패턴과 고지자기 자료로 뒷받침되며 지구과학의 핵심 이론으로 자리 잡았으나, 판 운동의 원동력에 대한 연구는 현재도 진행 중이다. - 지질학 - 판 (지각)
판은 지구 표면을 덮는 조각으로, 대륙판과 해양판으로 구분되며, 유라시아판, 태평양판, 아프리카판 등 14~15개의 주요 판과 40여 개의 소규모 판으로 구성되어 있다. - 지구물리학 - 측지학
측지학은 지구의 형상, 크기, 중력장 및 시간적 변화를 측정하고 연구하는 지구과학의 한 분야로, 고대 그리스어에서 유래되었으며 현대에는 GPS 등의 기술을 활용하여 지구 역학적 현상 연구에 기여한다. - 지구물리학 - 무역풍
무역풍은 지구의 위도권을 따라 동쪽에서 서쪽으로 부는 바람으로, 해들리 순환의 일부이며, 코리올리 효과로 북반구에서는 북동풍, 남반구에서는 남동풍으로 불며, 기상 및 생태계에 영향을 미친다.
| 복각 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 지구 자기장 선이 수평면과 이루는 각도 |
| 세부 정보 | |
| 측정 방법 | 경사계 사용 |
| 각도 범위 | 0° (자기 적도) ~ 90° (자기극) |
| 부호 | 북반구 (양수), 남반구 (음수) |
| 다른 이름 | 자기 경사 |
| 역사 | |
| 최초 기술 | 로버트 노먼(1581년) |
| 중요성 | |
| 인간 성취 | 찰스 머리의 "인간 성취"에 언급 |
2. 설명
자기 경사는 자석이 자기장 선에 맞춰 정렬하려는 경향 때문에 나타난다. 지구 자기장 선은 지구 표면에 평행하지 않기 때문에, 나침반 바늘의 북쪽 끝은 남반구에서는 위쪽(음의 경사)을, 북반구에서는 아래쪽(양의 경사)을 가리킨다. 자기 경사각의 범위는 -90도(남자기극)에서 +90도(북자기극)까지이다.[3] 지구 표면에서 측정된 자기 경사각이 같은 지점을 연결한 선을 등각선이라고 하며, 자기 경사각이 0도인 지점들을 연결한 선을 "자(磁) 적도" 또는 무경사선이라고 한다.[4]
2. 1. 주어진 위도에서의 계산
지구 핵 외부에서는 진공 상태의 맥스웰 방정식을 고려한다. 이때, \(\nabla \times \textbf{H}_c = \textbf{0}\) 및 \(\nabla \cdot \textbf{B}_c = 0\) 이고, \(\textbf{B}_c = \mu_0\textbf{H}_c\) 이다. 아래첨자 \(c\)는 이러한 자기장의 기원이 핵임을 나타낸다. 첫 번째 방정식은 스칼라 전위 \(\phi_c\)를 도입하여 \(\textbf{H}_c = -\nabla \phi_c\)로 나타낼 수 있음을 의미하고, 두 번째 방정식은 전위가 라플라스 방정식 \(\nabla^2 \phi_c = 0\)을 만족함을 의미한다.[5]최고차항으로 풀면 자기 쌍극자 전위는 다음과 같다.
:\(\phi_c = \frac{\textbf{m}\cdot \textbf{r}}{4 \pi r^3}\)
따라서 자기장은 다음과 같다.
:\(\textbf{B}_c = -\mu_o \nabla \phi_c = \frac{\mu_o}{4\pi}\big[ \frac{ 3\hat{\textbf{r}}(\hat{\textbf{r}}\cdot \textbf{m})-\textbf{m}} {r^3} \big]\)
이는 자기 모멘트 \(\textbf{m}\)과 지구 표면의 위치 벡터 \(\textbf{r}\)에 대해 정의된다. 여기서 위에서 정의된 경사 \(I\)는 (\(\tan I = B_r / B_{\theta}\)에서) 다음을 만족함을 보일 수 있다.[5]
:\(\tan I = 2\tan \lambda\)
여기서 \(\lambda\)는 지구 표면의 지점의 위도이다.[5]
3. 실제적 중요성
자기 경사는 특히 항공 분야에서 중요하다. 항공기 나침반은 자기 경사의 영향을 받아 회전 및 가속/감속 시 오차를 일으킨다.
가속 오류는 나침반 카드나침반가 장착된 곳에서 기울어지기 때문에 발생한다.[7] 북반구에서 동쪽 또는 서쪽 방향으로 가속할 때 오류는 북쪽으로의 회전 표시로 나타난다. 이러한 방향으로 감속할 때 나침반은 남쪽으로의 회전을 나타낸다.[6] 남반구에서는 그 효과가 정반대이다.
3. 1. 회전 오차 (Turning error)
회전 오류는 특히 항공 분야에서 중요하다. 비행기의 자기 나침반은 무게 중심이 회전점보다 훨씬 낮게 만들어진다. 결과적으로, 자기력의 수직 성분은 나침반 카드를 수평면에서 크게 기울이기에 너무 약하여 나침반에 나타나는 자침각을 최소화한다. 그러나 이것은 또한 항공기의 나침반이 뱅크 회전 시(회전 오류)와 속도 변화(가속 오류) 동안 잘못된 판독 값을 제공하게 한다.[6]
자침각은 나침반 카드의 무게 중심을 이동시켜 북쪽 또는 남쪽으로 회전할 때 일시적으로 부정확한 판독값을 발생시킨다. 항공기가 회전하면서 자침각으로 인한 힘은 플로트 어셈블리가 플로트가 회전하는 방향과 같은 방향으로 흔들리게 한다. 이 나침반 오차는 자기 극에 가까울수록 증폭된다.[6]
회전 오류를 보상하기 위해 북반구의 조종사는 북쪽으로 회전할 때 회전을 "과소"하게 하고, 나침반이 정확한 방위로 회전하기 전에 회전을 멈춰야 하며, 남쪽으로 회전할 때는 나침반보다 늦게 멈춰 회전을 "과도"하게 해야 한다. 이 효과는 남반구에서 정반대이다.[6]
3. 2. 가속 오차 (Acceleration error)
비행기의 자기 나침반은 무게 중심이 회전점보다 훨씬 낮게 만들어진다. 결과적으로 자기력의 수직 성분은 나침반 카드를 수평면에서 크게 기울이기에 너무 약하여 나침반에 나타나는 자침각을 최소화한다. 그러나 이것은 항공기의 나침반이 속도 변화(가속 오류)를 할 때 잘못된 값을 나타나게 한다.[6]3. 3. 균형 조정 (Balancing)
나침반 바늘은 제조 과정에서 자기 경사를 보정하기 위해 무게를 조정하여 수평을 유지하는 경우가 많다. 이러한 균형 조정은 위도에 따라 달라진다.[1]참조
[1]
서적
Human Accomplishment
https://archive.org/[...]
HarperCollins
[2]
서적
The newe attractive: shewing the nature, propertie, and manifold vertues of the loadstone: with the declination of the needle, touched therewith under the plaine of the horizon
https://archive.org/[...]
[3]
서적
Looking into the earth : an introduction to geological geophysics
https://archive.org/[...]
Cambridge University Press
2000
[4]
서적
The Nuttall Encyclopædia
[5]
서적
The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics
https://www.cambridg[...]
Higher Education from Cambridge University Press
2022-01-13
[6]
간행물
PHAK
[7]
서적
Instrument Flying Handbook: FAA-H-8083-15B
Federal Aviation Administration, US Department of Transportation
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com