Как работают кварцевые часы. Устройство стандартного кварцевого механизма настенных часов.

Немного истории

Кварцевые часы — это, пожалуй, самый распространенный бытовой прибор, который присутствует в жизни почти каждого жителя нашей планеты. Неважно, будь то наручные, настенные, настольные или, даже, напольные часы — все они работают по одному принципу и устройство их механизма, примерно, схоже.

Появлением кварцевого механизма мы обязаны Уоррену Моррисону и Джозефу Хортону. Именно они, в 1927г., представили миру первые кварцевые часы. К сожалению, размеры часов были настолько велики, а точность настолько низкая, что большого интереса это изобретение не получило. Производители не видели практического применения данному изделию, сложность производства также не добавляла оптимизма.

Нужна была миниатюризация всех элементов механизма, включая элемент питания. На это ушло почти 30 лет.

В конце 50х годов начали появляться первые прототипы микросхем и это стало толчком для развития кварцевого часового дела. Детали становились всё меньше, лампы заменяли на транзисторы и энергоэффективность таких приборов становилась всё выше.

В 1960 году компания Bulova представила модель Accutron, которая более, чем на 10 лет стала главным антагонистом для наручной механики. Accutron предлагал владельцу точность до 2 секунд в сутки, а элемента питания хватало на 1 год. Это еще не были кварцевые часы, т.к. вместо кварцевого резонатора использовали магнитный камертон, но начало было положено. Это был триумф компании, который подстегнул остальных активнее развиваться в этом направлении.

В начале 60х годов швейцарские часовщики презентовали несколько моделей малогабаритных часов с потрясающей, даже для наших времен точностью (менее 1 секунды в месяц). Да, до размеров современных наручных им было ещё далеко, но стало ясно, что развитие технологий в этом направлении движется с большой скоростью и результат не заставил себя  долго ждать.

В конце 60х годов миру были представлены такие кварцевые наручные часы, какими мы знаем их и сейчас  — Seiko Astron и несколько швейцарских часов на собственных калибрах. Цены на данные часы ещё очень высоки и превосходили цены на механических собратьев, примерно, на порядок.

С течением времени и прогресса стоимость производства компонентов для кварцевых механизмов уменьшалась и часы становились дешевле и доступнее для покупателей.

Окончательный перелом наступил в конце 70х годов — механика утратила лидирующую позицию и уступила первенство популярности кварцевым часам.

Это неудивительно, ведь кварцевые механизмы дешевле, точнее, не нуждаются в постоянном заводе и обслуживании, а если говорить про интерьерные часы, то кварц позволяет воплотить в жизнь совершенно любые фантазии относительно внешнего вида часов.

Как же это работает

Основными элементами кварцевого механизма являются электронный блок и шаговый электродвигатель. Электронный блок раз в секунду посылает импульс двигателю, а тот поворачивает стрелки.

Очень высокую стабильность частоты вырабатываемых импульсов, а значит, и высокую точность хода, обеспечивает кристалл кварца, из-за которого часы и получили свое название.

Зачем часам кристалл

Кристалл кварца обладает уникальными свойствами: при воздействии электрического тока кварц сжимается и вырабатывает электрический импульс. Таким образом, кристалл можно заставить сжиматься-разжиматься, т.е. колебаться, под воздействием электрического тока. Подбором размеров кристалла добиваются частоты резонанса 32768 герц.

Электронный блок кварцевого механизма состоит из двух частей. Одна часть, генератор, вырабатывает электрические колебания, которые стабилизируются кварцевым кристаллом на его резонансной частоте. Таким образом, мы имеем генератор электрических колебаний, причем частота этих колебаний очень стабильна. Остается эти равномерные колебания превратить в равномерное же движение стрелок.

Генератор вырабатывает 32768 электрических колебаний в секунду. Это примерно в 10000 раз больше, чем число колебаний баланса в обыкновенных часах. 32768 — это 2 в 15-й степени, что важно, поскольку в схеме присутствует также простейший двоичный счетчик, он же делитель, на выходе из которого частота снижается до 1 герца — до секундного такта. Эти импульсы подаются на обмотку шагового электродвигателя.

Двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной на нем катушки с обмоткой и ротора — постоянного магнита, насаженного на ось. При прохождении через катушку электрического импульса возникает магнитное поле, которое поворачивает ротор на пол-оборота. Ротор через систему шестерен вращает стрелки.

Устройство кварцевого механизма

1. Корпус механизма
2. Секундное колесо
3. Передаточное колесо
4. Передаточное колесо
5. Ротор
6. Статор
7. Плата с генератором, делителем и катушкой
8. Ложемент
9. Центральное колесо
10.Минутное колесо
11. Часовое колесо

Кварцевый механизм часов — что это такое? Принцип работы и модельный ряд кварцевых часов

Содержание

• Чем кварц отличается от механики?
• Как появился кварцевый механизм?
• Как функционируют кварцевые часы?
• Преимущества кварцевых моделей
• Недостатки ходиков с кварцем
• Период эксплуатации
• Как выбрать интерьерные часы?
• Лучшие кварцевые часы, сделанные в Поднебесной
• Лучшие механизмы из Японии
• Отдельно про Orient
• Механизмы из Швейцарии
• Германские механизмы

Практически для каждого современного человека обязательным ежедневным аксессуаром являются наручные часы. Они помогают точно определять время, завершают образ, создают имидж и подчеркивают статус. Когда пользователь выбирает подходящую для себя модель, то он колеблется между приобретением механического и кварцевого механизма. Поскольку это главное, на что необходимо обращать внимание при покупке часов. Что такое кварцевый механизм, почему он лучше или хуже механики и какие бренды представлены на рынке, вы узнаете из нашей статьи.

Чем кварц отличается от механики?

Наручные часы делятся на две категории – кварцевые и механические. Кому-то по нраву первый вариант, а кто-то его не приемлет, отдавая предпочтение классике часового искусства, то есть механическим моделям. Каждая из систем обладает собственными преимуществами и минусами, а потому трудно однозначно сказать, какой из них лучше.

Кварцевые ходики от механических изделий отличаются приводящим их в действие очагом энергии.

Кварцевые наручные часы

Поставщиком энергии в кварцевых аксессуарах является батарейка. От нее питаются шаговый электромоторчик и электронный блок модели. Последний ежесекундно подает двигателю извещение, чтобы тот передвигал стрелки. Точность механизма кварцевых часов и высочайшая стабильность частоты продуцируемых колебаний обеспечивается кварцевым кристаллом (минерал природного происхождения, входящий в состав песка и давший наименование механизму). Несоответствие точному времени ровно 15-25 секундам в месяц. Лучшие аксессуары демонстрируют расхождение, составляющее всего пять секунд в год.

Поскольку батарейка может работать безотказно не менее трех лет, то часы не нуждаются в подзаводе

В механических ходиках используется спиральная пружина, находящаяся в барабане с зазубренным краем. Когда часы заводят, эта пружинка скручивается. Раскручиваясь, она активирует барабан, а вращение последнего заставляет двигаться весь механизм. Пружинный двигатель имеет один существенный недочет: пружина раскручивается с неравномерной скоростью, из-за чего часы идут не точно.

Механические наручные часы

Как появился кварцевый механизм?

Первый раз кварцевые наручные часы были представлены торговой маркой Hamilton в 1957 году. В конце 70-х годов прошлого века бренд Hewlett Pacckard из США выпустил модель с функцией микрокалькулятора. Аксессуар позволял производить математические расчеты с шестизначными цифрами. Чтобы нажать кнопки калькулятора, приходилось пользоваться шариковой ручкой.

В 60-х годах в Швейцарии случился так называемый кварцевый кризис: на мировом рынке продажи швейцарских часов с 50% снизились до 15%. Эта депрессия была спровоцирована тем, что швейцарские часовщики оказались слишком привязанными к старинным традициям изготовления механических моделей. Лишь спустя два десятка лет, когда объединились несколько лидирующих швейцарских часовых компаний, стране удалось вернуть себе былое первенство на часовом рынке.

Швейцарские кварцевые часы

Как функционируют кварцевые часы?

Кварцевый тип механизма в часах значит, что для создания его основы используется очищенный природный кристалл кварца в виде камертона. Его заключают в особенную камеру, а потому при разборе изделия его не видно. Если на кварц оказать воздействие током, то он начинает пульсировать в бесперебойном ритме, составляющем 32768 колебаний в секунду. Вместе с этим, пульсируя, кварц источает личные электроразряды, управляющие часовым ходом.

Вместе устройство кварцевого часового механизма функционирует так:

1. Батарейка питает энергией электронный блок, который посылает кварцевому кристаллу электроимпульс.
2. Кварц в итоге пульсирует с силой, доходящей до 32768 колебаний в одну секунду. Каждое колебание в распределительный блок посылает импульс. Частотность кристалла уменьшается до толчка в секунду. В итоге импульс происходит через каждую секунду.
3. Для поворота стрелки этого мало, поэтому импульс становится более мощным благодаря приводному блоку и подается к пошаговому двигателю, который и «ответственен» за перемещение стрелок.
4. Из-за электрических импульсов в моторчике создаются магнитное поле, переворачивающее особенный ротор, который перемещает секундный указатель на секунду сквозь шестерни.

Вот так работают кварцевые часы, пользующиеся ныне чрезвычайным спросом.

Мужские часы с хронографом на кожаном ремне, OKAMI (цена по ссылке)

Преимущества кварцевых моделей

Среди плюсов кварцевых часов можно выделить то, что они идут с завидной точностью. В месяц различие во времени может быть равным 20 секундам. А лучшие кварцевые механизмы это расхождение сокращают всего до пяти секунд за год.

Такие ходики более надежные, нежели механические «коллеги», поскольку состоят из минимального количества элементов – шагового электромоторчика и электронного блока.

Часы, оснащенные кварцевым механизмом, не требует каждодневного подзавода. На рынке есть экземпляры, батарейку в которых следует менять лишь раз в три года. Но есть и изделия, в которых менять батарейку разрешается еще реже – раз в десятилетие.

Кварцевые часы отличаются доступной стоимостью, поскольку собираются не вручную. Поэтому их себе может позволить человек с наиболее стесненным бюджетом.

Изделия устойчивы к разным ударам, а потому их с легкостью могут использовать приверженцы экстремальных развлечений и динамичного образа жизни.

Женские часы с кристаллами на керамическом браслете, SL (цена по ссылке)

Недостатки ходиков с кварцем

Такие аксессуары не имеют существенных недостатков. Но все же несколько позиций можно выделить. Так, вам хоть и нечасто, но придется покупать батарейку. А если ваши часы были изготовлены в конце прошлого столетия, то найти подходящий источник питания вам и вовсе не удастся, поскольку ныне таких не выпускают.

Механизмы не могут похвастаться высокой ремонтопригодностью. Если производитель больше не делает запасных элементов, то отремонтировать часы поможет лишь полная замена механизма. Ремонт и замена кварцевого механизма часов нужны тогда, когда часы полностью остановились.

Как правило, в 90% случаев аксессуарам требуется полная замена механизма, поскольку возобновление старого образца не представляется возможным

Но это относительные недочеты, ведь замена батарейки не вызовет проблем, особенно если речь идет о красивом и стильном аксессуаре. А если учесть прекрасное соотношение качества и стоимости, то этот минус вообще становится незаметным.

Период эксплуатации

Каждый пользователь, который покупает кварцевый хронограф или хронометр, задается вопросом о том, сколько времени он прослужит и что произойдет, если нарушится невредимость механизма. Эксперты утверждают, что зачастую подобное устройство легче поменять на новое до того момента, как оно испортится.

Кварцевые часы с хронографом

По истечении времени батарейка может начинать садиться. В этом случае часы будут отставать. Если же кварц разрушится, то ходики, наоборот, начнут спешить. Но обе причины устраняются посредством замены вышедшего из строя элемента. Таким образом, считается, что кварцевый часовой механизм – это долговечный, качественный экземпляр, который ломается в редких случаях.

Как выбрать интерьерные часы?

Часто пользователи отдают предпочтение кварцевым механизмам и при выборе часов для оформления интерьера. Принцип работы кварца в настенных часах такой же, как и в наручных.

Настенные кварцевые модели являются наиболее доступными по стоимости. В сравнении с механическими и электронными изделиями ассортимент кварцевых интерьерных часов более обширный. При их выборе следует учитывать соответствие размера изделия параметрам комнаты. Чем большее помещение, тем большим должен быть и приобретаемый экземпляр.

Настенные кварцевые часы Young Town

На часовом рынке нередко можно встретить механизмы с функцией боя. Производители кварцевых механизмов с боем уверяют, что такие часы идут с повышенной точностью и рассчитаны они для настенных часов. Так, наиболее известной фирмой, занимающейся выпуском именно таких систем, есть компания Young Town.

Поэтому, если вы хотите, чтобы каждый час в вашем доме раздавался приятный звук курантов, то такие изделия вам обязательно понравятся

Лучшие кварцевые часы, сделанные в Поднебесной

Самой востребованной и популярной категорией наручных часов китайских производителей являются кварцевые модели. Почти каждый бренд представляет минимум три-четыре таких экземпляра. Рассматривая модели и виды китайских кварцевых механизмов, нельзя оставить без внимания торговую марку ONELOONG. Покупателям предлагается приблизительно десять решений с разнообразным оформлением. Все модели обладают корпусом, диаметр которого достигает 46 сантиметров и имитирует металл. Кроме того, на каждом экземпляре предусмотрены четкие крупные цифры.

Китайские кварцевые часы ONELOONG

WEIDE – еще один китайский бренд, предлагающий такие часы. Эту фирму можно считать модным экспертом. В каждой модели предусмотрен кварцевый бесшумный механизм плавного хода. Это многофункциональные аксессуары, в которых есть секундомер, воспроизведение дня недели и даты, интегрированный хронограф, подсветка дисплея и стрелок.

Лучшие механизмы из Японии

Сегодня надежный японский кварцевый механизм Miyota и Seiko является наиболее востребованным в изготовлении разнообразных брендов часов. Отличительной характеристикой торговой марки Miyota есть то, что все часовые механизмы собираются только в стране восходящего солнца, соответственно с наиболее высокими показателями качества, благодаря чему ходики работают невероятно точно и надежно.

Основным критерием качества японских кварцевых механизмов Seiko есть также безошибочность хода, определяющаяся корректировкой кварцевого генератора. Такие модели обладают закрытой конструкцией, защищающей механизмы от попадания пыли и разных посторонних мелких деталей.

Японские кварцевые часы Сейко

Еще одним лидером является механизм Citizen, использующийся в таких часах, как Casio и Seiko. Хронометры с кварцем Citizen отличаются прочностью, стойкостью к повреждениям, попаданиям влаги и ударам. Системы покрыты карбидом титана, в семь раз увеличивающим прочность.

Механизмы Casio, которые также производит Япония, уже давно известны на отечественных просторах. Они надежны, долговечны и чрезвычайно точны. Их выбирают те, кто ценит собственный имидж и для кого важен имеющийся статус.

Японские часы Casio

Отдельно про Orient

Существует еще один японский бренд, специализирующийся на производстве кварцевых наручных часов. Это Orient. Все модели этой торговой марки отличаются друг от друга дизайном и функциональностью. Так, в коллекции представлены простые аксессуары с часовой, минутной и секундной стрелками. Есть экземпляры, снабженные окошком даты. Также в серии присутствуют изделия с дополнительными указателями суточного времени, даты и дня недели.

Заводить кварцевые наручные часы «Ориент» не нужно. У всех моделей различная степень водозащиты, колеблющаяся от 30 до двух сотен метров.

Кварцевые наручные часы «Ориент»

Механизмы из Швейцарии

Швейцарские кварцевые механизмы для наручных часов Ronda 517 и 515 – это самые популярные системы. На единственной батарейке они способны функционировать более трех лет. А вот модель 715 может работать и того больше – целых пять лет. Независимо от того, сколько могут функционировать механизмы Ronda, всем им свойственна точность и надежность. Расхождение равно не больше 10/+20 секунд в месяц.

Механизмы Ronda интегрированы в часы Luminox, которые поставляют вооруженным силам Америки. Швейцарская система без проблем устанавливается в герметический корпус, устойчивый к встряскам и ныряниям на глубину до сотни метров.

Швейцарские кварцевые наручные часы Luminox

Кварцевые механизмы ЕТА – еще одни системы, созданные швейцарцами. Швейцария много в чем благодаря именно этой торговой марке, стала образцом часового искусства. ЕТА кварц, применяемый для создания аксессуаров, выращивается на самом производстве.

Такой механизм, прежде всего, является залогом того, что даже наиболее привередливый человек разыщет ходики, способные удовлетворить каждое из его требований. Кроме главных функций, механизм может обладать и рядом дополнительных. Например, будильником, компасом, индикатором подзарядки батареи.

Механизм ЕТА в кварцевых часах

Германские механизмы

Если речь заходит о надежных, качественных и точных часах – то нельзя не вспомнить кварцевый механизм Hermle из Германии. Эта немецкая компания производит кварцевые беззвучные часовые механизмы.

Германские кварцевые часы Hermle

Практически в каждой детали чувствуется качество данных систем. Стоимость таких механизмов разрешает использовать их в комплекте с дорогостоящими либо необычными корпусами часов.

Как работают кварцевые часы?

В прошлом месяце мы объясняли, как работают механические часы. В этой статье мы рады объяснить, как появился один из самых популярных механизмов измерения времени — кварцевые часы. Хотя технология механических часов появилась почти на тысячу лет раньше технологии кварцевых часов, обе они нашли свое место в современном хронометрировании. Если вы когда-нибудь задавались вопросом: «Как работают кварцевые часы?» или «Как работают кварцевые часы?», прочитайте наше руководство, чтобы понять некоторые различия между кварцевыми и механическими часами, а также преимущества кварцевых часов.

Что такое кварцевые часы?

Как и в механических часах, в кварцевых часах внутри есть шестеренки, которые перемещают стрелки по циферблату, точно измеряя секунды, минуты и часы. Однако эти шестерни регулируются крошечным кристаллом кварца, а не балансовым колесом или качающимся маятником.

Кварц — один из самых распространенных минералов на Земле. Он сделан из диоксида кремния, химического соединения, содержащегося в песке и многих породах. Кварц — это то, что мы называем пьезоэлектриком, что означает, что когда к нему прикладывается физическое напряжение или тепло, он генерирует небольшой, но измеримый электрический ток.

Так что же произойдет, если вы сделаете наоборот и попытаетесь пропустить электричество через кварц? Когда электричество проходит через кварц, он вибрирует с определенной частотой. С точным количеством электричества вы можете производить точное количество вибраций в секунду, что имеет решающее значение для хронометража часов, как вы узнаете ниже.

Итак, как работают кварцевые часы или кварцевые часы?

Каждые кварцевые часы содержат небольшой кусочек кварца, обычно имеющий форму музыкального камертона. Батарея внутри кварцевых часов, часов или хронометра посылает электричество к кварцевому кристаллу через электронную схему. Кристалл кварца производит вибрации, которые эхом отражаются вокруг часов и возвращаются во внутренние вилки, заставляя зубцы вилки вибрировать 32 768 раз в секунду.

Схема измеряет количество вибраций и генерирует один электронный импульс на каждые 32 768 вибраций. Если кварцевые часы настроены правильно, колебания должны равняться одному электронному импульсу в секунду. Эти импульсы приводят в действие шестерни вперед, в свою очередь, перемещая стрелки часов по часовой стрелке вокруг циферблата.

В чем основная разница между кварцевыми и механическими часами?

Кварцевые механизмы точны и долговечны, что делает их привлекательными для тех, кто ищет качественные часы, которые не обойдутся в кругленькую сумму. Вам не придется беспокоиться об их заводе, как в случае с механическими часами, поэтому они очень популярны. Однако есть одно существенное различие между кварцевыми и механическими часами с точки зрения производительности.

Кварцевые часы работают за счет электронных импульсов, а это означает, что стрелки подключенных часов не находятся в постоянном движении. Механические часы основаны на постоянно вращающихся шестернях, что приводит к постоянному движению стрелок часов. Механические часы производят более плавное движение стрелки, в то время как кварцевые часы, как правило, производят более внезапное и быстрое движение. Если вы особенно интересуетесь ходом часов, это важный аспект, который следует учитывать.

При этом как кварцевые, так и механические часы очень надежны, поэтому часы обоих стилей продолжают производиться и по сей день. Если вы ищете элегантные и доступные по цене настольные или каминные часы, мы приглашаем вас приобрести наши искусно изготовленные коллекции кварцевых часов. Вы также можете задать нашим экспертам-часовщикам любые вопросы о кварцевых и механических часах, связавшись с нашей командой.

Как работают кварцевые часы

Главная / Мой блог о настенных часах

Назад / Next

Кварц обеспечивает точность, не имеющую себе равных в истории «захвата» и отображения времени; кварцевый механизм произвел революцию в производстве часов. Перевернув нашу жизнь с ног на голову, наконец стало возможным иметь точное время в нашей повседневной жизни.

 

Чтобы понять, насколько этот кварцевый механизм произвел революцию в мире, мы увидим в этой статье:

 

• Как работает кварцевый механизм.
• История кварцевого механизма.
• Кварцевый механизм против механического.

1) Работа кварцевого механизма

A. Принцип действия и свойства кварца

Работа механизма, использующего кварцевый механизм, очень проста: кварц при электрическом возбуждении начинает колебаться с точной частоты из-за его пьезоэлектрических свойств. Эта хорошо откалиброванная частота длится ровно одну секунду, поэтому часовщики быстро используют ее для разработки точных часов. Чтобы достичь желаемой частоты, кварц разрезают на пластинки, а затем помещают в жестяную трубку для защиты.

То, как он работает и как он используется в часовом деле, также зависит от режима отображения, цифрового или аналогового.

B. Кварцевый механизм и цифровой дисплей

Используя свойства кварца, управлять часами или часами с цифровым дисплеем просто. Источником питания является батарея, которая будет посылать импульс на Кварц. Этот импульс будет создавать вибрации, которые передаются на чип, установленный в механизме. Затем этот чип декодирует все полученные вибрации и сообщает экрану увеличивать отображение на один звук каждую секунду, а затем на одну минуту каждые 60 секунд.

 

 

C. Кварцевый механизм и аналоговый дисплей

Для аналогового дисплея это немного дольше и сложнее. Как и в случае с цифровым дисплеем, батарея будет посылать кварцу импульс, который заставит его вибрировать и отправить его на чип. Чип на этот раз пошлет электрический импульс на катушку, принадлежащую шаговому двигателю.

D. Шаговый двигатель

Мариус Лаве изобретатель шагового двигателя в 1936, и этот двигатель состоит из:

• катушки
• статор
• намагниченный ротор

При вращении магнита в цилиндре возникает электрический ток. Обратное также работает по тому же принципу, т. е. наведение электрического тока в катушке будет иметь электрический ток.

 

На этом принципе работает шаговый двигатель! Во-первых, ротор намагничивается. Затем мы подадим электрический ток в катушку, которая создаст магнитный ток в статоре, что приведет к половине оборота ротора. Затем электрический ток направляется в противоположном направлении, чтобы изменить полярность в статоре, что заставит ротор совершить полный оборот.

Затем движение ротора передается на шестерни, что приводит в действие кварцевый механизм.

Бонус:  Если вы закрепите статор на часах вверх ногами, они будут работать в перевернутом виде.

 

2) История и изобретение кварцевого механизма

A. Создатели и первые объекты

Французы изобрели или вместо этого открыли пьезоэлектрический эффект кварца, эти два брата: Пьер и Жак из очень известной семьи Кюри (всемирно известный, в частности, благодаря работе Пьера и его жены Марии Кюри по радиоактивности).


Этот пьезоэлектрический эффект возникает при нажатии на определенные кристаллы (в нашем случае Кварц), он заставляет электричество циркулировать внутри этих кристаллов. Верно и обратное: если электричество пропустить через кварц, он будет вибрировать туда-сюда. Научное определение пьезоэлектричества выглядит следующим образом:

Пьезоэлектричество (также называемое пьезоэлектрическим эффектом) — это появление электрического потенциала (иными словами, напряжения) на гранях кристалла, когда вы подвергаете его механическому воздействию (сжимая это).
На практике кристалл становится крошечной батареей с положительным зарядом на одной стороне и отрицательным зарядом на другой; ток течет, если мы соединяем две стороны, чтобы сделать цепь. При обратном пьезоэлектрическом эффекте кристалл подвергается механическому воздействию (деформированию формы) при приложении напряжения к его противоположным граням.

B. Массовый маркетинг и использование

В 1927 году Waren Marrison и J.W. Хортон из Bell Laboratories представил первые часы с кварцевым механизмом: часы Crystal.

 

 

Эти первые кварцевые часы размером со шкаф работали, используя колебания кварца, вызванные пьезоэлектричеством; это электрическое колебание создает чрезвычайно точный сигнал, сохраняя ту же частоту. Это позволяет считать секунды и, таким образом, разрабатывать точные часы.

Первые часы, работающие с этим кварцевым механизмом, были построены компанией Seiko в 1927 году в декабре 1969 года. Благодаря простоте изготовления, точности и низкой стоимости кварцевый механизм быстро стал наиболее широко используемым элементом часов. В результате почти все наши настенные часы работают с кварцевым механизмом. Хотя эти первые часы были дорогими, когда они вышли, обладание такими точными часами было признаком большого богатства.

C. Другие предметы с кварцевым механизмом

В настоящее время существует бесчисленное множество предметов повседневного обихода, использующих кварцевый механизм. Сначала все вещи, используемые в качестве хронометров: часы, наручные часы, даже некоторые часы с маятником, используют кварцевый механизм, чтобы сохранить эстетику часов и оптимизировать надежность отображения времени. В хронографе также используется кварцевый механизм. Из-за своего пьезоэлектрического эффекта и низкой стоимости кварц широко используется для изготовления генераторов. Многие другие предметы сделаны из этого минерала; мировое производство Quartz для электронных целей составляет два миллиарда каждый год.

3) Кварцевый механизм против механического

Все мы знаем, что часы хранят и показывают время, но задумывались ли вы когда-нибудь, как они это делают? Вероятно, самые простые часы, которые вы можете сделать, — это говорящие часы. Если вы посчитаете секунды, повторяя предложение, на произнесение которого требуется ровно одна секунда (например, «слон один», «слон два», «слон три»…), вы увидите, что можете довольно точно измерять время. Попробуйте. Произнесите ваши слоны от одного до шестидесяти и посмотрите, как вы измеряете время более минуты относительно ваших часов. Неплохо, а? Проблема в том, что у большинства из нас есть дела поважнее, чем говорить «слон». Вот почему мы рады, что изобрели часы.

A. Механический механизм

В первых часах использовались механические механизмы до появления кварцевого механизма. В часовой индустрии того времени в большинстве часов использовались маятниковые часы, чтобы отсчитывать время. Маятник — это длинный стержень или груз на веревке, который качается взад и вперед. В 1583 году итальянский физик Галилео Галилей (1564-1642) обнаружил, что маятник определенной длины всегда занимает одно и то же время, чтобы качнуться вперед и назад, независимо от его веса или размера.


Он понял это, наблюдая за большой лампой, раскачивающейся на цепи с потолка Пизанского собора в Италии, и используя свой пульс, чтобы рассчитать ее движение вперед и назад. В часах функция маятника заключается в регулировке скорости шестерен (зубчатых колес с врезанными в их края зубьями). Ставки подсчитывают количество прошедших секунд и конвертируют их в минуты и часы, которые отображаются на стрелках, вращающих циферблат. Другими словами: шестеренки часов просто считают слонов.
На открытом корпусе больших напольных часов виден маятник, качающийся внутри. Вы можете сделать маятник, прикрепив груз к куску веревки. Если линия имеет длину около 25 см (10 дюймов), маятник качается вперед и назад примерно раз в секунду. Более короткие струны будут колебаться быстрее, а более длинные струны будут колебаться медленнее.

B. Ограничения этого движения

Часы, использующие механические механизмы, такие как маятниковые часы, заключаются в том, что непрерывный маятник остановится.

Это происходит потому, что сопротивление и трение воздуха скоро исчерпают его энергию и остановят его. Вот почему маятники имеют пружины. Вы заводите пружину внутри часов примерно раз в день, чтобы накопить потенциальную энергию, необходимую для поддержания работы маятника в течение следующих 24 часов. Когда пружина раскручивается, она приводит в действие шестерни внутри часов. Затем с помощью механизма наклона, называемого спусковым механизмом, маятник заставляет шестерни вращаться с определенной скоростью, и именно так шестерни отсчитывают время. Карманные часы слишком малы, чтобы иметь внутри маятник, поэтому в них используется другой механизм. Вместо маятника у него есть баланс, который вращается сначала в одном направлении, а затем в другом, управляемый спусковым механизмом, намного меньшим, чем у маятника.

C. Преимущества кварцевого механизма

Часы с кварцевым механизмом решают все эти проблемы. Они питаются от батареи, и поскольку они потребляют очень мало электроэнергии, батарея часто может работать несколько лет, прежде чем вам потребуется ее заменить.