ЯК влаштовані годинник

Цокання годинника - один з найбільш звичних звуків в сучасному світі. Люди настільки звикли до механізму відліку точного часу, що навіть не замислюються про принцип його роботи.

Інструкція

За винятком екстравагантних рішень, таких як сонячні, пісочні або водяний годинник, основна маса приладів для вимірювання часу ділиться на три групи за принципом дії. Перша з них, це механічний годинник. Принцип їх роботи полягає в тому, щоб за допомогою постійних коливань обмежувати швидкість обертання стрілок. Для цього використовується або маятник, або балансир. Як відомо, частота коливань маятника не залежить від амплітуди. Цей ефект використовується в настінних, баштових і підлогових годинах.

Однак помістити маятник в наручний годинник не вийде, так як для його коректної роботи необхідно стійке положення. У механічних наручних годинниках використовується балансир - механізм, який представляє собою важкий металевий обід, з'єднаний зі спіральною пружиною. Якщо повернути його в одну сторону, сила пружини буде прагнути повернути його назад, але за інерцією він здійснить майже таке ж коливання в інший бік. По суті це той же маятник, тільки його коливання залежать не від гравітації, а від пружини.

Джерелом енергії в механічних годинниках є або піднята гиря (в підлогових і баштових), або заведена пружина. Якби не було обмежує механізму (маятника або балансира), двигун б дуже швидко розкрутив стрілки і зупинився, втративши енергію. Однак завдяки тому, що обмежувач дозволяє двигуну передавати енергію на стрілки через деякі періоди (від 1 до 0,2 с), одного заводу вистачає надовго. Крім того, в механічному годиннику присутній передавальний механізм з шестерень, а також спуск, що забезпечує роботу балансира або маятника від двигуна.

До другої групи належать так звані кварцові годинники, чиє дія заснована на п'єзоелектричного ефекту. Під впливом електричних коливань деякі кристали деформуються. У кварцових годинниках мікроскопічний шматочок кварцу під дією електрики від батарейки постійно коливається з частотою більше 30 тисяч раз на секунду. Через електронну схему імпульси цих коливань передаються до електродвигуна 1 раз в секунду, а двигун обертає стрілки.

Електронний годинник за принципом дії нічим не відрізняються від кварцових, за винятком того, що імпульси коливань кристала передаються не на електродвигун, що обертає стрілки, а на рідкокристалічний дисплей.