Як влаштовані годинник
категорія Faq
Відео: Як працюють годинник? - Научпок
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.
1
За винятком екстравагантних рішень, таких як сонячні, пісочний 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.
2
Однак помістити маятник в наручний годинник не вийде, так як для його коректної роботи необхідно стійке положення. У механічних наручних годинниках використовується балансир - механізм, що 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 зробить майже таке ж коливання в іншу сторону. По суті це той же маятник, тільки його коливання залежать не від гравітації, а від пружини.
3
Джерелом енергії в механічному годиннику 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.
4
До другої групи належать так звані кварцові годинники, чиє дія заснована на п`єзоелектричного ефекту. Під впливом електричних коливань деякі кристали деформуються. У кварцових годиннику мікроскопічний шматочок кварцу під дією електрики від батарейки постійно коливається з частотою більше 30 тисяч разів в секунду. Через електронну схему імпульси цих коливань передаються до електродвигуна 1 раз в секунду, а двигун обертає стрілки.
5
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.
Зверніть увагу
Точність механічного годинника сильно поступається точності кварцових. Для механічних ідеалом точності вважається розбіжність на 5 секунд в добу, а у кварцових середня помилка не більше 15 секунд за місяць.