Кварцевые часы: устройство, составляющие и принцип работы

За последние несколько столетий электричество все прочнее входило в человеческую жизнь, естественно, что это затронуло многие области жизни и деятельности, в том числе и часовое дело. Сначала появились механические часы, которые были очень точными, однако сложными в изготовлении и достаточно дорогими. Прекрасной альтернативой стало появление кварцевых часов, которые имеют такую же точность, но доступны абсолютно всем. Попробуем разобраться, как устроены кварцевые часы и как они работают.

Главные компоненты кварцевых часов

Эти часы названы так благодаря кристаллу кварца, который является источником колебания. С его помощью обеспечивается большая стабильность импульсов, а значит, и большая точность хода. Кристаллом вырабатывается электрическое поле, но если подвергнуть его воздействию электротока, кристалл будет сжиматься, то есть его можно заставить колебаться, причем все кристаллы отличаются разной частотой резонанса. Идеальной частотой колебаний считается 32 768 Гц.

Основные элементы кварцевых часов – это шаговый электродвигатель и электронный блок, двигатель поворачивает стрелки, а блок посылает ему импульс раз в секунду. Батарейка, которая питает оба этих компонента, обычно осуществляет работу в течение нескольких лет, что позволяет забыть о том, что нужно заводить часы, на протяжении всего этого времени. Поэтому кварцевые часы являются уникальным сочетанием удобства в использовании и высокого уровня точности.

Состав электронного блока и шагового двигателя

В кварцевых часах электронный блок состоит их двух частей – генератора и делителя. Генератором вырабатываются электрические колебания, стабилизирующиеся при помощи кварцевого кристалла на его частоте. В результате получаем генератор электрических колебаний стабильной частоты.

В секунду генератор вырабатывает 32 768 колебаний, а это больше числа колебаний в обычных часах приблизительно в 10 000 раз – механические устройства просто не могут выполнять работу с такой скоростью. Вторая часть электронного блока, делитель, призвана преобразовывать данные колебания в электрические импульсы частотой в 1 Гц, которые впоследствии подаются на обмотку шагового электрического двигателя.

Что касается двигателя, то его составляющие – это статор, катушка с обмоткой, которые на нем неподвижно закреплены, и ротор, представляющий собой постоянный магнит на оси. Когда через катушку проходит импульс, создается магнитное поле, поворачивающее ротор на пол-оборота, который вращает стрелки через систему шестеренок.

Внешний вид и дополнительные функции

Циферблат со стрелками можно считать классическим вариантом, но порой применяется и цифровой дисплей. Подобные часы носят название кварцевых с цифровой индикацией, что подчеркивает тот факт, что основа часов – кварцевый генератор, а информация о времени показана на экране в виде цифр. Помимо всего прочего, можно особым образом запрограммировать микросхему и получить вместо обычных часов секундомер, будильник, хронограф и так далее.

Срок службы кварцевых часов

При покупке часов возникает естественный вопрос: как долго они прослужат? Гипотетически, хорошие кварцевые часы не должны уступать механическим в вопросе долговечности. Колесный механизм и шаговый двигатель будут служить достаточно долго, нужно лишь раз в несколько лет менять батарейку. Точной статистики пока что нет, ведь появились кварцевые часы только 40 лет назад, но многие такие часы ходят до сих пор.

Сегодня существует множество разнообразных и современных моделей кварцевых часов, как мужских, так и женских, поэтому каждый сможет подобрать для себя то, что будет идеально ему подходить.