Sadržaj
- Što se nalazi unutar analognog sata
- Klatno satovi: prvi moderni sat
- Pogled unutra analogni sat
- Analogni satovi s oprugom
- Kvarcni satovi na baterije
- Završna napomena o atomskim satovima
Satovi se mogu podijeliti u dvije široke kategorije na temelju načina na koji prikazuju informacije.
Analog, aka mehanički, satovi koriste pokretne ruke kako bi pokazali trenutno vrijeme. digitalni satovi s druge strane prikazuju vrijeme kao skup brojeva, obično putem LCD-a ili drugog elektroničkog zaslona.
(Tehnički je moguće imati elektronički sat s analognim zaslonom, ali to je vrlo rijetko - obrađivat ćemo analog i mehanički kao sinonimi.)
Što se nalazi unutar analognog sata
Svaki sat treba tri temeljna dijela:
Najosnovnije, sat je uređaj koji koristi energija do prikaz vrijeme, regulirano a Mjerenje vremena mehanizam.
Razmislite o pješčani sat s puno pijeska - vrlo jednostavan analogni sat. svoj energija izvor je gravitacija, njezina prikaz je količina pijeska u svakoj polovici i njegova Mjerenje vremena Mehanizam je relativno konstantna brzina kojom pijesak teče kroz uski otvor između dviju polovica.
U sofisticiranijim analognim satovima, tri osnovna dijela povezana su zupčanicima, remenicama i drugim mehaničkim sustavima.
U modernim satovima mehaničke komponente mogu se zamijeniti žicama i električnim strujama. Postoji više mogućih konfiguracija nego što bismo ih ikad mogli pokriti, pa ćemo detaljnije pogledati jedan određeni tip sata.
Klatno satovi: prvi moderni sat
Satovi klatna su vjerojatno prvi moderni satovi.
Klatno, sjetit ćete se, težina je visjela s fiksne točke i dopušteno joj je da se ljulja naprijed i natrag - možete napraviti jednostavno tako što ćete objesiti par ušnih listova.
Na prijelazu iz 17. stoljeća, pokusi talijanskog znanstvenika Galilea Galileia u fizici naveli su ga da otkrije ovu jedinstvenu osobinu klatna: jedna će stalno odvojite istu količinu vremena da provedete puni zamah.
To je istina čak i ako se otpor zraka i drugi čimbenici polako smanjuju koliko se klatno pomiče sa svakim zamahom, sve do trenutka kad se zaustavi.
Odmah je prepoznao potencijal klatna za čuvanje vremena unutar mehanizma sata, ali tek je 1656. nizozemski znanstvenik Christiaan Huygens, nadahnut Galilejevim radom, dizajnirao radni sat klatna.
Huygens nije imao vještinu za implementaciju svog dizajna, pa je angažirao profesionalnog izrađivača sata Salomon Coster da ga izgradi.
Pogled unutra analogni sat
Pogledajmo kako djeluju satovi klatna prema trodijelnom kvaru (mehanizam čuvanja vremena, izvor energije i prikaz) koji smo koristili gore.
Izvor energije: Poput satnog sata, prvi satovi klatna upotrebljavali su gravitaciju za stvaranje energije kroz sustav utega koji visi iz remenica. Okretanjem ključa sat će se "namotati", dizati utege i pohraniti potencijalnu energiju držeći utege protiv gravitacije.
Mehanizam mjerenja vremena: Njihalo i sastojak zvani an bjekstvo regulirati brzinu kojom se oslobađa energija iz utega. Auspuh uključuje urezani kotač koji osigurava da se može kretati samo diskretnim koracima ili "krpeljima".
Svakim dovršenim zamahom klatna oslobađa se jedan krpelj na bijegu, što zauzvrat omogućava da se utezi malo spuste.
Prikaz: Ruke sata povezane su zupčanikom s ostatkom mehanizma.
Kad se u oslobađanju otpušta jedan krpelj energije, zupčanici se okreću i ruke pomiču pravilnu količinu.
Ako pretpostavite ljuljanje klatna od jedne sekunde, što je bilo uobičajeno u kasnijim izvedbama, svaka krpeljica završava se pomičući sekundu tačno točno 1/60 puta u pravcu sata.
Najjednostavnijim riječima: energija pohranjuje se pomoću podignutih utega, a zatim se tačno ispušta s Mjerenje vremena klatno klatno, koje okrece ruke prikaz pokazati trenutno vrijeme.
Analogni satovi s oprugom
Možda vam je palo na pamet da klatno ne bi radilo na satu, koji se stalno kreće unaokolo.
Umjesto toga, koriste se mehanički satovi glavna žarišta i kotači za ravnotežu, Satovi vođeni s oprugom zapravo su prethodili satovima klatna otprilike 200 godina, ali bili su znatno manje točni.
Glavni utikač je namotan za pohranu energija, Kolo za ravnotežu je posebno vagani disk; jednom pokrenuto okreće se naprijed i natrag redovnom brzinom da djeluje kao "a" Mjerenje vremena mehanizam.
Kvarcni satovi na baterije
Danas su najčešći satovi kvarcni satovi, nazvani po svojim Mjerenje vremena mehanizam.
Kvarcni kristali su piezoelektrični: ako kroz njih provodite električnu struju, oni vibriraju određenom brzinom. Primjećujete trend? Gotovo svaki postupak sa specifičnom stopom može djelovati kao mehanizam za određivanje vremena.
Tipični moderni sat na baterije s minimalnom električnom strujom kroz kvarcni kristal, postavljen u krugu koji djeluje poput bijega: oslobađa male količine električne energije iz baterije u pravilnim intervalima diktiranim vibracijama kvarca.
Svaki uobičajeni "krpelj" električne energije daje motoru za pomicanje analognih ruku ili kontrolira izlaz na digitalni ekran.
Završna napomena o atomskim satovima
Možda ste vidjeli ili čuli za atomski sat.
Gotovo su u potpunosti digitalni, tako da nećemo ulaziti u detalje, ali osnovni principi njihova rada su isti kao i gornji satovi. Velika je razlika u njihovom vremenu: izgrađeni su oko mehanizma koji mjeri preciznu brzinu kojom atomi cezija oslobađaju energiju nakon što ih "valovi" radio valovi.
Međunarodni sustav jedinica je 1967. godine standardizirao svoju definiciju o svojstvima cezija i od tada je postao standard.