Relógio
O instrumento capaz de medir, manter e indicar o tempo em unidades convencionais ( horas , minutos ou segundos ) é chamado de relógio . Basicamente, permite saber a hora atual , embora possa ter outras funções, como medir a duração de um evento ou ativar um sinal em um determinado momento específico.
Os relógios são usados desde a antiguidade e com a evolução da tecnologia de fabricação, novos modelos surgiram com maior precisão, melhores características e apresentação e menores custos de fabricação. É um dos instrumentos mais populares, pois praticamente muitas pessoas têm um ou mais relógios, principalmente relógios de pulso, de modo que em muitas casas podem existir vários relógios, muitos eletrodomésticos os incorporam na forma de relógios digitais e em cada computador há é um relógio.
O relógio, além de sua função prática, tornou-se um item de joalheria, símbolo de distinção e valorização.
A maior precisão alcançada até agora é a do último relógio atômico desenvolvido pelo United States National Bureau of Standards (NIST) , o NIST-F1, [ 1 ] lançado em 1999 , é tão preciso que tem uma margem de erro de apenas um segundo a cada 45 milhões de anos.
História
Nos tempos antigos, várias espécies de relógios eram conhecidas. Vitruvius fala do relógio de água ou clepsidra , do relógio de ar, do relógio do sol e de outras espécies desconhecidas.
Os egípcios mediam com o gnômon os movimentos do Sol. O ilustre astrônomo usava os mesmos meios para suas observações. Ampulhetas e relógios de sol foram inventados no Egito na época dos Ptolomeus ; As ampulhetas foram posteriormente aperfeiçoadas por Scipio Nasica ou, segundo outros, por Ctesibius (um discípulo dos oradores romanos que mediu a duração de seus discursos com eles).
Acredita-se que os grandes relógios com pesos e rodas foram inventados no Ocidente pelo monge beneditino Gerbert (papa, com o nome de Silvestre II , no final do século X ), embora já fossem conhecidos no Império Bizantino por algum tempo . [ 2 ] Dante, em A Divina Comédia, Canto X do Paraíso, antes do ano 1321 d.C., fala de relógios mecânicos com função de alarme, "cujas rodas se movem umas sobre as outras, e apressam a que vem antes até parar". lata com notas tão doces", como algo normal.
Segundo outras fontes, o primeiro relógio de que a história fala construído sobre princípios mecânicos é o de Richard de Wallingford , abade de San Albano, que viveu na Inglaterra por volta de 1326, pois parece que a invenção de Gerbert (mais tarde Silvestre II) não foi mais que um relógio de sol A segunda é a que Santiago Dondis mandou construir em Pádua por volta de 1344 e na qual, segundo relatos, se podia ver o curso do sol e dos planetas. A terceira foi a do Louvre em Paris , mandada trazer da Alemanha pelo rei Carlos V da França . [ 3 ] O ancestral direto desses instrumentos pode ser o complexo mecanismo de Antikythera , datado entre 150 aC. C. e 100 a. C. [ 2 ]
Na Espanha, a notícia mais antiga da instalação de um relógio de torre data de 1378, quando as condições estabelecidas entre o capítulo da catedral de Valência e Juan Alemany, mestre relojoeiro da Alemanha, para realizar um grande relógio com mostrador para localizá-lo em a antiga torre do sino. [ 4 ] Dentro dos relógios mecânicos considerados os mais antigos do país está o relógio "seny de les hores" que foi instalado na catedral de Barcelona em 1393; o do campanário da igreja de San Miguel na cidade de Cuéllar ( Segóvia ) que foi arranjado em 1395 [ 5 ] [ 6 ] e finalmente outro na catedral de Sevilha em 1396, cuja inauguração ocorreu em 22 de julho de 1400 na presença do rei Henrique III de Castela . [ 7 ]
O primeiro que imaginou construir relógios de bolso foi Peter Bell de Nuremberg ; sua aparência lhes rendeu o nome de "ovos de Nuremberg". Em 1647, Christiaan Huygens aplicou o pêndulo, cuja descoberta se deve a Galileu , a relógios de torre ou de parede . O mesmo físico aplicou a mola espiral em relógios de bolso em 1665. Em 1647, o genebrino Gruet, residente em Londres, aplicou ao relógio a corrente de aço, que serve para transmitir o movimento do tambor ao cone, substituindo as cordas de vihuela usadas até então. Dois anos depois, os relógios de repetição foram inventados.
Existe uma grande variedade de diferentes tipos de relógios. Atualmente, os relógios pessoais são em sua maioria mecânicos e eletrônicos, sejam analógicos ou digitais , funcionam com uma pequena bateria elétrica que, por meio de impulsos, gira os ponteiros (relógios analógicos) ou marca os números (relógios digitais).
Há um grande número de relógios mecânicos para uso pessoal (pulso ou bolso) ou geral (relógios de parede e ante-sala). Os relógios mecânicos são mais estimados e valorizados do que os eletrônicos, apesar de sua menor precisão e preço mais alto; uma vez que são considerados pelos especialistas como obras de arte mecânicas.
Hoje existe um grande número de empresas relojoeiras, fabricantes de relógios mecânicos, tanto pessoais como fixos, países como Alemanha, Suíça, Japão, China, Reino Unido, Estados Unidos e Rússia, abrigam importantes empresas do setor. No formato analógico há uma escala fixa e dois ponteiros que giram em velocidade constante; o ponteiro mais curto e mais largo indica as horas e leva doze horas para completar uma volta completa, o ponteiro mais fino e mais longo, o ponteiro dos minutos, indica os minutos e leva uma hora para completar uma volta completa do mostrador do relógio. Pode haver um terceiro ponteiro no mesmo eixo ou com um eixo diferente que indica os segundos e leva um minuto para dar uma volta completa.
Nos relógios digitais, existem dois grupos de dois dígitos cada, separados por dois pontos (:), os dois primeiros indicam a hora em formato de 24 horas de 0 a 23 ou em formato de 12 horas de 1 a 12. ; o segundo grupo de dígitos indica os minutos em um intervalo de 0 a 59, em alguns casos pode haver um terceiro grupo de dois dígitos que indica os segundos em um intervalo de 0 a 59 segundos.
Tipos de relógios
Relógios de sol
A posição aparente do Sol no céu se move ao longo de cada dia, refletindo a rotação da Terra. As sombras projetadas por objetos estacionários se movem de acordo, de modo que suas posições podem ser usadas para indicar a hora do dia. Um relógio de sol mostra o tempo mostrando a posição de uma sombra em uma superfície (geralmente) plana, que possui marcações correspondentes às horas. [ 8 ] Os relógios de sol podem ser horizontais, verticais ou em outras orientações. Os relógios de sol eram amplamente utilizados nos tempos antigos. [ 9 ] Com o conhecimento da latitude, um relógio de sol bem construído pode medir a hora solar local com razoável precisão, em um ou dois minutos. Os relógios de sol continuaram a ser usados para monitorar o desempenho do relógio até a década de 1830, com o uso do telégrafo e do trem para padronizar o tempo e os fusos horários entre as cidades. [ 10 ]
Relógios de pulso
No início, eram usados apenas por mulheres, até a Primeira Guerra Mundial (1914-1918), quando se tornaram populares entre os homens nas trincheiras.
Todos os relógios de pulso vêm com duas alças ajustáveis que são colocadas em um dos pulsos para leitura. São analógicos e digitais. Embora o rosto da maioria deles seja geralmente redondo, também existem rostos quadrados, hexagonais e até pentagonais.
Nos relógios analógicos (variável contínua), a hora é indicada no mostrador por dois ou três ponteiros: um curto para as horas, um longo para os minutos e, opcionalmente, um terceiro ponteiro longo que marca os segundos. Nos relógios digitais (variável discreta), a hora é lida diretamente em números na tela. Existem também relógios mistos, ou seja, analógicos e digitais no mesmo mostrador.
Relógios de calendário são relógios mecânicos ou digitais que marcam o ano atual, o mês, o dia da semana, a hora, os minutos e até os segundos.
Cronógrafo
Um cronógrafo é uma função de relógio que permite contar tempos curtos sob demanda. Embora seja sempre confundido com um cronômetro, são coisas diferentes. Um relógio pode ser certificado como cronógrafo se incluir a função, mas um cronógrafo não pode ser considerado um cronômetro. [ 11 ] São analógicos, geralmente apresentando duas pequenas esferas adicionais (uma para as horas e outra para os minutos) que são adicionadas à esfera central com o ponteiro que indica os segundos. Entre os três, eles indicam o número de revoluções da agulha central. Normalmente, pelo menos uma das agulhas pode ser parada e reiniciada. Ele permite medir velocidades, e no passado os médicos o usavam para controlar o pulso do paciente. [ 12 ]
Cronômetro
O cronômetro é um relógio cuja precisão foi verificada e certificada por um instituto ou centro de controle de precisão. A palavra cronômetro é um neologismo de etimologia grega : Χρόνος Cronos é o Titã do tempo, μετρον -metron é hoje um sufixo que significa aparelho para medir . [ 13 ]
Os termos cronômetro e cronógrafo são muitas vezes confundidos. Atualmente, o Swiss Official Chronometer Control ( COSC ) é o órgão que certifica a maioria dos cronômetros fabricados. Durante pelo menos duas semanas, em diferentes posições e temperaturas, são testados o comportamento e as diferenças obtidas em relação aos critérios e desvios máximos permitidos. Os relógios certificados como cronómetros são normalmente acompanhados por uma indicação de cronometria e por uma indicação no mostrador. De acordo com o COSC em seu site, entre 1,6 e 1,8 milhão de relógios são certificados como cronômetros por ano, o que representa 6% dos relógios suíços exportados no mesmo período. [ 14 ]
Torres do relógio e campanários
Antes da invenção dos relógios pessoais de pulso e de bolso, foram inventados relógios muito grandes com mecanismos complicados e pesados que eram colocados no topo das torres e campanários das vilas e cidades para que os cidadãos tivessem conhecimento da hora do dia. Estes relógios estavam ligados a um grande e sonoro sino e é o que indicava com um toque peculiar as horas e os quartos de hora em que se cumpriam. Ao longo dos anos surgiram relógios deste tipo que se tornaram muito famosos, como o Grande Relógio de Westminster localizado na Torre Isabel do Palácio do Parlamento Britânico ou o localizado na Puerta del Sol em Madrid.
Relógios de salão
Os relógios figuram há séculos como peças importantes no mobiliário das salas de estar, para as quais foram construídos com várias formas decorativas. Além da ampulheta , que tem sido usada desde as civilizações grega e romana para medir períodos de tempo curtos e predeterminados, os relógios foram usados em números muito pequenos até o final do século XIII ou meados do século XIV , época em que o motor da ampulheta foi inventado. primavera ou primavera real, difundindo o uso do móvel-relógio no século XVI .
Deste período alguns espécimes muito curiosos são preservados nos Museus do Louvre , Berlim e Viena , que têm a forma externa de um edifício coroado com uma pequena cúpula onde está localizado o carrilhão ou sino das horas.
O relógio de bolso
Os relógios de bolso foram inventados na França em meados do século XV , logo após a aplicação da mola espiral na relojoaria. A princípio tinham uma forma cilíndrica, variando muito e com raros caprichos, e a partir do início do século XVI foram construídos em Nuremberg profusamente e em forma ovóide, de onde deriva o nome ovos de Nuremberg , acreditando-se que foram inventados nesta cidade alemã e italiana.
Relógio atômico
Um relógio atômico é um tipo de relógio que usa uma freqüência de ressonância atômica normal para alimentar seu contador . Os primeiros relógios atômicos tomaram sua referência de um maser . [ 15 ] As agências de normalização nacionais mantêm uma precisão de 10-9 segundos por dia [ 16 ] e uma precisão igual à frequência do transmissor de rádio que bombeia o maser.
Os relógios atômicos mantêm uma escala de tempo contínua e estável, o Tempo Atômico Internacional (IAT). Para uso diário, outra escala cronológica é espalhada: Tempo Universal Coordenado (UTC). O UTC é derivado do TAI, mas é sincronizado usando segundos bissextos com o Tempo Universal (UT1), que é baseado na transição dia-noite de acordo com observações astronômicas.
Outros tipos
Outros tipos de relógios de acordo com sua forma ou uso são:
- relógio atmos
- relógio binário
- relógio de água ou clepsidra
- relógio de xadrez
- Ampulheta
- Relógio de bolso
- relógio de quartzo
- Relógio cuco ou cuco
- relógio de diapasão
- relógio de fogo
- relógio de massa
- Relógio de pêndulo
- Relógio de sol
- relógio a vapor
- relógio de vela
- Despertador
- Relógio digital
- relógio eletrônico
- Relógio inteligente
- Relógio Foliot
- relógio japonês
- Metrônomo
- Taxímetro
Partes do relógio
O relógio com mostrador tradicional geralmente tem ponteiros para as horas, ponteiro dos minutos (para minutos ), ponteiro dos segundos (para segundos ) e horas (para horas). Além disso, você também pode ter um despertador ou calendário .
Como funcionam os relógios eletrônicos
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| Tela de um relógio digital com segundos. |
Um relógio eletrônico é um relógio em que a base de tempo é eletrônica ou eletromecânica , assim como a divisão de frequência. A precisão do relógio depende da base de tempo, que pode ser um oscilador ou um adaptador que, a partir de uma referência, gera um sinal periódico.
O divisor de frequência é um circuito digital composto por uma sucessão de contadores até obter uma frequência de 1 Hz, que permite a visualização dos segundos. Se você quiser mostrar décimos, a divisão para quando atinge 10 Hz. Essa frequência vai para o módulo de apresentação, que pode ser eletrônico ou mecânico, onde outros divisores separam os segundos, minutos e horas para apresentá-los através de algum tipo de tela .
Como funcionam os relógios mecânicos
Os relógios mecânicos carecem, na maioria dos casos, de componentes eletrônicos; Esses tipos de relógios possuem um sistema mecânico geralmente feito de metal, onde a força motriz necessária para acionar a máquina é fornecida por uma mola do motor ou por meio de pesos conectados por correntes ou cabos.
Na cultura popular é comum se referir ao carregamento da mola do motor como "enrolamento", porém este termo é errôneo, e só se aplica a relógios de peso, onde um cilindro dentro do relógio é literalmente enrolado para dar corda. forma continua a descida do peso que lhe dá vida. Dentro de uma mola de motor há uma faixa ou fita de aço temperado que, quando enrolada, gera um torque usado pelo relógio para mover o mecanismo, seja a marcha ou o carrilhão. Por meio de um trem de engrenagens, a força é reduzida e a velocidade é aumentada, terminando em uma roda dentada especial, chamada de roda de escape, que se conecta a uma peça chamada âncora. Esta parte é responsável por converter o movimento de rotação das engrenagens em um movimento lateral da esquerda para a direita que é transmitido a um volante ou a um pêndulo para fornecer energia suficiente para oscilar. É o contato entre essas duas peças, a roda de escape e a âncora, que produz o famoso tique-taque . Por fim, o pêndulo ou a balança marcam a passagem do tempo e são conhecidos como o órgão regulador. O relógio usa suas constantes oscilações ou alternâncias para determinar a passagem do tempo: quanto mais preciso o mecanismo, menos variações haverá na periodicidade das oscilações.
Deve-se notar que, embora os relógios de pulso, que utilizam rodas de balanço como órgão regulador, tenham alcançado níveis surpreendentes de precisão; o pêndulo e sua oscilação periódica regular continuam a ser o padrão de medição de tempo mais exato ou órgão regulador em relógios mecânicos.
Normalmente, o número de engrenagens ou rodas que um relógio mecânico possui é consequência direta do tempo estimado em que a mola ou o peso lhe fornecerão energia suficiente para funcionar; assim, se um relógio mecânico, por exemplo um despertador, for construído para armazenar 24 horas de movimento, o número de rodas será geralmente cinco, desde a engrenagem de mola até a roda de escape; Por outro lado, se for um relógio de parede, onde a reserva de marcha é projetada para durar 192 horas (oito dias), será adicionada uma roda extra logo após a mola do motor para aumentar a velocidade do mecanismo. relação à velocidade de rotação da mola do motor, ampliando assim a autonomia de operação do mecanismo, embora nestes casos sejam necessárias molas mais potentes, para compensar a perda de força causada pelo aumento da relação de transmissão; finalmente, a hora é sempre exibida em formato analógico, por meio de ponteiros, que utilizam o giro das engrenagens internas, geralmente a primeira roda para relógios de 1 dia e a segunda roda para relógios de 8 dias, para converter o movimento do trem de engrenagens, controlado pelo sistema de escape, em indicações compreensíveis para as pessoas, que lêem as horas olhando para a posição dos ponteiros na frente de uma escala de tempo fixa na frente do relógio.
Deve-se notar que o ponteiro dos minutos no relógio mecânico, ao contrário do ponteiro das horas, não possui um trem de engrenagens independente que ajusta a relação para marcar a hora, ele é fixado na roda que geralmente engrena com a mola do motor, dita roda tem um eixo saliente, na frente do maquinário, e que na verdade é o eixo conhecido como "canhão", onde o ponteiro dos minutos está conectado, portanto essa roda gira exatamente uma vez a cada 60 minutos, o canhão das horas realiza uma redução de velocidade , usando um pequeno trem de engrenagens localizado na frente do relógio apenas entre o ponteiro dos minutos e o ponteiro das horas, a relação entre os dois seria então 1/12, onde para cada volta do ponteiro das horas, o ponteiro dos minutos deve ter girado 12 Às vezes, esse mecanismo também é encontrado em todos os relógios eletrônicos com leitura analógica.
Base de tempo
O tipo de base de tempo usado é tão importante que muitas vezes dá nome ao tipo de relógio. Os mais comuns são:
- Padrão de rede . Não possui oscilador e utiliza como referência os 50 Hz (ou 60 Hz) da rede. É o mais simples, mas bastante preciso a médio prazo, pois as alterações na frequência da rede costumam ser compensadas ao longo do dia. Tem dois grandes inconvenientes:
- Ele precisa de um sinal "limpo", para o qual geralmente é filtrado antes de ser aplicado aos contadores.
- Precisa da rede, que não permite seu uso portátil e também, em caso de falta de energia, perde tempo. Existem modelos que incluem um oscilador e baterias, para que o oscilador e os contadores continuem funcionando durante o corte, para que o tempo não seja perdido.
- Estação mestre . A base de tempo torna-se uma espécie de PLL , ligada a uma das estações de tempo. Eles definem a hora por conta própria e mudam para o horário de inverno ou verão de forma autônoma. Sua desvantagem é que ele precisa do sinal de tempo, então em áreas "escuras" não oferece grandes vantagens.
- Diapasão relógio . O oscilador é controlado por um diapasão embutido no circuito de feedback . Agora caiu em desuso, mas na época eles eram sofisticados, e a Bulova, por exemplo, tinha relógios de pulso com diapasão.
- Relógio de quartzo . Ele substitui o diapasão por um ressonador de quartzo, geralmente em 32768 Hz, pois é uma potência exata de dois, o que simplifica o divisor de frequência. Devido à sua estabilidade e economia, deslocou todos os outros tipos de relógio nas aplicações usuais.
- Relógio atômico (amônia, césio, etc.) Baseia-se em incluir na alça de retroalimentação uma cavidade com moléculas da substância apropriada, de modo que a ressonância de alguns de seus átomos seja excitada.
O relógio mecânico é baseado em um botão que pode ser de 1 Hz ou submúltiplo. Normalmente, esse empurrador era um mecanismo de escape mecânico no qual a energia armazenada em uma mola era liberada de forma constante e lenta. O tique-taque do relógio corresponde a este sistema de escape que é responsável por gerar a base de tempo do relógio e dar movimento ao ponteiro dos segundos; tanto o ponteiro dos minutos como o ponteiro das horas são movidos por meio de trens de engrenagens que transformam a relação do ponteiro dos segundos em 1/60 para o ponteiro dos minutos e deste 1/60 para o ponteiro das horas (ver imagem).
Um relógio digital consiste em um oscilador , geralmente quartzo que, por meio de um divisor de frequência, semelhante a trens de engrenagens, gera sinais de 1 Hz, 1/60 Hz e 1/3600 Hz para os ponteiros dos segundos, minutos e horas, respectivamente. . Neste caso, os diferentes impulsos elétricos passam a 3 contadores em cascata que correspondem no ecrã aos segundos, minutos e horas respetivamente. Estes contadores são acoplados para permitir a sequência de contagem e sinalização necessária de um contador para outro, nomeadamente 0 a 59 para segundos e minutos e 0 a 24 ou 1 a 12 para horas, dependendo do desenho ou configuração particular. .
Veja também
- Linha do tempo das tecnologias de medição de tempo
- Anexo: Cronologia do gnomônico
- Cronômetro
- Taxímetro
- relógio japonês
- Ampulheta
- Metrônomo
- Hans Hilfiger
- Relógio automático
- Relógio mecânico
- fabricação de relógios
Referências
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Links externos
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