CEASURILE CU CUARŢ

 

Cuarţul a revoluţionat industria ceasornicăriei, transformând-o în doar câţiva ani în timpul revoluţiei cuarţului. În timp ce ceasurile anterioare au funcţionat cu un sistem minuscul şi complex de angrenaje, cuarţul a introdus un mod nou şi mai precis de a măsura timpul. Citiţi mai multe despre cum funcţionează un ceas cu cuarţ de la Mondaine, un producător de ceasuri elveţiene.

CE ESTE UN CEAS CU CUARŢ?

Un ceas de cuarţ este unul care foloseşte un cristal de cuarţ, o baterie şi un oscilator electronic. Orice ceas care foloseşte cuarţul ca parte a mecanismului este clasat ca un ceas cu cuarţ. Este un sistem complet diferit de ceasurile mecanice sau automate şi este considerat ca unul dintre cele mai precise.

Ceasurile de mână cu cuarţ vin în tot felul de forme şi modele diferite. Ceasurile cu cuarţ sunt disponibile şi sub formă de ceasuri de perete sau birou. De când această tehnologie a fost inventată pentru prima dată, ceasurile de cuarţ au dominat piaţa şi sunt considerate ca fiind cele mai bune mecanisme de cronometrare pentru orice ceasuri de vârf.

CE ESTE „MECANISMUL CU CUARŢ”?

Termenul de „mecanism cu cuarţ” se referă la modul în care cuarţul şi bateria determină marcarea secundei de către arătătorul respectiv. Acest lucru este în contrast cu mecanismul mecanic automat şi cel cu întoarcere manuală.

Mecanismul cu cuarţ: secundarul se mişcă sacadat, marcând fiecare secundă. Acesta este alimentat de un cristal de cuarţ şi de o baterie.

Mecanismul mecanic: secundarul se mişcă lin şi continuu, fără să marcheze secundele. Se alimentează prin întoarcerea manuală a arcului ceasului.

Mecanismul automat: utilizează energia cinetică a mişcării încheieturii mâinii pentru a întoarce mecanismul ceasului.

ÎNAINTE DE CUARŢ

Pentru a înţelege cum funcţionează un ceas cu cuarţ, este important să înţelegem modul în care funcţionau ceasurile anterior şi apoi funcţia complet nouă adusă de cuarţ.

Timp de sute de ani oamenii au folosit soarele pentru a aproxima cunoaştera timpului. Pentru mulţi, acest lucru a fost la fel de simplu ca să se treazească atunci când soarele a răsărit şi să se culce când acesta a apus. Când lumea oamenilor era mai mică şi ei interacţionau mai puţin cu cei din întreaga lume, sau chiar din întreaga lor ţară, acest lucru a fost suficient.

Mulţi oameni au folosit ceasuri solare, care ar fi putut să fie la fel de simple ca urmărirea umbrei unui un băţ înfipt în pământ, doar că acestea au fost inutile în momentele fără soare (ceea ce este adesea realitatea din Marea Britanie!), şi nu foarte precise.

Cel mai vechi ceas cunoscut datează din secolul al III-lea î.Hr. din Grecia antică, dar abia în jurul secolului al XV-lea d.Hr. a fost introduse pentru prima dată măsurarea mai precisă a timpului.

CEASURILE CU PENDULĂ

Ceasurile cu pendulă au fost prima formă de cronometrare de precizie care au fost utilizate pe scară largă. Savantul italian Galileo Galilei a studiat modul în care oscila un pendul şi a descoperit că acesta poate fi folosit pentru a măsura timpul cu un ceas. Această idee a fost preluată de un om de ştiinţă olandez numit Christiaan Huygen, care în 1656 a proiectat şi a construit primul ceas cu pendul. Aceasta a fost preluat în Anglia, în 1670, de un ceasornicar numit William Clement, care a creat un asemenea ceas pentru bunicul său.

Ceasurile cu pendul au funcţionat datorită fizicii legate de balansarea unui pendul. O greutate la capătul pendulului regla balansarea lui. Când acesta atinge punctul său cel mai înalt, el are un maximum de energie potenţială (de stare). Datorită gravitaţiei terestre, energia potenţială este apoi transformată în energie cinetică (de mişcare). Greutatea ajunge apoi pe cealaltă parte şi procesul se repetă. Energia este transferată în mod repetat unui mecanism, pentru a menţine un ritm regulat al măsurării timpului. Un pendul putea fi proiectat pentru a marca secundele. Acesta se ocupa şi de menţinerea oscilaţiilor pendulului (oscilaţii întreţinute).

Un asemenea mecanism, cu energia transferată continuu între între cea potenţială şi cea cinetică reprezintă ceea ce se numeşte un oscilator armonic. Oscilatoarele armonice sunt esenţiale pentru orice formă de cronometrare, inclusiv pentru ceasurile cu cuarţ.

Oscilatoarele determină o transferare repetată dus-întors a energiei mecanice. Un exemplu este mecanismul cu mişcare regulată şi repetată, bazat pe balansarea unui pendul. De aceea mişcarea sa regulată şi previzibilă poate fi utilizată pentru a măsura timpul.

O problemă cu pendulele mecanice este cea legată de repetabilitatea oscilaţiei şi menţinerea acesteia. Energia cinetică nu este transformată perfect în una potenţială (şi invers). Există o mulţime de factori care duc la scăderea energiei cinetice, cum ar fi densitatea aerului, care se opune mişcării pendulului. În permanenţă mişcarea unui pendul ce oscilează liber se va încetini şi astfel măsurarea timpului va deveni inexactă. Oscilaţiile pendulului trebuie să fie întreţinute, iar pentru aceasta ceasurile cu pendul trebuie să fie întoarse în mod regulat, pentru ca arcul lor să menţină oscilaţiile sincrone ale pendulului şi, prin aceasta, să măsoare timpul cu acurateţe.

ARCURILE CEASURILOR

Exista de asemene un dezavantaj major al ceasului cu pendul: el nu era portabil. Pendulele trebuiau ţinute într-un singur loc pentru a-şi menţine ritmul, astfel încât a fost necesar un nou mecanism pentru a crea un oscilator portabil care să alimenteze un ceas.

Primul mecanism de ceas portabil care a avut ca rezultat inventarea ceasului de buzunar în jurul secolului al XVII-lea.

Aceste ceasuri au funcţionat cu un arc care a fost înfăşurat strâns pentru a furniza energie, pe măsură ce se desfăşura încet. Aveau nevoie şi de o „masă oscilantă”. Ca şi în cazul oscilatorului armonic din ceasul cu pendul, care transfera două forme de energie înainte şi înapoi în mod repetat, masa oscilantă dintr-un ceas de buzunar a avut aceeaşi funcţie. Aceasta este partea ceasului care menţine un ritmul constant al oscilaţiei, ea fiind esenţială şi pentru modul în care funcţionează un ceas de cuarţ.

Masa oscilantă menţine timpul. Cu cât mişcarea ei este mai precis controlată, cu atât merge mai bine ceasul.

Primele ceasuri de buzunar arătau valori inexacte deja după câteva ore ore de mers, motiv pentru care nu au integrat arătătoare de minute.

Pentru a înlătura acest neajuns a fost inventat un nou oscilator mecanic, cu roată de balansier şi arcul acesteia. Acesta oscila la o frecvenţă fixă, repetabilă şi reglabilă. Sau, cu alte cuvinte, mişcarea oscilatorului a fost mai regulată şi, prin urmare, mai precisă ca înainte. Mişcarea a devenit astfel mai previzibilă şi rămânea regulată mai multă vreme, aşa că timpul a fost măsurat mai exact.

Cu toate acestea, a mai existat o problemă; a trebuit să-ţi aminteşti să-ţi întorci ceasul! Dacă uitai, mecanismele din ceas încetau să oscileze şi ceasul nu mai măsura timpul. Oscilaţia sistemului balansier-spiral se încetinea până când ceasul se oprea.

CUARŢUL

Producătorii de ceasuri aveau nevoie să găsească un sistem care nu-şi pierdea rapid energia pe măsură ce oscila, ceea ce i-a făcut să se caute o nouă metodă de a alimenta un ceas. Pentru ca acest lucru să se întâmple, producătorii de ceasuri au trebuit să apeleze la energia electrică şi conservarea acesteia (inventarea bateriilor). Acestea au fost combinate cu cuarţul pentru a crea ceasurile pe care le folosim astăzi.

CUM FUNCŢIONEAZĂ UN OSCILATOR CU CUARŢ?

În 1880 Jacques şi Pierre Curie au descoperit că cuarţul avea unele proprietăţi uimitoare. Cel mai important era că este caracterizat prin efectul piezoelectric.

Când cuarţul este comprimat sau îndoit, el generează o sarcină electrică pe suprafaţa sa. De asemenea, el funcţionează şi în alt mod: dacă o mică tensiune electrică este aplicată cuarţului, acesta se va comprima sau se va îndoi puţin.

S-ar putea să nu pară ceva prea special, dar a adus revoluţionarea profesiei de ceasornicar. Această sarcină electrică variabilă însemna că cuarţul solicitat mecanic prezenta o sarcină electrică oscilantă aplicată pe suprafaţa sa. Într-un proces invers, el putea oscila (repeta o mişcare înainte şi înapoi) extrem de precis şi pentru o lungă perioadă de timp.

În plus, cuarţul are o insensibilitate deosebită la temperatură. Aceasta înseamnă că, atunci când cuarţul oscilează, acesta este puţin afectat de condiţii externe, cum ar fi temperatura, şi, prin urmare, va oscila precis pentru o perioadă lungă de timp. Deci cuarţul reprezenta unul dintre cele mai constante oscilatoare mecanice.

Cu toate acestea, s-ar opri să oscileze liber în cele din urmă. Imaginează-ţi un clopot, care creează un sunet datorită vibraţiilor sale. Pentru clopotul lovit, sunetul este creat şi treptat se estompează pe măsură ce vibraţiile clopotului scad. Oamenii trebuiau să găsească o modalitate de a menţine cuarţul să oscileze în mod regulat, pentru a fi util în ceasornicarie.

CIRCUITELE ELECTRICE CU CRISTALE DE CUARŢ

În 1928 Warren Morrison a descoperit că aplicând o sarcină mecanică unui cristal de cuarţ, el putea menţine o oscilaţie constantă. Acest lucru a fost esenţial pentru următoarele câteva decenii de evoluţie a ceasurilor.

S-a constatat că sarcina electrică care este creată în mod natural pe suprafaţa cristalului de cuarţ sub presiune ar putea fi preluată de pe suprafaţa materialului folosind electrozi de contact şi un circuit electric.

Sarcina este apoi amplificată printr-un tranzistor şi reaplicată cuarţului. Sarcina electrică s-a deplasat continuu prin cuarţ şi a asigurat ca acesta să oscileze constant. Proprietăţile speciale ale cristalului au însemnat că în timpul acestui proces aproape că nu s-a pierdut energie, deci că procedeul s-a dovedit a fi extrem de eficient.

Tehnologia, combinată cu cuarţul, a permis cuarţului să continue să oscileze o perioadă îndelungată de timp, fără a pierde energie. A fost cel mai precis oscilator de până atunci şi a reprezentat modalitatea perfectă de a fi folosit într-un ceas.

Bateriile

Prin urmare, fiecare ceas de cuarţ necesită o baterie. Bateria trimite electricitate în cuarţ printr-un circuit. Datorită proprietăţilor piezoelectrice ale cuarţului, energia bateriei face ca acesta să vibreze (să oscileze) cu o frecvenţă ce a fost bine aleasă, şi anume de 32768 ori pe secundă.

Un circuit electric zis digital numără numărul de vibraţii ale cuarţului şi le foloseşte pentru a crea un impuls electric după 32768 vibraţii. Adică câte un impuls în fiecare secundă.

Impulsurile sunt folosite de un motor electric, care deplasează arătătoarele ceasului.

ÎN REZUMAT

Un ceas cu cuarţ funcţionează astfel:

- O baterie produce un curent în circuitul ceasului, din care cristalul de cuarţ face parte.

- Curentul acesta face ca cuarţul, decupat special, să vibreze cu exactitate de 32768 ori pe secundă.

- Circuitul numără oscilaţiile electrice şi transformă fiecare 32768 vibraţii într-un singur impuls electric.

- Pulsurile electrice rezultate alimentează un micromotor, care transformă energia electrică a impulsurilor în energie mecanică.

- Această energie roteşte angrenajele din ceas.

- Angrenajele roţilor dinţate determină mişcarea arătătoarelor ceasului pe cadran.

DE CE ESTE UTILIZAT CUARŢUL ÎN CEASURI?

Oscilatorul cu cuarţ este folosit în ceasuri deoarece este de cel puţin 100 de ori mai precis decât mecanismele anterioare şi deoarece mişcarea durează foarte mult timp. Ceasurile cu cuarţ sunt cea mai bună alegere pentru fiabilitate şi acurateţe.

IMPACT ISTORIC

CRIZA CUARŢULUI

Cuarţul a transformat radical industria ceasornicelor, ducând la ceea ce a fost cunoscută sub numele de criza cuarţului, sau revoluţia cuarţului.

Cu toate că proprietăţile cuarţului au fost descoperite cu aproape un secol înainte, nu a fost decât în anii '70 -'80 când cuarţul a devenit ceva obişnuit în procesul de ceasornicărie.

Odată cu această schimbare, a existat o tulburare economică uriaşă în perioada în care cuarţul a înlocuit parţial ceasurile mecanice. Criza a început când a fost lansat un ceas de mână numit Astron (cunoscut şi ca Seiko Quartz-Astron 35 SQ).

Competiţia cuarţului

La sfârşitul anilor '50 şi în anii '60, producătorii de ceasuri elveţieni şi japonezi se concurau pentru a crea primul ceas cu cuarţ. Atât de mult, încât a fost înfiinţat Cente Electronique Horloger (CEH), în care douăzeci de producători diferiţi elveţieni de ceasuri au putut colabora pentru dezvoltarea primului ceas cu cuarţ fabricat în Elveţia.

Seiko, o companie japoneză, a fost prima cu un ceas portabil cu cuarţ, pe care l-a numit Seiko Crystal Chronometer QC-951. Câţiva ani mai târziu, au lansat prototipuri ale primului ceas de buzunar cu cuarţ din lume. În 1967, atât Seiko, cât şi CEH din Elveţia, au creat prototipuri ale primelor ceasuri de mână cu cuarţ.

Cu toate acestea, Seiko a fost cea care a lansat primul ceas oficial de cuarţ, Astron, în 1969. Aceasta a început revoluţia cuarţului - cunoscută şi sub denumirea de criza cuarţului.

Mecanismele japoneze cu cuarţ

Deoarece primul ceas de cuarţ a venit din Japonia, mecanismul prin care funcţionează ceasurile de cuarţ este adesea cunoscut sub numele de mecanism japonez cu cuarţ. Acesta descrie mecanismul de utilizare a cuarţului pentru a măsura timpul cu un ceas.

Ceasul Astron era incredibil de popular şi însemna că producătorii de ceasuri trebuiau să-şi schimbe procesele, sau să rămână în urmă şi finalmente să dispară.

Efectul economic

În anii '70 -'80 a avut loc o schimbare uriaşă, deoarece puterea economică s-a mutat de la producătorii de ceasuri elveţieni, care la acea vreme făceau încă aproape exclusiv ceasuri mecanice, la producători japonezi, precum Seiko, Citizen şi Casio.

Industria producătorilor de ceasuri a cunoscut tulburări masive, dar s-au adaptat în timp. Cei mai mulţi producători consacraţi de ceasuri au îmbrăţişat schimbarea tehnologiei şi au început să producă propriile versiuni de ceasuri de cuarţ. Era cuarţului era în plină desfăşurare.

Astăzi, cuarţul este în continuare cel mai popular mecanism folosit pentru alimentarea unui ceas şi se găseşte în întreaga industrie a ceasurilor. Ceasurile elveţiene de la Mondaine funcţionează folosind cuarţul pentru o cât mai bună precizie, combinată cu un stil şi design original.

CEASUL MECANIC CONTRA CELUI CU CUARŢ

Dacă căutaţi un ceas nou, ce mecanism ar trebui să alegeţi?

Ceasurile mecanice sunt acţionate cu ajutorul unor arcuri care trebuiesc întoarse des. Ceasurile cu cuarţ, pe de altă parte, folosesc o baterie combinată cu cristalul de cuarţ, asigurând o durată lungă de funcţionare.

Ceasurile cu cuarţ au multe avantaje faţă de cele mecanice, aşa că mai puţini oameni optează pentru ceasurile mecanice. Cuarţul are o durată mai lungă de funcţionare şi duce la ceasuri aproximativ de 100 de ori mai exacte decât vechile mecanisme folosite la acţionarea ceasurilor. De asemenea, este adesea mai ieftin decât alternativele mecanice.

Cu toate acestea, unii aleg ceasurile mecanice pentru meşteşugul lor elaborat, atractivitatea lor estetică şi faptul că nu trebuie să schimbe periodic bateria.

SUNT CEASURILE CU CUARŢ CELE MAI POPULARE?

De când cuarţul a fost introdus pentru prima dată în industria producătorilor de ceasuri, multe s-au schimbat. În ultimele decenii s-au înregistrat salturi enorme în tehnologie şi acest lucru s-a reflectat în realizarea ceasurilor.

Din 2010 ceasurile smart au apărut pe piaţă şi au devenit din ce în ce mai populare, precum smartwatch-ul hibrid Mondaine Helvetica.

În ciuda creşterii numărului ceasurilor inteligente, piesele cu cuarţ par a fi la fel de populare ca oricând, probabil datorită faptului că nu toată lumea doreşte ca un ceas să numere paşii sau să anunţe mesaje!

Timpul va spune cum cele mai noi progrese în tehnologie vor afecta industria producătoare de ceasuri şi popularitatea ceasurilor de cuarţ. Ştim însă că ceasurile de cuarţ, cu exactitatea lor imbatabilă şi cu mecanica de înaltă calitate, vor rămâne populare pentru multă vreme.

Vă invităm să apăsaţi aici pentru a ne cere informaţii suplimentare despre aceste ceasuri deosebite, inclusiv informaţii legate de disponibilitate şi de preţuri. Vă invităm de asemeni să ne vizitaţi la GALT Orologerie elveţiană pentru a admira ceasurile realizate de firma elveţiană Mondaine.

Încheiem, amintindu-vă că firma Impulse România srl este importatorul oficial şi exclusiv pentru România a mărcii de ceasuri elveţiene MONDAINE şi că ea propune ceasurile  prezentate mai sus şi le asigură service-ul prin intermediul magazinelor ei GALT orologerie elveţiană.

---

Pentru a ne contacta clicaţi: aici Tel.: 231 45 66 Fax:  231 29 80 Pagina de intrare: www.ceasuri.ro Copyright © 2020 by GALT orologerie elveţiană. Creat: 2.06.2020. Ultima modificare: 6.06.2020

---