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Ver , relógio portátil que possui um movimento impulsionado por mola ou por eletricidade e que é projetado para ser usado ou carregado no bolso.
relógio de trítio Relógio com mostrador iluminado com trítio. Piloto automático
Componentes típicos de um relógio mecânico. Encyclopædia Britannica, Inc.
Relógios mecânicos
Os primeiros relógios apareceram pouco depois de 1500, os primeiros exemplos sendo feitos por Peter Henlein, um serralheiro em Nürnberg, Alemanha. O escapamento usado nos primeiros relógios era o mesmo usado nos primeiros relógios, a orla. Os primeiros relógios eram feitos principalmente na Alemanha e em Blois, na França, entre outros países, e geralmente eram carregados na mão ou presos em uma corrente ao redor do pescoço. Eles geralmente tinham apenas uma mão durante as horas.
A mola principal, o elemento que move o relógio, consiste em uma faixa plana de aço flexível tensionada ao dobrar ou enrolar; quando o relógio, ou outro mecanismo acionado por mola, é enrolado, a curvatura da mola é aumentada e a energia é armazenada. Essa energia é transmitida à seção oscilante do relógio (chamada de balança) pelo trem de rodas e pelo escapamento, o movimento da própria balança controlando a liberação do escapamento e, conseqüentemente, o tempo do relógio. Uma unidade de fricção permite que a mão seja ajustada.
Um dos principais defeitos dos primeiros relógios era a variação no torque exercido pela mola principal; isto é, a força da mola principal era maior quando totalmente enrolada do que quando estava quase esgotada. Uma vez que a cronometragem de um relógio equipado com um escape de borda era muito influenciada pela força que o impulsionava, esse problema era bastante sério. A solução do problema foi avançada quase assim que a mola principal foi inventada (por volta de 1450) pela aplicação do fusee, uma polia ranhurada em forma de cone usada junto com um barril contendo a mola principal. Com este arranjo, a mola principal foi feita para girar um barril no qual estava alojada; um pedaço de categute, mais tarde substituído por uma corrente, foi enrolado nele, a outra extremidade sendo enrolada em torno do fusee. Quando a mola principal estava totalmente enrolada, o intestino ou corrente puxava o menor raio do fuso em forma de cone; à medida que a mola principal descia, o efeito de alavanca aumentava progressivamente à medida que o intestino ou a corrente eram puxados em um raio maior. Com a proporção correta dos raios da mola principal e do fuso, um torque quase constante foi mantido enquanto a mola principal se desenrolava.
O cano em movimento, no qual o cano da mola principal aciona o trem de rodas diretamente, é instalado em todos os relógios mecânicos modernos e substituiu o fusível. Com molas principais de melhor qualidade, as variações de torque foram reduzidas ao mínimo e, com um equilíbrio e uma mola de equilíbrio devidamente ajustados, uma boa cronometragem é garantida.
Até cerca de 1580, os mecanismos dos relógios alemães eram feitos quase inteiramente de ferro; sobre esta época, latão foi introduzido.
Nos primeiros relógios, uma roda simples, conhecida como balança, era usada para controlar a velocidade do mecanismo. Não foi submetido a nenhuma força restauradora consistente; conseqüentemente, seu período de oscilação e, portanto, a taxa do cronometrista dependiam da força motriz. Isso explica a grande importância do fusee.
Controlar as oscilações de uma balança com uma mola foi um passo importante na história da marcação do tempo. Físico inglês Robert Hooke projetou um relógio com uma mola de equilíbrio no final dos anos 1650; parece não haver evidência, entretanto, de que a mola tinha a forma de uma espiral, um elemento crucial que seria amplamente utilizado. O cientista holandês Christiaan Huygens foi provavelmente o primeiro a projetar (1674-1675) um relógio com uma mola espiral. A mola de equilíbrio é uma fita delicada de aço ou outro material de mola adequado, geralmente enrolada em forma de espiral. A extremidade interna é fixada em uma pinça (um pequeno colar), que se encaixa perfeitamente na balança, enquanto a extremidade externa é presa em um pino fixado ao movimento. Esta mola atua na balança como gravidade faz no pêndulo. Se o equilíbrio for deslocado para um lado, a mola é enrolada e a energia é armazenada nela; essa energia é então restaurada ao equilíbrio, fazendo com que oscile quase na mesma distância para o outro lado se o equilíbrio for liberado.
Se não houvesse perdas por atrito (por exemplo, atrito de ar, atrito interno no material da mola e atrito nos pivôs), a balança oscilaria precisamente na mesma distância para o outro lado e continuaria a oscilar indefinidamente; por causa dessas perdas, no entanto, as oscilações na prática morrem. É a energia armazenada na mola principal e alimentada ao equilíbrio por meio do trem de rodas e do escapamento que mantém as oscilações.
O desempenho do relógio moderno depende da uniformidade do período de oscilação do equilíbrio - ou seja, a regularidade de seu movimento. A balança tem a forma de uma roda com aro pesado, enquanto a mola acoplada a ela fornece o torque restaurador. A balança possui inércia, dependente de sua massa e configuração. Idealmente, a mola deve fornecer uma força de restauração diretamente proporcional ao deslocamento de sua posição sem tensão ou zero.
A balança é montada em um bastão com pivôs, que, em relógios de boa qualidade, rodam em joias. Duas joias são usadas em cada extremidade do bastão da balança, uma perfurada para fornecer um suporte, a outra uma pedra de extremidade plana que fornece localização axial, apoiando contra a extremidade abobadada do pivô. Os efeitos de fricção nos pivôs influenciam o desempenho do relógio em várias posições - por exemplo, deitado e pendurado.
O equilíbrio e a mola podem ser ajustados no tempo, ou regulados, variando o par restaurador fornecido pela mola ou o momento de inércia do equilíbrio. No primeiro caso (de longe o mais comum), isso geralmente é realizado fornecendo um par de pinos de meio-fio montados em um índice regulador móvel que alongam ou encurtam a mola de equilíbrio conforme necessário.
No segundo caso, os parafusos são fornecidos em pontos opostos na borda da balança; esses parafusos são estanques em seus orifícios e, portanto, podem ser movidos para dentro ou para fora para ajustar a inércia da balança. Em relógios de mola livre, nenhum índice de regulador é fornecido e os únicos ajustadores são os parafusos no aro da balança.
Muitos relógios mecânicos modernos usam um escapamento de alavanca , inventado na Inglaterra por volta de 1755 por Thomas Mudge, que deixa a balança livre para oscilar, acoplando-se a ela apenas ao fornecer o impulso, retirado da mola principal via trem de rodas e ao ser destravado pela balança. Foi desenvolvido em sua forma moderna com a roda de escape com dentes tortos no início do século 19, mas não foi universalmente adotado até o início do século 20. Em relógios de boa qualidade, a roda de escape com dentes tortos é feita de aço endurecido, com as superfícies de atuação retificadas e polidas. Uma forma melhorada do escapamento da alavanca é caracterizada por uma ação de segurança de rolo duplo em que a interseção entre o pino de proteção e o rolo, que ocorre sob o rolo, é muito mais profunda do que nos primeiros relógios de rolo único; assim, qualquer atrito causado por solavancos encontrados no desgaste causa menos restrição no equilíbrio e menos risco das propriedades de cronometragem do relógio. De longe, o escapamento de relógio mais importante hoje é o escapamento de alavanca; é usado em sua forma de joias em relógios de qualidade moderada a excelente, e é usado com pinos de palete de aço e uma ação simplificada de garfo e rolo em relógios mais baratos (conhecidos como relógios de palete de pinos).
No trem de rodas de um relógio moderno, é necessário atingir uma relação de aumento de aproximadamente 1 a 4.000 entre o cano e a roda de escape. Isso envolve quatro pares de engrenagens, a proporção por par sendo comumente entre 6 para 1 e 10 para 1. Por causa de considerações de espaço, os pinhões devem ter um baixo número de folhas (dentes), normalmente 6 a 12. Isso envolve um número de problemas especiais de engrenagem, agravados pela finura do campo. Qualquer erro na distância central, forma ou concentricidade é, portanto, proporcionalmente mais importante do que em maiores engrenagem trens.
A primeira patente cobrindo a aplicação de joias em relógios foi obtida em Londres em 1704; diamantes e safiras foram usados. Sintético joias feitas de alumina em pó fundida (óxido de alumínio) são agora comumente usadas. As joias de relógios recebem um polimento muito alto; um diâmetro externo uniforme para os mancais de joias é muito importante, porque eles são pressionados em orifícios de tamanho exato menores que as próprias joias e mantidos ali por fricção.
Componentes típicos de um relógio de quartzo. Encyclopædia Britannica, Inc.
A primeira patente do relógio de bolso automático foi tirada em Londres em 1780. Uma invenção inglesa patenteada em 1924, o relógio de pulso automático de Louis Recordon, contém um peso giratório girado no centro do movimento, acoplado ao cano mandril por meio de rodas e engrenagens de redução. Um relógio de corda automática mais moderno é equipado com um peso ou rotor girando 360 graus e girando em ambas as direções.
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