Кварцевыми часами именуют часы, в которых функции колебательной системы, необходимой для тактовой работы всего механизма, выполняет кристалл кварца. Это позволяет добиться высокой точности и долголетия механизма. Идея об использовании кристалла кварца в производстве часов разрабатывалась инженерами с самого начала XX века, однако на практике была реализована в декабре 1969 года, с выпуском японской компанией Seiko первых наручных кварцевых часов. И с тех самых пор не затихают споры вокруг вопроса, какие же часы, кварцевые или механические, все-таки лучше.
Принцип работы кварцевых часов
Главным новшеством в принципе работы было использование кристалла кварца в качестве генератора, который вырабатывает электрический сигнал, который делится с частотой 1 Гц и преобразованный в импульс, поступает на шаговый двигатель, который и задает движение часовых стрелок. Получается, что, если в прежних механических часах источником энергии был пружинный или маятниковый двигатель, запускавшийся в результате работы сложной системы связанных друг с другом механизмов, то в кварцевых часах эта схема предельно упростилась. Теперь источник энергии - проще и компактнее, в его роли выступает специальная батарейка, которая рассчитана на срок работы от нескольких месяцев до нескольких лет.
Кроме того, кристалл кварца имеет так называемые пьезоэлектрические свойства. Это означает, что при сжатии кристалл вырабатывает электрический импульс, сжатие обеспечивается созданием вокруг кристалла электрического поля. Таким образом, создав схему, в которой вокруг кристалла кварца будет периодически создаваться и исчезать электрическое поле, можно добиться выработки электрических импульсов. Получаемые колебания кристалла и используют для запуска часового механизма. При этом для точности работы кварцевых часов и необходимо добиться частоты колебаний в 32768 герц (то есть 32768 колебаний в секунду). Ну, а дальше уже дело техники, то есть механизма, который будет переводить колебания кристалла кварца в движение часовых стрелок: шаговый двигатель, передаточное колесо, секундное колесо, центральное колесо, часовое колесо.
Сравнение с механическими часами
Спорам о том, какие же часы лучше, механически или кварцевые, по большому счету всего - ничего, каких-то сорок лет. Но та ожесточенность и непримиримость, с какими ведутся эти споры, свидетельствуют о том, что разногласия эти имеют все шансы перейти в категорию вечных, то есть неразрешимых. Есть объективные параметры сравнения. Например, точность хода в среднем у кварцевых часов куда выше (плюс-минус 20 секунд в месяц), нежели у механических (плюс-минус 20 секунд в сутки). Автономность использования (то есть отсутствие необходимости внешних воздействий для поддержания нормальной работы механизма) у кварцевых часов также выше - в среднем 2 года против полутора-двух суток у механических часов. Удароустойчивость кварцевых часов выше за счет меньшего количества механических частей, которые из-за своей тонкости довольно хрупки и при падениях или ударах легко приходят в негодность.
Однако кварцевые часы куда восприимчивее к воздействию высоких и низких температур и к электромагнитному излучению, нежели механически часы. К тому же возможность отремонтировать вышедшие из строя механические часы куда легче, ведь можно заменить часть механизма, тогда как если в кварцевых часах имеются серьезные повреждения, чаще всего это означает окончание времени их работы в прямом и переносном смыслах. Современные кварцевые часы по сроку службы не уступают механическим, а этот срок составляет в среднем около 10 лет для обоих типов часов. Механические часы в массе своей дороже кварцевых, что объясняется сложностью изготовления, но, с другой стороны, механические часы в силу тех же факторов (история, традиции, культурное наследие) считаются более престижными.
Александр Бабицкий