एनालॉग क्लॉक कैसे काम करते हैं?

विषय

• क्या एक एनालॉग घड़ी है
• पेंडुलम घड़ियाँ: पहली आधुनिक घड़ी
• एक एनालॉग घड़ी के अंदर देखो
• स्प्रिंग-प्रेरित एनालॉग घड़ियाँ
• बैटरी चालित क्वार्ट्ज घड़ियों
• परमाणु घड़ियों पर एक अंतिम नोट

घड़ियों को दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिसके आधार पर वे जानकारी प्रदर्शित करते हैं।

एनालॉग, उर्फ यांत्रिक, घड़ियाँ वर्तमान समय को इंगित करने के लिए गतिमान हाथों का उपयोग करती हैं। डिजिटल दूसरी ओर, घड़ियां, संख्याओं के एक सेट के रूप में, आमतौर पर एलसीडी या अन्य इलेक्ट्रॉनिक स्क्रीन के माध्यम से प्रदर्शित होती हैं।

(तकनीकी रूप से संभव है कि एनालॉग डिस्प्ले के साथ इलेक्ट्रॉनिक घड़ी हो, लेकिन यह बहुत ही दुर्लभ है - हम इसका इलाज करेंगे अनुरूप तथा यांत्रिक समानार्थी के रूप में।)

क्या एक एनालॉग घड़ी है

प्रत्येक घड़ी को तीन मूलभूत भागों की आवश्यकता होती है:

सबसे बुनियादी शब्दों में, एक घड़ी एक उपकरण है जो उपयोग करता है ऊर्जा सेवा प्रदर्शन समय, एक द्वारा विनियमित समयनिर्धारक तंत्र।

रेत से भरे घंटे के चश्मे पर विचार करें - एक बहुत ही सरल एनालॉग घड़ी। आईटी इस ऊर्जा स्रोत गुरुत्वाकर्षण का खिंचाव है, इसका प्रदर्शन प्रत्येक आधे हिस्से में रेत की मात्रा होती है, और इसकी समयनिर्धारक तंत्र अपेक्षाकृत स्थिर दर है जिस पर रेत दो हिस्सों के बीच संकीर्ण उद्घाटन के माध्यम से बहती है।

अधिक परिष्कृत एनालॉग घड़ियों में, तीन मूलभूत भाग गियर, पल्स और अन्य यांत्रिक प्रणालियों के माध्यम से जुड़े होते हैं।

आधुनिक घड़ियों में, यांत्रिक घटकों को तारों और विद्युत धाराओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। हमारे द्वारा कवर किए जाने की तुलना में अधिक संभव कॉन्फ़िगरेशन हैं, इसलिए एक विशेष प्रकार की घड़ी पर करीब से नज़र डालें।

पेंडुलम घड़ियाँ: पहली आधुनिक घड़ी

पेंडुलम की घड़ियाँ यकीनन पहली आधुनिक घड़ियाँ हैं।

एक पेंडुलम, जो आपको याद है, एक निश्चित बिंदु से लटका हुआ वजन है और आगे-पीछे झूलने की अनुमति है - आप एक जोड़ी ईयरबड को झूलकर एक साधारण बना सकते हैं।

17 वीं शताब्दी के मोड़ पर, इतालवी वैज्ञानिक गैलीलियो गैलीली के भौतिकी में प्रयोगों ने उन्हें पेंडुलम की इस अनूठी विशेषता की खोज करने के लिए प्रेरित किया: एक इच्छा हमेशा एक पूर्ण स्विंग को पूरा करने के लिए समान मात्रा में समय लें।

यह सच है यहां तक ​​कि वायु प्रतिरोध और अन्य कारक धीरे-धीरे कम करते हैं कि प्रत्येक स्विंग के साथ एक पेंडुलम कितना दूर जाता है, ठीक उसी क्षण तक जब तक यह रुक नहीं जाता।

उन्होंने तुरंत एक घड़ी तंत्र के अंदर समय की पाबंदी के लिए पेंडुलम की क्षमता को पहचाना, लेकिन यह 1656 तक नहीं था कि गैलीलियो के काम से प्रेरित डच वैज्ञानिक क्रिस्टियान ह्यूजेंस ने एक काम करने वाली पेंडुलम घड़ी को डिजाइन किया।

ह्यूजेंस के पास अपने डिजाइन को लागू करने का कौशल नहीं था, इसलिए उन्होंने इसे बनाने के लिए पेशेवर घड़ी निर्माता सॉलोमन कॉस्टर को काम पर रखा।

एक एनालॉग घड़ी के अंदर देखो

आइए देखें कि पेंडुलम घड़ियाँ तीन-भाग के ब्रेकडाउन (टाइमकीपिंग मैकेनिज़्म, एनर्जी सोर्स और डिस्प्ले) के अनुसार कैसे काम करती हैं।

ऊर्जा स्रोत: एक घंटे के चश्मे की तरह, पहले पेंडुलम घड़ियों ने गुरुत्वाकर्षण का इस्तेमाल किया, जो कि पल्स से लटके हुए वजन की एक प्रणाली के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए था। एक कुंजी "घड़ी" को चालू करेगा, भार उठाएगा और गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ भार को पकड़कर संभावित ऊर्जा का भंडारण करेगा।

टाइमकीपिंग तंत्र: एक पेंडुलम और एक घटक एक कहा जाता है भगदड़ उस दर को नियंत्रित करें जिस पर भार से ऊर्जा निकलती है। भागने में एक नोकदार पहिया शामिल है जो यह सुनिश्चित करता है कि यह केवल असतत चरणों में स्थानांतरित हो सकता है, या "टिक"।

पेंडुलम के प्रत्येक पूर्ण स्विंग से बचने पर एक टिक निकलता है, जो बदले में वज़न को एक छोटे से गिराने की अनुमति देता है।

प्रदर्शन: घड़ी के हाथ गियर ट्रेन के माध्यम से शेष तंत्र से जुड़े होते हैं।

जब पलायन ऊर्जा के एक टिक को छोड़ता है, तो गियर मुड़ जाते हैं और हाथ सही मात्रा में चले जाते हैं।

यदि आप एक सेकंड के पेंडुलम स्विंग का अनुमान लगाते हैं, जो बाद के डिजाइनों में आम था, तो हर टिक घड़ी के चेहरे के चारों ओर सेकंड 1/60 वें हाथ को स्थानांतरित करता है।

सबसे सरल शब्दों में: ऊर्जा उठाया वजन का उपयोग करके संग्रहीत किया जाता है, फिर एक सटीक दर से जारी किया जाता है समयनिर्धारक पेंडुलम तंत्र, जो हाथों को मोड़ देता है प्रदर्शन वर्तमान समय दिखाने के लिए।

स्प्रिंग-प्रेरित एनालॉग घड़ियाँ

आपके साथ ऐसा हुआ होगा कि एक पेंडुलम एक घड़ी में काम नहीं करेगा, जो लगातार घूम रहा है।

इसके बजाय, यांत्रिक घड़ियों का उपयोग करें mainsprings तथा बैलेंस व्हील्स। स्प्रिंग से चलने वाली घड़ियां वास्तव में लगभग 200 वर्षों से पेंडुलम घड़ियों की भविष्यवाणी करती हैं, लेकिन बहुत कम सटीक थीं।

मेनस्प्रिंग स्टोर करने के लिए घाव तंग है ऊर्जा। बैलेंस व्हील एक विशेष भारित डिस्क है; एक बार गति में सेट होने के बाद यह एक नियमित रूप से आगे और पीछे घूमता है समयनिर्धारक तंत्र।

बैटरी चालित क्वार्ट्ज घड़ियों

आज, सबसे आम घड़ियां क्वार्ट्ज घड़ियां हैं, उनके नाम पर समयनिर्धारक तंत्र।

क्वार्ट्ज क्रिस्टल हैं पीजोइलेक्ट्रिक: यदि आप उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह चलाते हैं, तो वे एक विशिष्ट दर पर कंपन करते हैं। एक प्रवृत्ति नोटिस? एक विशिष्ट दर के साथ लगभग कोई भी प्रक्रिया टाइमकीपिंग तंत्र के रूप में कार्य कर सकती है।

एक सामान्य आधुनिक बैटरी से चलने वाली घड़ी एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल के माध्यम से एक मिनीस्क्यूल विद्युत प्रवाह के रूप में होती है, जो एक सर्किट में सेट होती है जो एक भागने की तरह काम करती है: यह क्वार्ट्ज के कंपन द्वारा निर्धारित नियमित अंतराल पर बैटरी से छोटी मात्रा में बिजली छोड़ती है।

बिजली के प्रत्येक नियमित "टिक्स" या तो एक मोटर को एनालॉग हाथों को स्थानांतरित करने या डिजिटल स्क्रीन पर आउटपुट को नियंत्रित करने की शक्ति प्रदान करते हैं।

परमाणु घड़ियों पर एक अंतिम नोट

आपने परमाणु घड़ी देखी या सुनी होगी।

वे लगभग पूरी तरह से डिजिटल हैं, इसलिए हम विवरण में नहीं आते हैं, लेकिन वे कैसे काम करते हैं, इसके मूल सिद्धांत उपरोक्त घड़ियों के समान हैं। बड़ा अंतर उनकी टाइमकीपिंग है: वे एक ऐसे तंत्र के आसपास निर्मित होते हैं, जो सटीक दर को मापता है जिस पर रेडियो तरंगों द्वारा "उत्साहित" होने के बाद सीज़ियम परमाणु ऊर्जा छोड़ते हैं।

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स ने 1967 में सीज़ियम के गुणों पर एक सेकंड की अपनी परिभाषा को मानकीकृत किया और यह तब से मानक बना हुआ है।