Orologi tascabili e da polso
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Orologi tascabili e da polso Nei piccoli orologi da polso, naturalmente, non ci sono né il peso né il pendolo. In essi la forza motrice è data da un altro motore: la molla, la quale, caricata, accumula un’energia sufficiente per muovere il ruotismo per un determinato tempo. Il meccanismo regolatore è costituito dal bilanciere a spirale, inventato dallo scienziato che aveva applicato il pendolo all’orologio: Christian Huygens . Il bilanciere a spirale è un volantino (piccola ruota senza denti, di materiale pesante) al cui asse è fissata con una estremità, una molla a spirale; l’altra estremità della spirale è fissata ad un punto fisso. Il volantino gira avanti e indietro accompagnato dalla molla che, successivamente, si svolge e si avvolge. Il bilanciere è spinto dalla ruota di scappamento che, attraverso l’àncora, lo aiuta ad oscillare; a sua volta il bilanciere, oscillando (in genere compie un’oscillazione ogni quinto di secondo), fa sì che la ruota giri in modo regolare. Infatti le oscillazioni della spirale, come quelle del pendolo, si compiono sempre in tempi uguali, sono cioè isòcrone. Organi di un orologio Un orologio è una macchina completa che comprende le seguenti parti essenziali: motore produce '’energia necessaria a far muovere i vari organi dell’orologio; può essere un peso, una molla o l’energia elettrica (batteria) operatore indice o gruppi di indici che forniscono la lettura della misura del tempo scappamento Sono la ruota e l’àncora; regola l’energia del motore trasformandola in una serie di piccoli movimenti (di qui il ticchettio) regolatore assicura l’assoluta uguaglianza dei piccoli movimenti dello scappamento; la funzione viene assolta da un pendolo o da un bilanciere i cui movimenti sono isòcroni Ruotando in senso orario la CORONA, si ingrana il ROCCHETTO che, a sua volta agisce sul TAMBURO DEL BARILETTO che comprime la MOLLA DI CARICA contenuta all'interno del TAMBURO. La MOLLA DI CARICA tende ad imprimere forza alla RUOTA CENTRALE che girerebbe libera fino a scaricare tutta la forza impressa dalla molla se, alla fine del treno del movimento, non fosse controllata dallo SCAPPAMENTO. Lo SCAPPAMENTO è il cuore del corretto funzionamento e della precisione dell'orologio. Il principio su cui si basa è tanto semplice, quanto ingegnoso. La forza motrice è fornita da una molla costituita da una lamina di acciaio avvolta a SPIRALE su sé stessa le cui estremità sono fissate da un lato al mozzo del VOLANO e dall'altro ad un punto fisso della capsula entro cui è contenuta chiamato pitone. La forza che la MOLLA DI CARICA imprime agli ingranaggi fa ruotare il VOLANO, che, richiamato dalla MOLLA A SPIRALE, compie delle oscillazioni intorno alla sua posizione d’equilibrio: l'insieme di molla a spirale e del volano costituisce il BILANCIERE. Al VOLANO è fissato lo SCAPPAMENTO, costituito da un braccio e dall'ANCORA, a forma di forchetta che, messa in oscillazione per mezzo di un braccio, arresta ad intervalli regolari il moto della RUOTA DELLO SCAPPAMENTO, così da trasformarlo in un moto intermittente. Il ticchettio dell'orologio è dato proprio dagli scatti dello scappamento. Quando un estremo dell’ANCORA si libera da un dente della RUOTA DELLO SCAPPAMENTO ne riceve una spinta e l’altro estremo dell’ANCORA va ad inserirsi tra due denti. In sostanza, come esemplificato nell'animazione, la forza motrice, sviluppata dalla MOLLA A SPIRALE, si trasmette, mediante lo SCAPPAMENTO, al VOLANO e, regolata da quest’ultimo, si trasmette a sua volta, mediante ingranaggi riduttori, alle LANCETTE. In questo spaccato si possono vedere gli organi meccanici di un orologio a carica manuale come appaiono aprendo il fondello. Come funziona un orologio meccanico a carica automatica Nell'orologio meccanico automatico, il gruppo CORONA e ROCCHETTO sono sostituiti da un PESO che oscilla in un apposito alloggiamento ad ogni movimento del polso. Il peso è collegato mediante una LEVA ad un CRICCHETTO fissato direttamente al BARILOTTO contenente la MOLLA DI CARICA. L'oscillazione del braccio fa muovere il PESO che, agendo con la LEVA sul CRICCHETTO, comprime la MOLLA DI CARICA. Orologi al quarzo L’orologio al quarzo fu costruito per la prima volta nel 1927; è molto diffuso per la precisione e nella maggior parte dei casi per il basso costo, dovuto alla semplicità della sua struttura. Può indicare l’ora analogicamente, con il movimento delle lancette, o in forma digitale, con l’indicazione numerica /letterale del secondo, minuto e ora. Nel secondo caso un circuito integrato riduce la frequenza del risonatore, e due elementi fanno muovere le lancette (sfere): un motore passo-passo e il rotismo delle lancette. La parola quarzo significa che l´orologio è elettronico e che la precisione deriva dalla caratteristica del quarzo. Il quarzo (2) sostituisce il bilanciere degli orologi tradizionali e come fonte di energia viene utilizzata una pila (1). Il corpo cristallino tagliato su misura da un cristallo è in grado di generare una vibrazione costante quando ad esso viene applicata tensione. Come funziona Il circuito integrato (3a), composto da una piccola lastra di silicio che contiene conduttori, transistor e altre parti elettroniche, è il cervello dell’orologio al quarzo, e controlla le oscillazioni del cristallo di quarzo. Il circuito integrato (IC) fa oscillare il quarzo il quale mantiene stabile l’oscillazione a 32769 Hz (a confronto all'orologio meccanico il cui bilanciere oscilla a 4-10 Hz). Questa frequenza (Hz) è un valore binario. Diversi stadi del circuito fraziona (dimezza) la frequenza elettrica per 16 volte per ottenere cosi la frequenza di 0,5 Hz (32769/216 = 0,5). Questi impulsi della durata di 4,8 a 7,8 ms alimentano una bobina (3b) per far ruotare un motore passo a passo di 180 gradi alla volta. Il motore passo-passo trasforma in movimento l’impulso elettrico che riceve dal circuito integrato. Ecco che un impulso elettrico si trasforma in movimento. Al rotore segue una serie di ingranaggi (3c) per indicare il minuto, ore, data ecc. La sfera dei secondi si muove al ritmo di uno scatto al secondo. Di solito è protetto da uno schermo antimagnetico che lo isola dai disturbi provocati dai campi magnetici emessi dagli apparecchi di uso quotidiano (elettrodomestici, televisori, cancelli automatici, ecc).
