Reloj para niños
Un reloj es un instrumento que nos ayuda a medir, mantener e indicar el tiempo en unidades que todos conocemos, como horas, minutos o segundos. Su función principal es decirnos la hora actual. También puede servir para medir cuánto dura un evento o para activar una alarma a una hora específica.
Los relojes se han usado desde hace mucho tiempo. Con el avance de la tecnología, han surgido modelos más precisos, con mejores funciones y diseños, y a un costo más bajo. Son muy populares; casi todas las personas tienen uno o varios relojes. En muchos hogares hay varios, y muchos electrodomésticos, como hornos o microondas, tienen relojes digitales incorporados. Además, cada computadora también tiene uno.
Más allá de su uso práctico, el reloj se ha convertido en un objeto de joyería. A menudo es un símbolo de elegancia y valor.
El reloj más preciso hasta ahora es el reloj atómico NIST-F1. Fue creado por la Oficina Nacional de Normalización (NIST) de los Estados Unidos en 1999. Es tan exacto que solo se equivoca un segundo cada 45 millones de años.
Contenido
- Historia de los relojes: ¿Cómo evolucionaron?
- Tipos de relojes: ¿Cuáles son los más comunes?
- Relojes de sol: Midiendo el tiempo con sombras
- Relojes de pulsera: El tiempo en tu muñeca
- Cronógrafo: Para medir tiempos cortos
- Cronómetro: La máxima precisión certificada
- Relojes de torres y campanarios: El tiempo para todos
- Relojes de salón: Decoración y tiempo
- El reloj de bolsillo: El tiempo que te acompaña
- Reloj atómico: La medida del tiempo más precisa
- Otros tipos de relojes
- Partes de un reloj tradicional
- ¿Cómo funcionan los relojes electrónicos?
- ¿Cómo funcionan los relojes mecánicos?
- Base de tiempos: El corazón del reloj
- Véase también
Historia de los relojes: ¿Cómo evolucionaron?
En la antigüedad, existieron varios tipos de relojes. Por ejemplo, Vitruvio mencionó el reloj de agua o clepsidra, el de aire y el de sol.
Relojes antiguos: Sol y agua
Los egipcios usaban el gnomon para seguir los movimientos del Sol. Los astrónomos también lo utilizaban para sus observaciones. Las clepsidras (relojes de agua) y los relojes de sol se inventaron en el Egipto durante la época de los Ptolomeos. Las clepsidras fueron mejoradas más tarde por Escipión Nasica o Ctesibio. Los oradores romanos las usaban para medir la duración de sus discursos.
Primeros relojes mecánicos: Un gran avance
Se cree que los grandes relojes con pesas y ruedas fueron inventados en Occidente por el monje benedictino Gerberto. Él se convirtió en el papa Silvestre II a finales del siglo X. Sin embargo, ya se conocían algunos tipos en el Imperio bizantino.
Dante, en su obra La divina comedia, escrita antes de 1321, ya hablaba de relojes mecánicos con alarma. Los describía como algo común, con ruedas que se movían unas a otras y hacían un dulce sonido de "tin tin".
Otras fuentes dicen que el primer reloj mecánico del que se tiene registro fue el de Richard de Wallingford. Él fue abad de San Albano en Inglaterra alrededor de 1367. Al parecer, la invención de Gerberto era solo un reloj de sol. El segundo reloj importante fue el que Santiago Dondis mandó construir en Padua hacia 1344. Se decía que mostraba el movimiento del sol y los planetas. El tercero fue el que el rey Carlos V de Francia trajo de Alemania al Louvre en París. El mecanismo de Anticitera, de entre 150 a. C. y 100 a. C., podría ser un antepasado de estos instrumentos.
En España, la primera noticia de un reloj de torre es de 1378. Un documento describe las condiciones para que Juan Alemany, un maestro relojero de Alemania, hiciera un reloj grande para la catedral de Valencia. Otros relojes mecánicos antiguos en España incluyen el de la catedral de Barcelona (1393), el de la iglesia de San Miguel en Cuéllar (Segovia) (1395) y el de la catedral de Sevilla (1396).
Pedro Bell de Núremberg fue el primero en pensar en hacer relojes de bolsillo. Por su forma, los llamaron "huevos de Núremberg". En 1647, Christiaan Huygens aplicó el péndulo a los relojes de torre y pared, un descubrimiento de Galileo. En 1665, el mismo físico usó el muelle de espiral en los relojes de bolsillo. En 1647, Gruet, de Ginebra, que vivía en Londres, usó una cadenilla de acero para transmitir el movimiento del tambor al cono, reemplazando las cuerdas de vihuela. Dos años después, se inventaron los relojes de repetición.
Hoy en día, los relojes personales son en su mayoría mecánicos o electrónicos. Pueden ser analógicos (con agujas) o digitales (con números). Los electrónicos funcionan con una pequeña pila que envía impulsos para mover las agujas o mostrar los números.
Los relojes mecánicos, aunque son menos exactos y más caros que los electrónicos, son muy valorados. Los expertos los consideran verdaderas obras de arte mecánicas.
Actualmente, hay muchas empresas que fabrican relojes mecánicos, tanto personales como de pared. Países como Alemania, Suiza, Japón, China, Reino Unido, Estados Unidos y Rusia tienen importantes compañías en este sector.
En los relojes analógicos, hay una escala fija y dos agujas que giran. La aguja más corta y ancha marca las horas y da una vuelta completa en doce horas. La aguja más delgada y larga, el minutero, indica los minutos y da una vuelta completa en una hora. A veces hay una tercera aguja que marca los segundos y da una vuelta completa en un minuto.
En los relojes digitales, hay dos grupos de dos números separados por dos puntos (:). Los primeros dos números indican la hora (de 0 a 23 en formato de 24 horas o de 1 a 12 en formato de 12 horas). El segundo grupo indica los minutos (de 0 a 59). A veces, hay un tercer grupo para los segundos (de 0 a 59).
Tipos de relojes: ¿Cuáles son los más comunes?
Relojes de sol: Midiendo el tiempo con sombras
La posición del Sol en el cielo cambia durante el día debido a la rotación de la Tierra. Las sombras que proyectan los objetos fijos también se mueven. Un reloj de sol muestra la hora usando la posición de una sombra sobre una superficie plana con marcas que indican las horas. Pueden ser horizontales, verticales o tener otras formas. Los relojes de sol fueron muy usados en la antigüedad. Conociendo la latitud, un buen reloj de sol puede medir la hora solar local con bastante precisión. Se siguieron usando para verificar otros relojes hasta la década de 1830.
Relojes de pulsera: El tiempo en tu muñeca
Al principio, solo las mujeres usaban relojes de pulsera. Pero durante la Primera Guerra Mundial (1914-1918), se hicieron populares entre los soldados en las trincheras.
Los relojes de pulsera tienen dos correas ajustables para llevarlos en la muñeca. Pueden ser analógicos o digitales. Aunque la mayoría son redondos, también los hay cuadrados, hexagonales o incluso pentagonales.
Los relojes analógicos muestran la hora con dos o tres agujas: una corta para la hora, una larga para los minutos y, a veces, una tercera aguja larga para los segundos. Los relojes digitales muestran la hora directamente en números en una pantalla. También existen relojes mixtos, que combinan ambos formatos.
Los relojes calendario son relojes mecánicos o digitales que muestran el año, el mes, el día de la semana, la hora, los minutos y los segundos.
Cronógrafo: Para medir tiempos cortos
Un cronógrafo es una función de un reloj que permite medir tiempos cortos cuando lo necesitas. A menudo se confunde con un cronómetro, pero son diferentes. Un reloj puede tener la función de cronógrafo, pero un cronógrafo no es necesariamente un cronómetro certificado. Los cronógrafos suelen ser analógicos, con dos pequeñas esferas adicionales (una para las horas y otra para los minutos) que se suman a la esfera central con la aguja de los segundos. Permiten medir velocidades, y antes los médicos los usaban para controlar el pulso de los pacientes.
Cronómetro: La máxima precisión certificada
Un cronómetro es un reloj cuya precisión ha sido probada y certificada por un instituto o centro de control. La palabra viene del griego: Chronos (tiempo) y -metron (aparato para medir).
Es común confundir cronómetro y cronógrafo. Hoy en día, el Control Oficial Suizo de Cronómetros (COSC) es el organismo que certifica la mayoría de los cronómetros. Durante al menos dos semanas, prueban el reloj en diferentes posiciones y temperaturas para asegurar que cumple con los criterios de precisión. Los relojes certificados como cronómetros suelen venir con un certificado y una mención en la esfera. El COSC informa que certifica entre 1.6 y 1.8 millones de relojes al año.
Relojes de torres y campanarios: El tiempo para todos
Antes de que existieran los relojes personales, se inventaron relojes muy grandes y complejos. Se colocaban en lo alto de las torres y campanarios de los pueblos y ciudades para que todos los habitantes supieran la hora. Estos relojes estaban conectados a una campana grande que sonaba para indicar las horas y los cuartos. Algunos relojes de este tipo se han vuelto muy famosos, como el Gran Reloj de Westminster en la Torre de Isabel del Parlamento británico o el de la Puerta del Sol en Madrid.
Relojes de salón: Decoración y tiempo
Durante siglos, los relojes fueron piezas importantes en la decoración de los salones. Se construían con formas muy decorativas. Dejando a un lado el reloj de arena, que se usaba desde la época griega y romana para medir tiempos cortos, los relojes grandes no fueron muy comunes hasta finales del siglo XIII o mediados del siglo XIV. Fue entonces cuando se inventó el motor de resorte o muelle real, y el uso del reloj como mueble se extendió en el siglo XVI.
De esa época se conservan algunos relojes curiosos en museos como el Louvre, Berlín y Viena. Tienen la forma de un edificio con una pequeña cúpula donde está la campana de las horas.
El reloj de bolsillo: El tiempo que te acompaña
Los relojes de bolsillo se inventaron en Francia a mediados del siglo XV, poco después de que se usara el muelle espiral en la relojería. Al principio eran cilíndricos, pero luego variaron mucho. Desde principios del siglo XVI, se hicieron muchos en Núremberg con forma de huevo, por lo que se les llamó "huevos de Núremberg".
Reloj atómico: La medida del tiempo más precisa
Un reloj atómico es un tipo de reloj que usa la frecuencia de resonancia de los átomos para contar el tiempo. Los primeros relojes atómicos usaban un máser como referencia. Las agencias nacionales de estándares logran una exactitud de 10−9 segundos por día.
Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo muy estable y continua, llamada Tiempo Atómico Internacional (TAI). Para el uso diario, se usa otra escala: el Tiempo Universal Coordinado (UTC). El UTC se basa en el TAI, pero se ajusta con segundos de intercalación para sincronizarse con el Tiempo Universal (UT1), que se basa en las observaciones astronómicas del día y la noche.
Otros tipos de relojes
Aquí tienes otros tipos de relojes según su forma o uso:
- Reloj Atmos
- Reloj binario
- Reloj con energía solar
- Reloj de agua o clepsidra
- Reloj de ajedrez
- Reloj de arena
- Reloj de bolsillo
- Reloj de cuarzo
- Reloj de cucú o de cuco
- Reloj de diapasón
- Reloj de fuego
- Reloj de misa
- Reloj de péndulo
- Reloj de sol
- Reloj de trinchera
- Reloj de vapor
- Reloj de vela
- Reloj despertador
- Reloj digital
- Reloj electrónico
- Reloj inteligente
- Reloj Foliot
- Reloj japonés
- Metrónomo
- Taxímetro
Partes de un reloj tradicional
Un reloj con esfera tradicional suele tener manecillas para la hora, los minutos y los segundos. Además, puede incluir funciones como despertador o calendario.
¿Cómo funcionan los relojes electrónicos?
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| Pantalla de un reloj digital con segundos. |
Un reloj electrónico usa componentes electrónicos o electromecánicos para medir el tiempo. La precisión de estos relojes depende de su "base de tiempos", que puede ser un oscilador o un adaptador que genera una señal periódica.
El divisor de frecuencia es un circuito digital con varios contadores. Estos contadores dividen la señal hasta obtener una frecuencia de 1 Hz, lo que permite mostrar los segundos. Si se quieren mostrar décimas de segundo, la división se detiene en 10 Hz. Esta frecuencia pasa a la pantalla, donde otros divisores separan los segundos, minutos y horas para mostrarlos.
¿Cómo funcionan los relojes mecánicos?
Los relojes mecánicos no suelen tener componentes electrónicos. Funcionan con un sistema de engranajes y piezas de metal. La energía para mover la maquinaria la proporciona un muelle motor o pesas conectadas por cadenas o cables.
Cuando se dice "dar cuerda" a un reloj, en realidad se está enrollando el muelle motor. Este muelle tiene una cinta de acero templado que, al enrollarse, genera una fuerza. Esta fuerza es usada por el reloj para mover sus mecanismos. Un sistema de engranajes reduce la fuerza y aumenta la velocidad, terminando en una rueda especial llamada rueda de escape. Esta rueda se conecta con una pieza llamada áncora. El áncora convierte el movimiento giratorio de los engranajes en un movimiento lateral que se transmite a un volante o a un péndulo. Esto les da la energía para oscilar. El contacto entre la rueda de escape y el áncora produce el famoso "tic-tac". Finalmente, el péndulo o el volante marcan el paso del tiempo y son el "órgano regulador". El reloj usa sus oscilaciones constantes para medir el tiempo: cuanto más preciso sea el mecanismo, menos variaciones habrá en estas oscilaciones.
Aunque los relojes de pulsera con volantes son muy exactos, el péndulo y su oscilación regular siguen siendo el patrón más preciso para medir el tiempo en relojes mecánicos grandes.
El número de engranajes en un reloj mecánico depende de cuánto tiempo se espera que funcione con una sola carga. Por ejemplo, un despertador que funciona 24 horas suele tener cinco engranajes. Un reloj de pared que dura ocho días (192 horas) tendrá una rueda extra para aumentar la velocidad del mecanismo de escape y así extender su autonomía. En estos casos, se necesitan muelles más potentes. La hora se muestra siempre de forma analógica, con manecillas que usan el giro de los engranajes para indicar la hora en la esfera del reloj.
Es importante saber que el minutero en un reloj mecánico no tiene un sistema de engranajes independiente. Está fijo a la rueda que se conecta con el muelle motor. Esta rueda gira una vez cada 60 minutos. El mecanismo que mueve la manecilla de la hora (horario) reduce la velocidad, de modo que por cada 12 vueltas del minutero, el horario da solo una vuelta. Este sistema también se encuentra en los relojes electrónicos con lectura analógica.
Base de tiempos: El corazón del reloj
El tipo de "base de tiempos" es tan importante que a menudo da nombre al reloj. Las más comunes son:
- Patrón de red. No tiene un oscilador propio. Usa como referencia la frecuencia de 50 Hz (o 60 Hz) de la corriente eléctrica. Es simple y bastante precisa a largo plazo, ya que las variaciones en la red suelen compensarse. Sus desventajas son que necesita una señal eléctrica "limpia" y que pierde la hora si se va la luz. Algunos modelos tienen pilas para seguir funcionando durante un corte de energía.
- Emisora patrón. Usa una señal de radio de una emisora horaria. Se ponen en hora solos y cambian al horario de invierno o verano automáticamente. Su desventaja es que necesitan recibir la señal horaria, por lo que no funcionan bien en zonas sin cobertura.
- Reloj de diapasón. El oscilador está controlado por un diapasón. Aunque ya no se usa mucho, antes eran relojes de alta calidad.
- Reloj de cuarzo. Reemplaza el diapasón por un pequeño cristal de cuarzo, que vibra a una frecuencia muy estable (normalmente 32768 Hz). Por su estabilidad y bajo costo, ha reemplazado a otros tipos de relojes en el uso diario.
- Reloj atómico (de amoníaco, cesio, etc.). Utiliza la resonancia de los átomos de una sustancia para mantener la precisión.
El reloj mecánico se basa en un "pulsador" que puede ser de 1 Hz o un submúltiplo. Generalmente, este pulsador es un mecanismo de escape mecánico que libera la energía de un muelle de forma constante y lenta. El sonido de "tic-tac" del reloj proviene de este sistema de escape, que es el encargado de generar la base de tiempo y mover el segundero. El minutero y el horario se mueven mediante engranajes que transforman la relación del segundero (1/60 para el minutero y 1/60 de este para el horario).
Un reloj digital tiene un oscilador, casi siempre de cuarzo. Este oscilador, mediante un divisor de frecuencia (similar a los engranajes), genera señales eléctricas para los segundos (1 Hz), minutos (1/60 Hz) y horas (1/3600 Hz). Estos pulsos eléctricos pasan a tres contadores en cascada que se muestran en la pantalla como segundos, minutos y horas. Estos contadores están conectados para asegurar la secuencia correcta de conteo y el paso de la señal entre ellos, por ejemplo, de 0 a 59 para segundos y minutos, y de 0 a 24 o de 1 a 12 para las horas, según el diseño.
Véase también
En inglés: Clock Facts for Kids
- Cronología de las tecnologías de la medición del tiempo
- Anexo:Cronología de la gnomónica
- Cronómetro
- Taxímetro
- Reloj japonés
- Reloj de arena
- Metrónomo
- Hans Hilfiker
- Reloj automático
- Reloj mecánico
- Manufactura de relojería
