História do relógio, tipos e características

Desde os primitivos relógios de sol até os modernos relógios atômicos, o homem sempre usou sua engenhosidade para criar instrumentos que lhe permitissem acompanhar a passagem do tempo.

Relógio é uma máquina destinada a medir o tempo, na qual um mecanismo que proporciona movimentos a intervalos regulares se liga a um dispositivo contador auxiliar a fim de registrar o número de movimentos. Em geral se utilizam os relógios para determinar o tempo astronômico, que, dividido em horas, minutos e segundos, fixa o ritmo da vida cotidiana.

O conceito de relógio se estende, contudo, a medidas de tempos relativos, de especial importância nos equipamentos de comunicação eletrônica, em que é fundamental a incorporação de relógios sincronizados capazes de registrar os instantes de emissão e recepção das mensagens.

Os tipos mais comuns de relógios se constituem de três partes: motor, balancim (ou regulador) e escapo. A força motriz, nesses relógios, é fornecida por uma mola enrolada, feita de aço temperado. O balancim regulariza o movimento médio, e o escapo é um órgão intermediário que torna recíproca a ação do regulador e do motor.

História

O homem começou a medir o tempo pelo deslocamento aparente do Sol, de que se originou o relógio solar, superfície plana com uma haste vertical cuja sombra, projetada sobre o plano, indica o passar das horas. Acaz, rei da Judéia, possuiu o primeiro relógio solar de que se tem notícia, por volta do ano 740 a.C. Mais tarde, os egípcios construíram ampulhetas, instrumentos que deixavam passar areia de um recipiente para outro num espaço de tempo determinado.

Relógio de bolso Foram os relógios de água, ou clepsidras, no entanto, os verdadeiros precursores do relógio moderno. Num antiquíssimo relógio chinês, a água gotejava de um vaso para outro, no qual havia um flutuador de madeira que se elevava com a água, indicando o tempo. Na Grécia antiga a clepsidra foi aperfeiçoada, e a água, ao elevar-se, fazia girar uma agulha que marcava as horas.

A origem dos relógios mecânicos não é bem conhecida mas acredita-se que os primeiros modelos da história tenham sido inventados e usados em igrejas e mosteiros para assinalar as horas de oração e dos ofícios. Chamados relógios de torre, tinham sua maquinaria acionada por um peso colocado verticalmente no extremo de uma corda. Eram instrumentos rudimentares, sem ponteiros, que davam as horas com erros possivelmente superiores a meia hora diária.

Na cidade italiana de Milão, em 1335, erigiu-se o primeiro relógio público que badalava as horas, mas o mais antigo ainda existente é o da catedral de Salisbury, de 1386. Também sobrevivem um relógio de 1389 em Rouen, na França, e outro, aproximadamente da mesma época, construído para a catedral de Wells e preservado no Museu de Ciência de Londres, que têm mecanismos para soar também a cada quarto de hora.

Os primeiros relógios domésticos, versões reduzidas desses modelos públicos, surgiram no fim do século XIV. Abertos e sem proteção contra a poeira, eram colocados sobre um pedestal com uma abertura para acomodar os pesos. Por volta de 1500, o serralheiro alemão Peter Henlein começou a construir pequenos relógios movidos a mola. Esses foram os primeiros modelos portáteis e representaram um dos mais importantes progressos na história dos relógios. Embora fossem abertos, já contavam com mostrador no topo e ponteiro de horas. Somente ao longo do século XVII apareceriam as primeiras caixas (de vidro ou bronze) e, em 1670, o ponteiro de minutos.

Já no século XVI o cientista italiano Galileu Galilei descrevera as leis do pêndulo, importante avanço da física mecânica que muito contribuiu para a fabricação de relógios de maior precisão. A propriedade que têm os pêndulos de apresentar um período de oscilação que depende unicamente do comprimento do fio pendular, no caso dos arcos pequenos, fez deles os artefatos indicados para a medição do tempo, devido a sua batida regular.

O astrônomo e físico holandês Christiaan Huygens foi o responsável pela aplicação do pêndulo como controlador do tempo em relógios a partir de 1656, e sua invenção fez crescer a importância e a difusão da fabricação de relógios. Relógios movidos por pesos, com pêndulos curtos, eram fabricados em caixas de madeira para serem dependurados na parede. Em 1670 o relojoeiro inglês William Clement introduziu o pêndulo longo.

Progressos na fabricação de materiais e técnicas cada vez mais aperfeiçoadas de relojoaria criaram paulatinamente relógios cada vez mais precisos, com pêndulos de precisão e ponteiros indicadores de segundos. No século XX surgiram os relógios elétricos, atômicos e de quartzo, que deram aos fabricantes meios de medir o tempo com extrema exatidão. Os circuitos cada vez menores criados pela eletrônica permitiram produzir novos tipos de relógios portáteis nas últimas décadas do século. O mostrador circular tradicional, com ponteiros, foi substituído por pequenos painéis digitais, em que a medida do tempo se apresenta na forma de números luminosos ou escuros. Graças a uma minúscula pastilha de computador, os relógios eletrônicos podem ter sofisticados sistemas de despertador, calculadora e agenda; outros contam com calendário e cronômetro.

Relógios mecânicos

A maquinaria dos relógios mecânicos baseia-se em rodas dentadas que formam uma engrenagem. O movimento inicial, gerado pela torção de uma mola ou pela ação de um peso, é transmitido de uma peça a outra até chegar aos ponteiros. Primeiro a força é transmitida a uma roda maior, ou principal, que engrena no primeiro carrete (peça cilíndrica dentada), em cujo cilindro se prende a segunda roda dentada. Esta, por sua vez, engrena no segundo carrete e assim sucessivamente por todo o conjunto da engrenagem até chegar à roda de escape, ou escapo.

O diâmetro das rodas dentadas obedece a uma relação que permite a um dos cilindros — o segundo ou o terceiro, habitualmente — girar conforme a revolução de uma hora, o que lhe dá a função de marcar os minutos. Uma engrenagem simples denominada de movimento, com redução de 12 por 1, faz impulsionar o ponteiro das horas. A mola (ou o peso) é dotada de um mecanismo de lingueta para dar corda ao relógio, se for necessário. O eixo do ponteiro dos minutos conta com um engatador deslizante simples, capaz de deixar acertar a hora se for preciso.

Relógios elétricos sincrônicos

Inovação recente para relógios de parede e de mesa, os relógios elétricos sincrônicos consistem num pequeno motor do tipo sincrônico, ligado a uma engrenagem redutora, no qual o rotor do motor gira ao ritmo exato da frequência da corrente alternada. Eles dependem dessa frequência e só podem funcionar bem nos lugares onde ela não varia. Os relógios sincrônicos são, na verdade, simples medidores de frequência, que repetem as indicações de tempo transmitidas pelas usinas de energia elétrica.

Relógios de cristal de quartzo

Cronômetros de grande precisão, os relógios de cristal de quartzo contam com um pedaço de cristal de quartzo que substitui o pêndulo e é mantido em estado de vibração elétrica. Com isso é capaz de regular a frequência de uma corrente alternada de um tipo muito especial.

Relógios atômicos

Os mecanismos mais precisos de determinação da passagem do tempo são os relógios atômicos ou moleculares. Concebidos com base nas propriedades de emissão de radiação pelos átomos, esses relógios marcaram uma nova definição do tempo como magnitude física. No relógio atômico, criado em 1954 e de aplicação limitada a objetivos científicos, um oscilador de quartzo fornece uma corrente elétrica alternada, com um ritmo preciso, que produz uma onda luminosa. A incidência dessa onda sobre os átomos produz um fluxo contínuo de transições atômicas com uma frequência de emissão altamente precisa, usada como padrão universal de medida de tempo.