Đồng hồ Quartz là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm chi tiết

Đồng hồ Quartz là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm chi tiết

Chào mọi người! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá một thế giới thời gian cực kỳ phổ biến và tiện lợi, đó chính là những chiếc đồng hồ Quartz. Chắc hẳn bạn đã từng nghe đến hoặc thậm chí đang sở hữu một chiếc đồng hồ Quartz rồi đúng không? Nhưng bạn có thực sự hiểu rõ về nó chưa? “Đồng hồ Quartz là gì?”, “Nó hoạt động ra sao?”, “Ưu điểm và nhược điểm của nó là gì?”… Rất nhiều câu hỏi có thể đặt ra. Đừng lo lắng, bài viết này sẽ giúp bạn giải đáp tất tần tật những thắc mắc đó một cách dễ hiểu và chi tiết nhất! Cùng bắt đầu thôi nào!

Định nghĩa đồng hồ Quartz

Để bắt đầu, chúng ta cần một định nghĩa rõ ràng về “đồng hồ Quartz”. Nói một cách đơn giản, đồng hồ Quartz là loại đồng hồ sử dụng một tinh thể thạch anh (Quartz crystal) để tạo ra dao động và điều khiển bộ máy thời gian. Cái tên “Quartz” xuất phát chính từ vật liệu thạch anh này.  

Lịch sử ra đời và phát triển của đồng hồ Quartz

Ít ai biết rằng, ý tưởng về việc sử dụng tinh thể thạch anh để đo thời gian đã xuất hiện từ khá lâu. Vào những năm 1920, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng tinh thể thạch anh có khả năng dao động với tần số rất ổn định khi có dòng điện chạy qua. Tuy nhiên, phải đến những năm 1960, chiếc đồng hồ Quartz điện tử đầu tiên trên thế giới mới ra đời. Sự kiện này đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử ngành công nghiệp đồng hồ, mở ra một kỷ nguyên mới với những chiếc đồng hồ chính xác và giá cả phải chăng hơn.

Chiếc đồng hồ Quartz đeo tay đầu tiên được giới thiệu vào năm 1969 bởi Seiko, một thương hiệu đồng hồ nổi tiếng của Nhật Bản. Sản phẩm mang tên Seiko Astron này đã gây ra một “cuộc cách mạng Quartz” (Quartz crisis) trong ngành công nghiệp đồng hồ Thụy Sĩ, vốn trước đó nổi tiếng với những chiếc đồng hồ cơ khí phức tạp và đắt đỏ. Đồng hồ Quartz nhanh chóng trở nên phổ biến nhờ độ chính xác cao, giá thành thấp và ít cần bảo dưỡng.

Định nghĩa đồng hồ Quartz
Định nghĩa đồng hồ Quartz

Tại sao gọi là đồng hồ Quartz?

Như đã đề cập, tên gọi “đồng hồ Quartz” bắt nguồn từ việc loại đồng hồ này sử dụng một tinh thể thạch anh nhỏ bên trong bộ máy. Tinh thể này đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tạo ra những dao động ổn định, giúp đồng hồ đếm thời gian một cách chính xác. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về vai trò của tinh thể thạch anh trong phần nguyên lý hoạt động của đồng hồ Quartz nhé!  

Cấu tạo chi tiết của đồng hồ Quartz

Một chiếc đồng hồ Quartz có cấu tạo tương đối đơn giản so với đồng hồ cơ khí. Dưới đây là các thành phần chính của một chiếc đồng hồ Quartz:

Bộ máy Quartz (Quartz movement)

Đây là “trái tim” của chiếc đồng hồ Quartz, bao gồm tất cả các bộ phận cần thiết để đo và hiển thị thời gian. Bộ máy Quartz thường được sản xuất hàng loạt và có kích thước nhỏ gọn.

Tinh thể thạch anh (Quartz crystal)

Đây là thành phần quan trọng nhất, thường có hình dạng như một chiếc dĩa nhỏ hoặc một thanh chữ U. Khi có dòng điện từ pin chạy qua, tinh thể thạch anh sẽ dao động với một tần số rất chính xác (thường là 32.768 lần mỗi giây). Tần số dao động này cực kỳ ổn định và ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ hay va đập, đó là lý do tại sao đồng hồ Quartz lại có độ chính xác cao đến vậy.  

Pin (Battery)

Pin là nguồn năng lượng chính cung cấp điện cho toàn bộ hoạt động của đồng hồ Quartz. Các loại pin thường được sử dụng là pin cúc áo nhỏ, có tuổi thọ từ 1 đến vài năm tùy thuộc vào loại máy và mức độ sử dụng các tính năng khác của đồng hồ.  

Mạch điện tử (Electronic circuit)

Mạch điện tử có nhiệm vụ nhận tín hiệu dao động từ tinh thể thạch anh, sau đó chia tần số dao động này xuống thành tần số thấp hơn, thường là 1 xung mỗi giây. Các xung điện này sẽ được gửi đến động cơ bước.

Động cơ bước (Step motor)

Động cơ bước là một động cơ điện siêu nhỏ, nhận các xung điện từ mạch điện tử và chuyển chúng thành các chuyển động cơ học. Mỗi xung điện sẽ làm động cơ bước quay một bước nhỏ, từ đó điều khiển kim giây (hoặc các kim khác) di chuyển.

Bánh răng và kim (Gears and hands)

Hệ thống bánh răng có nhiệm vụ truyền chuyển động từ động cơ bước đến các kim đồng hồ (kim giây, kim phút, kim giờ), giúp chúng quay và hiển thị thời gian.

Nguyên lý hoạt động của đồng hồ Quartz

Vậy, tất cả những thành phần trên phối hợp với nhau như thế nào để tạo ra một chiếc đồng hồ Quartz hoạt động chính xác? Hãy cùng tìm hiểu nguyên lý hoạt động của nó nhé:

Dao động của tinh thể thạch anh khi có dòng điện

Khi pin cung cấp năng lượng, dòng điện sẽ chạy qua mạch điện tử và đến tinh thể thạch anh. Lúc này, tinh thể thạch anh sẽ bắt đầu dao động với một tần số rất cao và ổn định, thường là 32.768 Hz (32.768 lần mỗi giây). Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng áp điện nghịch (inverse piezoelectric effect).  

Mạch điện tử khuếch đại và chuyển đổi dao động

Nguyên lý hoạt động của đồng hồ Quartz
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ Quartz

Mạch điện tử sẽ nhận tín hiệu dao động từ tinh thể thạch anh, khuếch đại tín hiệu này và sau đó chia tần số dao động cao xuống thành tần số thấp hơn, thường là 1 Hz (1 lần mỗi giây). Việc chia tần số này rất quan trọng để đảm bảo kim giây di chuyển một cách đều đặn.

Động cơ bước làm kim di chuyển

Mỗi khi mạch điện tử tạo ra một xung điện, xung điện này sẽ được gửi đến động cơ bước. Động cơ bước sẽ phản ứng bằng cách quay một bước nhỏ. Chuyển động quay này sau đó được truyền qua hệ thống bánh răng để làm cho kim giây di chuyển một nấc trên mặt số đồng hồ. Các kim phút và kim giờ cũng được điều khiển bởi hệ thống bánh răng này, nhưng với tốc độ chậm hơn tương ứng.

Cứ như vậy, quá trình này lặp đi lặp lại liên tục, tạo ra một cơ chế đếm thời gian chính xác và đáng tin cậy.

Ưu điểm của đồng hồ Quartz

Không phải ngẫu nhiên mà đồng hồ Quartz lại trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Chúng sở hữu rất nhiều ưu điểm vượt trội:

Độ chính xác cao

Đây là ưu điểm lớn nhất của đồng hồ Quartz. Nhờ vào tần số dao động ổn định của tinh thể thạch anh, đồng hồ Quartz thường có độ sai số rất thấp, chỉ khoảng vài giây mỗi tháng, thậm chí còn chính xác hơn đối với các dòng đồng hồ Quartz cao cấp. Điều này hoàn toàn khác biệt so với đồng hồ cơ khí, vốn có thể sai số vài chục giây mỗi ngày.  

Giá thành hợp lý

So với đồng hồ cơ khí có cùng độ phức tạp và chất liệu, đồng hồ Quartz thường có giá thành thấp hơn đáng kể. Điều này là do quy trình sản xuất bộ máy Quartz đơn giản hơn và có thể sản xuất hàng loạt.

Độ bền và khả năng chống sốc tốt

Bộ máy Quartz có ít bộ phận chuyển động hơn so với đồng hồ cơ khí, do đó chúng thường bền bỉ hơn và ít bị ảnh hưởng bởi va đập. Đây là một ưu điểm lớn đối với những người có lối sống năng động.  

Ít cần bảo dưỡng

Đồng hồ Quartz không cần lên dây cót thường xuyên như đồng hồ cơ khí. Bạn chỉ cần thay pin định kỳ là có thể sử dụng. Việc bảo dưỡng cũng đơn giản hơn và ít tốn kém hơn.

Thiết kế đa dạng

Với sự phát triển của công nghệ, đồng hồ Quartz ngày nay có vô vàn kiểu dáng, mẫu mã và tính năng khác nhau, từ đơn giản, thanh lịch đến thể thao, cá tính. Bạn có thể dễ dàng tìm được một chiếc đồng hồ Quartz phù hợp với phong cách và sở thích của mình.

Nhược điểm của đồng hồ Quartz

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội, đồng hồ Quartz cũng có một vài nhược điểm nhỏ:

Cảm giác “cơ khí” kém hơn so với đồng hồ cơ

Đối với những người đam mê đồng hồ, đặc biệt là những người yêu thích sự phức tạp và tinh xảo của bộ máy cơ khí, đồng hồ Quartz có thể không mang lại cảm giác thú vị bằng. Kim giây của đồng hồ Quartz thường di chuyển theo từng nấc (giật), trong khi kim giây của đồng hồ cơ di chuyển mượt mà liên tục.

Tuổi thọ pin có hạn

Đây là một nhược điểm không thể tránh khỏi của đồng hồ Quartz. Bạn cần phải thay pin định kỳ để đồng hồ hoạt động. Mặc dù việc thay pin khá đơn giản và chi phí không cao, nhưng đôi khi bạn có thể gặp phải tình huống đồng hồ hết pin vào thời điểm không mong muốn.

Một số người không thích kim giây “giật”

Như đã đề cập, kim giây của đồng hồ Quartz di chuyển theo từng nấc, tạo ra cảm giác “giật”. Một số người thích sự mượt mà của kim giây trôi liên tục trên đồng hồ cơ hơn.

So sánh đồng hồ Quartz và đồng hồ cơ

Để hiểu rõ hơn về đồng hồ Quartz, chúng ta hãy cùng so sánh nó với đồng hồ cơ khí, một loại đồng hồ truyền thống khác:

Độ chính xác

Quartz: Rất cao, sai số chỉ vài giây mỗi tháng. Cơ khí: Thấp hơn, sai số có thể vài chục giây mỗi ngày.  

Giá cả

Quartz: Thường rẻ hơn, phù hợp với nhiều đối tượng. Cơ khí: Thường đắt hơn, đặc biệt là các mẫu phức tạp và có thương hiệu.

Độ bền

Quartz: Bền bỉ, ít bị ảnh hưởng bởi va đập. Cơ khí: Yêu cầu cẩn thận hơn, có thể bị ảnh hưởng bởi va đập mạnh.

Bảo dưỡng

Quartz: Đơn giản, chỉ cần thay pin định kỳ. Cơ khí: Phức tạp hơn, cần bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hoạt động tốt.

Tính thẩm mỹ và cảm xúc

Quartz: Thiết kế đa dạng, hiện đại. Cơ khí: Mang vẻ đẹp cổ điển, tinh xảo, khơi gợi cảm xúc về sự tỉ mỉ của người thợ.

Cách chọn mua đồng hồ Quartz phù hợp

Với vô vàn mẫu mã đồng hồ Quartz trên thị trường, việc lựa chọn một chiếc phù hợp có thể khiến bạn băn khoăn. Dưới đây là một vài gợi ý:

Xác định nhu cầu và mục đích sử dụng

Cách chọn mua đồng hồ Quartz phù hợp
Cách chọn mua đồng hồ Quartz phù hợp

Bạn mua đồng hồ để làm gì? Để xem giờ hàng ngày, tham gia các hoạt động thể thao, hay để thể hiện phong cách cá nhân? Nhu cầu sử dụng sẽ quyết định loại đồng hồ, tính năng và thiết kế bạn cần.

Lựa chọn thương hiệu uy tín

Có rất nhiều thương hiệu đồng hồ Quartz nổi tiếng trên thế giới như Seiko, Citizen, Casio (Nhật Bản), Swatch, Tissot (Thụy Sĩ), Fossil (Mỹ)… Việc lựa chọn một thương hiệu uy tín sẽ đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm.

Quan tâm đến thiết kế và chất liệu

Hãy chọn một chiếc đồng hồ có thiết kế mà bạn yêu thích và phù hợp với phong cách của bạn. Chất liệu vỏ và dây đeo cũng rất quan trọng, ảnh hưởng đến độ bền và cảm giác thoải mái khi đeo. Các chất liệu phổ biến bao gồm thép không gỉ, titanium, da, cao su…

Xem xét các tính năng bổ sung

Ngoài chức năng xem giờ cơ bản, nhiều đồng hồ Quartz còn có các tính năng khác như lịch ngày, lịch thứ, bấm giờ thể thao, báo thức, khả năng chống nước… Hãy cân nhắc xem bạn có cần những tính năng này không.

Kiểm tra kỹ sản phẩm trước khi mua

Khi mua đồng hồ, hãy kiểm tra kỹ mặt số, kim, dây đeo, khóa… để đảm bảo không có lỗi sản xuất. Hãy hỏi về chính sách bảo hành và đổi trả của cửa hàng.

Hướng dẫn sử dụng và bảo quản đồng hồ Quartz

Để chiếc đồng hồ Quartz của bạn luôn hoạt động tốt và bền bỉ, hãy lưu ý một vài điều sau:

Thay pin định kỳ

Khi thấy đồng hồ chạy chậm hoặc ngừng hoạt động, đó là dấu hiệu pin yếu và cần được thay thế. Nên mang đồng hồ đến các trung tâm bảo hành hoặc cửa hàng uy tín để thay pin đúng cách.

Tránh va đập mạnh và tiếp xúc với hóa chất

Mặc dù đồng hồ Quartz khá bền, nhưng bạn vẫn nên tránh để đồng hồ bị va đập mạnh hoặc tiếp xúc với các hóa chất có thể gây ăn mòn.

Vệ sinh đồng hồ đúng cách

Thường xuyên lau chùi đồng hồ bằng khăn mềm để loại bỏ bụi bẩn và mồ hôi. Đối với đồng hồ có khả năng chống nước, bạn có thể rửa nhẹ dưới vòi nước sạch sau khi sử dụng ở môi trường ẩm ướt, nhưng hãy đảm bảo núm vặn đã được đóng kín.

Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát

Khi không sử dụng, hãy cất giữ đồng hồ ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và nhiệt độ cao.

Những câu hỏi thường gặp về đồng hồ Quartz (FAQ)

Để giúp bạn hiểu rõ hơn về đồng hồ Quartz, chúng ta hãy cùng giải đáp một vài câu hỏi thường gặp:

Pin đồng hồ Quartz dùng được bao lâu?

Tuổi thọ pin của đồng hồ Quartz thường dao động từ 1 đến vài năm tùy thuộc vào loại máy, kích thước pin và mức độ sử dụng các tính năng khác của đồng hồ.

Đồng hồ Quartz có cần lên dây cót không?

Không, đồng hồ Quartz không cần lên dây cót. Chúng hoạt động bằng năng lượng từ pin.

Tại sao đồng hồ Quartz lại chạy chính xác hơn đồng hồ cơ?

Đồng hồ Quartz sử dụng dao động ổn định của tinh thể thạch anh để điều khiển thời gian, trong khi đồng hồ cơ dựa vào hệ thống bánh răng và lò xo, dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài hơn.  

Nên mua đồng hồ Quartz của hãng nào?

Có rất nhiều hãng đồng hồ Quartz tốt trên thị trường. Một số gợi ý bao gồm Seiko, Citizen, Casio, Tissot, Swatch, Orient, Fossil… Hãy lựa chọn dựa trên sở thích cá nhân, ngân sách và nhu cầu sử dụng của bạn.

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan và chi tiết hơn về đồng hồ Quartz. Đây thực sự là một lựa chọn tuyệt vời cho những ai tìm kiếm một chiếc đồng hồ chính xác, bền bỉ và giá cả phải chăng. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại để lại bình luận bên dưới nhé! Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết!