如果手表的指针的重量是以中轴对称的，是不是可以更省电呢？

ralfes

最近突然想到一个问题，手表的指针很大的一部分的电能是耗费在驱动指针上的（而大部分是秒针），证据是没有秒针的表比有秒针的表省电，秒针小的表（如码表）要比大指针的表省电。因为要考虑极端角度的情况下驱动秒针的扭力，因此需要消耗更大功率的输出来驱动这瞬间的转动过程。那么假如手表的3根针的角度通过一定的设计（比如厚度不均匀），让针的两边以中轴重量对称（物理上讲应该叫质量）那么是不是意味着可以以更小的外力驱动它转呢（虽然由静止到加速的过程需要力，但是应该比不对称的情况下消耗的能量要小），原理就像电梯的配重装置可以让电梯空载的时候重量大致相等以减少额外的功耗。但是现在的设计大部分都没有采用这种结构，应该是出于美观的考虑吧。

崔克斯博士

今天有点疼，不知道怎么回事

韦伯猫

虽然由静止到加速的过程需要力，但是应该比不对称的情况下消耗的能量要小

上面这句话，有些想当然了吧？你先要证明这点才能推导出你需要的结果。但是你又没法证明这点。

泡...

需要考虑电池成本的石英表日本人已经做得很完美了

ralfes

韦伯猫 发表于 2016-6-7 00:13
虽然由静止到加速的过程需要力，但是应该比不对称的情况下消耗的能量要小

上面这句话，有些想当然了吧？ ...

上面说到电梯的配重原理以及没有秒针的表更省电哇。在极端情况下，秒针指向正下方，要往上方转动，这个时候如果是非对称的表，那么扭力需要让秒针转动的加速过程，并且克服秒针的重力。但是如果是配重对称的情况下，要转动秒针仅仅需要让秒针转动，而不需要输出额外的功率来克服重力，就是将电能转化为秒针的重力势能。就如电梯无论是否带配重，由静止到加速启动的过程都需要外力，但是如果有配重则可以减少额外的能量来让电梯抬起来。由于手表的设计必须考虑各个朝向的情况下都能正常转动，因此秒针的功率输出必须大于最极端的情况下的功耗，从上面看，增加了重力势能转化的消耗。

概况就是几点：
1.设计的输出功率是峰值的功率，要兼容最极端的情况。
2.极端的情况下，没有配重装置的秒针比有配重装置的秒针增加了电能转换为重力势能的消耗。
3.假定具有配重和不具有配重的秒针做的总体质量（重量）相等。即加速用的力相同。这个通过现代的加工工艺应该不难实现。将指针打磨得一边薄一点或者换一种轻一点的材质做就可以了。

ralfes

泡... 发表于 2016-6-7 00:14
需要考虑电池成本的石英表日本人已经做得很完美了

我也知道存在即合理，但是我个人更倾向于认为这样设计是出于美感的考虑而不是能耗的考虑。就如很多手表只需要增加1mm的厚度，即可以装下cr2012或者cr2016 的电池，手表要跑10年15年是完全没压力。（目前很多配置了cr2010的手表都可以跑10年），但是它们不愿意这么干，而只是配置了sr626这类容量只有前者1/5不到的小电池，为了腾出这1mm的厚度。。。

sepnber

他们的解决方案是---光电动。

ralfes

sepnber 发表于 2016-6-7 09:03
他们的解决方案是---光电动。

光动能确实是个很不错的方案，但是如果冬天穿长袖几个月看不到光，其实对电池挺不好的，因为锂电池低电压放电不是很好。所以光动能的表还是要经常晒晒太阳。

翠管

你提出了一个非常好的问题！这个问题也萦绕在我的脑海中长达数个世纪！而且我也与很多科学界的同行交流过，大家都觉得必须要攻破这个难关，因为这是关系到历史的发展、社会的进步、以及人类生存的问题，很可惜很多同行一想到要攻破这个难关的时候，就开始被精神上的强迫症所折磨直到离世。

作为一名和你一样对任何事物都要找出原因的学者而言，我不能因为这个问题被科学家和普通人的故意忽略而停止我的研究，所以我经过数个世纪的研究已经解决了这个问题。

第一个解决方式是，抛弃电子表，开始了机械表的制作，因此就不存在了指针耗电的问题。这就是为什么有了机械表的原因。

第二个解决方案是，在指针上吊一个氢气球，使得指针不需要靠电能来支撑，故此节省了百分之九十九的电能。不过由于成本比较昂贵，当然主要还是缺少像你这样认真执着的人，所以这个科学成果一直没能体现在电子表的产品上。

加油！看来我找到知音了！

sepnber

ralfes 发表于 2016-6-7 11:13
光动能确实是个很不错的方案，但是如果冬天穿长袖几个月看不到光，其实对电池挺不好的，因为锂电池低电压 ...

你低估了他们搞出来的充电效率，再辅以长期黑暗情况下的休眠保护，即使在库房里的盒子里放上几年都没问题。

ralfes

sepnber 发表于 2016-6-7 12:41
你低估了他们搞出来的充电效率，再辅以长期黑暗情况下的休眠保护，即使在库房里的盒子里放上几年都没问题 ...

正常情况下可以跑6个月左右，休眠情况下可以呆更长，我吐槽的正式它的休眠模式。比如g shock的数字指针有个ps模式，就是节能模式，会让数字不显示以节省电量，直到光照一段时间恢复正常，那么问题是，我长时间穿长袖，然后我真的需要看时间的时候拎出来看看，发现它的数字不显示了，要等光照一会儿才会显示，这不就失去了手表最基础的使用功能么。所以我一直很厌倦太阳能的款式。

sepnber

ralfes 发表于 2016-6-7 13:03
正常情况下可以跑6个月左右，休眠情况下可以呆更长，我吐槽的正式它的休眠模式。比如g shock的数字指针有 ...

不了解casio的太阳能技术，citizen的光动能我没觉得有什么不便，也没有你说的这种情况，也没有必要晒太阳，照明光源也一样充电，充电时间稍长些而已。

sepnber

ralfes 发表于 2016-6-7 13:03
正常情况下可以跑6个月左右，休眠情况下可以呆更长，我吐槽的正式它的休眠模式。比如g shock的数字指针有 ...

也许厂商之间的技术还是有差距的，据说光动能的技术专利以citizen为首，也因为这样，其它厂商的不能叫光动能，只能叫太阳能，也是专利保护的原因

gutiwen

正半周为指针提升做功，下半周指针下落释放能量，粗糙的说能量是平衡的。

ralfes

sepnber 发表于 2016-6-7 13:10
不了解casio的太阳能技术，citizen的光动能我没觉得有什么不便，也没有你说的这种情况，也没有必要晒太阳 ...

我的西铁城电波表冬天长袖2个月电量降到了2/4格（警告级别，1/4指针停走）。

ralfes

gutiwen 发表于 2016-6-7 14:05
正半周为指针提升做功，下半周指针下落释放能量，粗糙的说能量是平衡的。

但是这部分的能量是没法被吸收复用的。所以实际上输出功率的时候还是不得不应对最耗的那半周。但是如果指针的质量是做成以中轴对称的话，无论手表朝向任何一个方向，都可以做到配重的重力抵消。

hongsam

对称不好看，现在指针做成长细和短粗估计也有这样的考量吧。

gutiwen

ralfes 发表于 2016-6-7 15:38
但是这部分的能量是没法被吸收复用的。所以实际上输出功率的时候还是不得不应对最耗的那半周。但是如果指 ...

我已经说了粗糙的说，要细说的话针所谓的平衡是增加质量的，那部分增加的质量的运动是要耗电的。
你能说清楚二种状态那个费电吗？
再说一根针水平位置平衡并不能保证360度任意位置都是平衡的，除非把针做成圆片，所以你的理想
状态的针只能是圆片，那就要增加几十倍的质量，那你想想还会省电吗？我还要说粗糙的说，如果认
真的话是要通过计算的。

gutiwen

ralfes 发表于 2016-6-7 15:38
但是这部分的能量是没法被吸收复用的。所以实际上输出功率的时候还是不得不应对最耗的那半周。但是如果指 ...

“做成以中轴对称的话，无论手表朝向任何一个方向，都可以做到配重的重力抵消”
不可能吧？再想想。

Yard-O-Led

gutiwen 发表于 2016-6-7 18:10
“做成以中轴对称的话，无论手表朝向任何一个方向，都可以做到配重的重力抵消”
不可能吧？再想想。

轴对称是不可能的，除非做成点对称的圆盘。圆盘就要增加几十倍的重量了。
不过，我记得手表核心的擒纵机构能量输出是脉冲式的？如果是的话，表针加重或减轻就都不能节能了。