Электрический ток может использоваться вместо гири или пружины в качестве источника энергии и средства передачи показаний времени от центральных часов к широкому кругу удаленных циферблатов. Изобретенные в 1840 году первые электрические часы на батарейках приводились в движение пружиной и маятником и использовали электрический импульс для управления рядом циферблатов. После этого были проведены значительные экспериментальные работы, и только в 1906 году были изобретены первые автономные часы с батарейным приводом.
В часовой системе электричество используется для подачи прямых импульсов на маятник, который, в свою очередь, заставляет двигаться зубчатую передачу часов, или для подъема рычага после того, как он передал импульс маятнику. В различных современных часах маятник приводит в действие легкое счетное колесо, которое поворачивается на один зуб за каждый двойной оборот, и каждые полминуты освобождает рычаг. Этот рычаг придает импульс маятнику, а затем возвращает его в исходное положение с помощью электромагнита. Импульс тока, приводящий в действие электромагнит, может передаваться на ряд удаленных циферблатов, или ведомых часов, продвигая стрелки каждого из них на полминуты вперед. Таким образом, главные часы могут управлять десятками циферблатов в большой группе зданий, а также другими устройствами, такими как регистраторы времени и сирены.
Электрические главные часы этого типа являются хорошими хронометрами, поскольку импульс может быть дан симметрично, когда маятник проходит через среднее положение, и помехи его движению невелики.
С появлением в 1918 году синхронного электродвигателя в часах стали популярны бытовые электрические часы. Синхронный электродвигатель работает в такт с частотой источника электроэнергии, которая в большинстве стран составляет 60 герц (циклов в секунду). Электродвигатель соединен с понижающей передачей, которая приводит в движение часовые стрелки с нужной частотой.
Синхронные электрические часы сами по себе не обладают хронометрическими свойствами и полностью зависят от стабильности частоты подаваемого переменного тока. Если эта частота меняется, электрические часы не будут показывать правильное время.
Самым точным механическим хронометром являются маятниковые часы Shortt; в них используется механизм, описанный выше для электрических часовых систем. Маятниковые часы Shortt состоят из двух отдельных часов, один из которых синхронизирует другой. Хронометрическим элементом является маятник, который свободно качается, но раз в полминуты получает импульс от плавно опускающегося рычага. Этот рычаг освобождается под воздействием электрического сигнала, передаваемого с ведомых часов. После отправки импульса на ведомые часы передается синхронизирующий сигнал, который гарантирует, что импульс на свободный маятник будет подан ровно на полминуты позже предыдущего импульса. Маятник качается в герметичном ящике, в котором поддерживается постоянное низкое давление воздуха. Часы Шорта в обсерваториях хранятся в помещении, обычно в подвале, где температура остается практически постоянной, и в таких условиях они могут поддерживать правильное время с точностью до нескольких тысячных долей секунды в сутки.
В 1929 году кварцевый кристалл был впервые применен для измерения времени; это изобретение, вероятно, стало самым значительным вкладом в точное измерение времени. Кварцевые кристаллы, колеблющиеся на частоте 100 000 герц, можно сравнивать и определять разницу частот с точностью до одной части на 1010.
Хронометрический элемент кварцевых часов состоит из кварцевого кольца диаметром около 2,5 дюйма (63,5 мм), подвешенного на нитях и заключенного в теплоизолированную камеру. Электроды прикреплены к поверхностям кольца и подключены к электрической цепи таким образом, чтобы поддерживать колебания. Поскольку частота колебаний в 100 000 герц слишком высока для удобного измерения времени, она уменьшается с помощью процесса, известного как деление или демультипликация частоты, и подается на синхронный двигатель, соединенный с циферблатом часов через механическую передачу. Если, например, частоту 100 000 герц уменьшить до 6 000 000 к 1, то секундная стрелка синхронных часов будет совершать ровно один оборот за 60 секунд. Колебания настолько регулярны, что максимальная погрешность кварцево-кристаллических часов в обсерватории составляет всего несколько десятитысячных долей секунды в день, что эквивалентно погрешности в одну секунду каждые 10 лет.
