Telegraful electric este un sistem de mesagerie text punct-la-punct care a fost folosit în principal din anii 1840 până la mijlocul secolului al XX-lea, când a fost înlocuit încet cu alte sisteme de telecomunicații. Dorința constantă de a crește viteza de transmitere a informațiilor pe distanțe lungi și de a o face mai fiabilă, independent de diversele circumstanțe aleatorii, vreme etc., a dus treptat la înlocuirea telegrafelor optice cu cele electrice sau, mai bine, electromagnetice.
Primele încercări nereușite de a aplica magnetismul și electricitatea telegrafiei datează din secolul al XVI-lea . Așadar, din această perioadă timpurie Giambattista della Porta , apoi Cabeo (Cabeo sau Cabaeus, 1585-1650), mai târziu Kircher (1602-1680) și alții au sugerat folosirea interacțiunilor magnetice în acest scop. În secolul al XVIII-lea. s-au încercat folosirea electricității statice în același scop. Posibilitatea unei astfel de aplicații a fost indicată de Marshall încă din 1753. Primul dispozitiv real a fost aranjat de Lesage la Geneva în 1774. Dispozitivul său consta din 24 de fire izolate care leagă două stații; prin punerea în comunicare a unuia dintre ele cu o mașină electrică, a fost posibil să se provoace la celălalt capăt al acestuia o abatere a becului bătrân al electroscopului corespunzător. Apoi, în 1787, Lomon a început să folosească un singur fir pentru o astfel de telegrafie. Mai târziu, Salva a înființat o linie telegrafică lângă Madrid în 1798, care a fost semnalată de scântei electrice.
Cu toate acestea, astfel de metode de semnalizare nu au putut fi utilizate pe distanțe lungi și nu au fost utilizate pe scară largă. Acestea au fost încercări interesante doar din punct de vedere istoric. Principalul dezavantaj al folosirii electricității statice pentru semnalizare este că, din cauza tensiunilor (potenţialelor) înalte, a fost necesară izolarea extrem de atentă a firelor, ceea ce în practică prezintă mari dificultăţi.
Telegrafia electrică a început să se dezvolte rapid și a dat rezultate cu adevărat strălucitoare abia din momentul în care a început să folosească nu electricitatea statică, ci curentul galvanic . Primul astfel de instrument, bazat pe efectele chimice ale curentului, a fost construit în 1809 de către Sömmering în Munchen . O baterie galvanică la o stație ar putea fi conectată la oricare două dintre cele 35 de fire care au conectat ambele stații; capetele tuturor acestor 35 de fire de la o altă stație au fost scufundate într-o soluție slabă de acid sulfuric; când trecea un curent, lichidul s-a descompus de acesta, iar oxigenul a fost eliberat pe unul dintre fire și hidrogen pe celălalt; fiecărui fir i s-a atribuit un caracter, literă sau număr și astfel alarmele puteau fi setate pe distanțe relativ mari, până la 10.000 de picioare. (aproximativ 3 km), care a fost realizat de Semmering deja în 1812. Un telegraf bazat pe efectele chimice ale curentului a fost propus după Semmering și de alți inventatori (Bahn și alții).
Efectul de deviere al curentului galvanic asupra unui ac magnetic a fost observat încă din 1802 de italienii Romagnesi , iar apoi redescoperit și studiat de Oersted în 1820. La scurt timp după aceea, la o reuniune a Academiei de Științe din Paris, unde s-a discutat despre această descoperire, Ampère și-a exprimat ideea de a o aplica telegrafiei.
Primul telegraf electric funcțional a fost creat de englezul Francis Ronalds în 1816. Telegraful său transmitea informații pe o distanță de 8 metri.
Pavel Lvovich Schilling (1786-1837) a fost primul care a creat un telegraf electromagnetic în Rusia în 1830-1832 . În 1832, la Sankt Petersburg a fost instalată o linie telegrafică între Palatul de Iarnă și clădirea Ministerului Căilor Ferate. Dispozitivul de transmisie telegraf era alcătuit dintr-o tastatură cu 16 taste care serveau drept comutatoare de curent în direcția cerută, iar dispozitivul de recepție conținea 6 multiplicatori cu săgeți magnetice astatice suspendate pe fire, de care erau atașate cercuri de hârtie, albe pe o parte și negre pe o parte. celălalt.. Ambele posturi erau legate intre ele prin 8 fire, dintre care 6 mergeau la multiplicatori, 1 servea pentru curent invers si 1 comunica cu aparatul de recrutare (un clopotel cu mecanism de ceasornic, actionat tot electromagnetic, prin devierea acului magnetic). Prin intermediul a 16 taste ale dispozitivului emițător se putea trimite un curent dintr-o direcție sau alta și astfel să se rotească înainte săgețile multiplicatorilor fie într-un cerc alb, fie într-un cerc negru, alcătuind astfel semnele convenite. Ulterior, Schilling și-a simplificat dispozitivul de recepție, lăsând în el un singur multiplicator în loc de șase, iar alfabetul condiționat a fost compus din 36 de abateri diferite ale acului magnetic. Schilling a folosit cabluri subterane pentru a conecta stațiile; el a exprimat ideea posibilității de a atârna fire pe stâlpi. La 25 iulie 1837, P. L. Schilling a murit fără să aibă timp să îndeplinească ordinele lui Nicolae I de a conecta Petersburg cu Kronstadt prin telegraf .
În 1833, Gauss și Weber au înființat un telegraf electromagnetic la Göttingen: telegraful lor a conectat biroul de fizică al universității cu observatorul magnetic și astronomic și a funcționat cu ajutorul curenților de inducție excitați de mișcarea unui magnet în interiorul unei bobine de sârmă; acești curenți la o altă stație pun magnetul multiplicator în oscilație.
Până la sfârșitul anilor treizeci, au apărut deja câteva modificări ale unor astfel de telegrafe electromagnetice cu săgeți și apoi au început să se răspândească rapid.
Cel mai mare succes practic a căzut pe telegraful Wheatstone și Cook , care a fost o simplă îmbunătățire a dispozitivului Schilling, cu care Cook făcuse cunoștință în 1836 la cursurile de la Universitatea din Heidelberg . Instrumentele lui Wheatstone și Cook au început să fie folosite în Anglia încă din 1837.
Steingeil în 1838 la München a amenajat o linie telegrafică de 5000 m (în timp ce Gauss în Göttingen avea o distanță de doar 700 m) și în același timp a făcut o descoperire foarte importantă în istoria telegrafului, care a redus semnificativ costul cablajului telegraf. linii. Această descoperire, care a contribuit la răspândirea rapidă a telegrafelor, a fost că un fir este suficient pentru a conecta două stații, deoarece curentul invers poate trece prin pământ dacă, pe o parte, unul dintre polii unei baterii galvanice este conectat la un foaie mare de cupru scufundată în pământ (udă) și, pe de altă parte, conectați capătul firului însuși la pământ în același mod.
Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, dispozitivele cu ace magnetice erau folosite doar pe unele telegrafe transatlantice. Deoarece curenții erau foarte slabi în acest caz, s-au observat la o scară specială abateri extrem de mici ale săgeții suspendate pe un fir de cocon împreună cu o oglindă luminoasă, pe care razele de la lampă erau aruncate de oglindă cu ajutorul unui pahar colector. De asemenea, datorită dispozitivului indicator auditiv al lui Gilbert, semnalele puteau fi primite nu cu ochiul, ci cu urechea.
Partea principală, esențială a fiecărui astfel de dispozitiv este un electromagnet, care, atunci când trece un curent prin el, atrage o placă de fier (așa-numita ancoră ) și, prin urmare, mută indicatorul într-un cerc de la un semn la altul sau ( într-un alt sistem), dimpotrivă, oprește pentru scurt timp indicatorul care se deplasează în cerc cu ajutorul unui mecanism de ceas. Au existat o mulțime de astfel de dispozitive. Pentru prima dată în jurul anului 1840 Wheatstone, B.S. Jacobi , apoi Breguet, Siemens , Du-Monsel și mulți alții au inventat diverse dispozitive de acest tip. La sfârșitul secolului al XIX-lea, dintre acestea, dispozitivul lui Breguet a rămas în uz pe căile ferate franceze.
În „Societatea Principală a Căilor Ferate Ruse” pentru o lungă perioadă de timp, a fost folosit un aparat telegrafic cu inducție cu un indicator Siemens și Halske. Când mânerul manipulatorului este rotit spre cel mai apropiat semn, bobina de inducție din interiorul dispozitivului se rotește cu o jumătate de tură între polii magneților puternici; ca urmare, în firul bobinei sunt excitați curenți de inducție de direcții opuse, corespunzând semispirelor succesive. Acești curenți, ajungând la aparatul de recepție, acționează asupra electromagnetului și provoacă devierea unui pendul special între polii acestuia, fie într-o direcție, fie în alta. Cu o astfel de balansare, pendulul rotește de fiecare dată roata dințată cu unul dintre dinți și, în același timp, indicatorul de la un semn la altul.
Cele doua sisteme de telegrafie luate in considerare cu ajutorul mainilor magnetice deviante si a indicatoarelor care se rotesc pe cadran prezinta in principal inconvenientul ca semnele care trec rapid in ele provoaca usor erori, in timp ce controlul este imposibil. Prin urmare, acestea au început să fie înlocuite treptat cu dispozitive de scriere, de îndată ce au fost inventate și îmbunătățite metode pentru înregistrarea mișcărilor condiționate ale armăturii unui electromagnet într-un receptor telegrafic, în care este trecut un curent pentru o durată mai lungă sau mai scurtă. B.S. a participat la invențiile și îmbunătățirile unor astfel de dispozitive . Jacobi , Steingheil , Morse, Dinyo, Sorre, Siemens și mulți alții.
Unul dintre primele telegrafe de scriere a fost aranjat de B.S. Jacobi . Simbolurile din acest dispozitiv au fost scrise pe o placă de porțelan în mișcare cu un creion atașat de armătura unui electromagnet. Dispozitivul Jacobi a fost instalat în 1841 pe linia telegrafică subterană din Sankt Petersburg și a făcut legătura între biroul împăratului Nicolae I din Palatul de Iarnă de Statul Major. În 1842, s-a trasat o linie de la Palatul de Iarnă până la departamentul principal de comunicații, în 1843 - până la palatul din Tsarskoye Selo [1] . Jacobi și-a îmbunătățit invenția în 1850 prin crearea primei mașini telegrafice cu imprimare directă din lume [2] , [3] .
Aparatul Morse dintre diferitele sisteme telegrafice este cel mai faimos și, până de curând, a fost cel mai comun. Deși acest dispozitiv a fost conceput de Samuel Morse și primele rezultate de succes cu el au fost obținute deja în 1837, abia în 1844 a fost îmbunătățit ( de Alfred Weil ) atât de mult încât a putut fi aplicat în afaceri.
Aparatul este aranjat foarte simplu. Manipulatorul sau cheia , care servește la închiderea și întreruperea curentului, constă dintr-o pârghie metalică, a cărei axă este în comunicare cu firul liniar. Pârghia de la un capăt este apăsată de un arc pe o margine metalică cu un șurub de strângere, prin care este conectată printr-un fir de aparatul de recepție al stației și de sol. Când apăsați celălalt capăt al pârghiei, o altă proeminență conectată la baterie se atinge. În acest caz, prin urmare, curentul va fi pus în linie către o altă stație. Părțile principale ale receptorului sunt: un electromagnet vertical, o pârghie sub formă de balansier și un mecanism de ceas pentru tragerea unei benzi de hârtie, pe care semnele convenționale sunt lăsate de pârghie. Un electromagnet, atunci când trece un curent prin el, atrage o tijă de fier situată la capătul pârghiei; în timp ce celălalt braț al pârghiei se ridică și apasă vârful de oțel de la capătul său pe banda de hârtie, care se deplasează continuu peste el cu ajutorul unui mecanism de ceasornic. Când curentul este întrerupt, pârghia este trasă înapoi în poziția inițială de un arc. În funcție de durata curentului pe bandă, vârful pârghiei lasă urme fie sub formă de puncte, fie sub formă de linii. Diverse combinații ale acestor semne alcătuiesc alfabetul condiționat .
Astfel de semne (linii și puncte) pot fi produse direct prin apăsarea unui ac de pârghie pe hârtie, care va lăsa urme sub formă de depresiuni pe aceasta; exact așa a fost aranjat în instrumentele originale ale sistemului Morse. Dar dispozitivele de scris în relief sunt incomode în sensul că necesită un curent destul de semnificativ pentru funcționarea lor. Prin urmare, în loc de un ac, au început să folosească o roată mică, care, cu partea inferioară, este scufundată într-un vas cu cerneală groasă. Această roată se întoarce treptat sub acțiunea dispozitivului și lasă o urmă de vopsea pe banda de hârtie (John., 1854).
Un alt dispozitiv de înregistrare a fost inventat de Dinyo . În ea, roata, atingând rola acoperită cu vopsea, este situată deasupra benzii de hârtie, pe care este apăsată de jos de vârful pârghiei.
Pentru a crește viteza instrumentelor telegrafice, Charles Wheatstone a înlocuit transmisia manuală în sistemul Morse cu una mecanică. Transmisia manuală este lentă și predispusă la erori. Prin urmare, Wheatstone a sugerat utilizarea unei benzi de hârtie cu mișcare rapidă în aparatul de transmisie cu găuri pregătite în prealabil pe ea, provocând un scurtcircuit, în urma căruia simbolurile Morse sunt lăsate pe banda de hârtie a stației de recepție. Găurile sunt create de un dispozitiv special, perforator . Formează trei rânduri de găuri, dintre care cel din mijloc servește la deplasarea benzii cu ajutorul unui angrenaj rotativ, iar găurile rândurilor exterioare sunt dispuse după semnele Morse. Două găuri direct una deasupra celeilalte corespund unui punct, iar două găuri care sunt în direcție oblică reprezintă o liniuță.
Pe dispozitivul de transmisie, sub rândurile extreme de găuri, sunt plasate două ace, care, prin intermediul unui balansoar, se raportează că se mișcă foarte repede în sus și în jos. Când primul ac lovește gaura, sistemul de pârghii va întoarce comutatorul, drept urmare curentul va fi introdus în linie. Când al doilea ac pătrunde în gaură, comutatorul se va întoarce în cealaltă direcție, în timp ce un curent invers va trece prin linie. În aparatul de recepție, în primul caz, armătura electromagnetului se va întoarce și va aduce stiloul în contact cu banda de hârtie, care va trage o linie pe hârtie până când curentul invers va întoarce armătura împreună cu stiloul în celălalt. direcţie. Dacă două găuri de pe banda de hârtie a dispozitivului de transmisie sunt direct peste bandă, atunci după primul ac al doilea ac va cădea imediat în orificiul corespunzător, iar pe dispozitivul de recepție veți obține o linie foarte scurtă corespunzătoare unui punct din alfabetul Morse. Când găurile sunt în unghi, linia este mai lungă. Transmițătorul poate trimite până la 600 de cuvinte pe minut în acest fel. Pentru comparație, aparatul Morse a furnizat până la 13, aparatul Hughes până la 29, aparatul Baudot până la 120 de cuvinte pe minut. De regulă, trei sau patru operatori de telegrafie sunt angajați pentru a perfora găuri în benzile de hârtie și fiecare dintre ei poate scoate aproximativ 30-40 de cuvinte pe minut. Același număr de persoane vor fi ocupate cu corespondența depeșărilor primite.
La sfârșitul secolului al XIX-lea a fost inventat un nou dispozitiv fotochimic automat, capabil să transmită până la 100.000 de cuvinte pe oră sau până la 1666 de cuvinte pe minut, adică este de cel puțin două ori mai rapid decât dispozitivul Wheatstone tocmai descris. Avantajul său constă și în faptul că expedierea primită nu era scrisă cu caractere convenționale speciale, care mai trebuiau rescrise, ci într-un italic destul de clar.
O placă specială este introdusă în aparatul de transmisie cu trei rânduri de cercuri de diferite dimensiuni tăiate în prealabil în funcție de expedierea trimisă folosind o mașină de scris specială cu chei. Aceste tăieturi determină închiderea a trei tipuri de curenți - dublă putere directă, inversă și directă. Acești curenți, ajungând la stația de recepție, comunică mișcărilor adecvate oglinzii prin intermediul unui electromagnet și a unui magnet simplu în aparatul de recepție. Un fascicul de raze de lumină de la o lampă electrică îndreptată spre oglindă este reflectat de acesta pe o bandă fotosensibilă în mișcare, pe care, ca urmare a unei combinații a mișcărilor de mai sus, se formează litere corespunzătoare expedierii depuse atunci când se dezvoltă în mod obișnuit. mod fotografic. Aparatul lui Pollack și Virag a fost încercat în Austro-Ungaria între Budapesta și Pressburg (acum Bratislava ) cu rezultate excelente.