Изобретение и начальный период развития электромагнитного телеграфа

Развитие производства промышленной продукции в результате промышленного переворота, громадное увеличение перевозок товаров, полуфабрикатов и сырья, развитие механического парового железнодорожного и водного транспорта настолько усилили потребность в быстрой связи между промышленными и торговыми центрами, что старые методы: конная почта, оптический семафорный телеграф, курьеры - перестали удовлетворять возросшим потребностям в быстрой, точной, безотказной связи.

Возможность использования для этой цели электрического тока, распространяющегося по проводам с колоссальной скоростью, была подмечена сразу же после изобретения Вольта в 1799 г. первого электрохимического генератора тока.

В 1801-1804 гг. испанец Сальва пытался соорудить первый электромагнитный телеграф с 34 линиями связи по числу передаваемых букв и знаков.

Рис. 5-30. Телеграф Земмеринга: 1 - источник тока (вольтов столб); 2 - станция передачи; 3 - станция приема; 4 - вызывное устройство

В 1809 г. немец Земмеринг предложил электрохимический телеграф (рис. 5-30), в котором сигнал воспринимался по выделению пузырьков водорода и кислорода на электродах, к которым подан ток и которые помечены соответствующей буквой алфавита. Вызывное устройство представляло из себя ложечку, погруженную в подкисленную воду. По мере накопления под ней газа она приподнималась и роняла металлический шарик в воронку, а последний, падая на коромысло звонка, давал сигнал. Основным недостатком телеграфа Земмеринга являлось большое количество проводов, медленность передачи, возможность ошибок.

Рис. 5-31. Телеграф П. Л. Шиллинга. (Государственный Политехнический музей. Москва.)

В 1829 г. П. Л. Шиллинг сконструировал телеграф, посредством которого можно было передавать все буквы русского алфавита и цифры при помощи шести проводов; два дополнительных провода служили: один в качестве обратной связи, второй для вызывного звонка. Телеграф Шиллинга был смонтирован в виде клавиатуры (рис. 5-31) с белыми и черными клавишами, нажимая на которые можно было передавать всю гамму сигналов.

Аппарат имел 8 белых и 8 черных клавиш. От каждой пары клавиш шли провода к станции приема, где имелись изобретенные Швейггером мультипликаторы - магнитные стрелки, окруженные катушкой изолированной проволоки. При замыкании тока нажимом клавиши ток, обегающий витки мультипликатора, вызывал поворот стрелки на 90°. Вместе со стрелкой поворачивался плоский бумажный кружок, окрашенный с одной стороны черной краской. При нажиме на белую клавишу ток шел в одном, а при нажиме на черную - в другом направлении, в соответствии с чем кружок на станции приема поворачивался к наблюдателю то белой, то черной стороной. При отсутствии тока наблюдатель видел кружок "в торец". Таким образом, каждая пара клавиш и шесть проводов (седьмая пара - вызов абонента, а восьмая - обратная связь) давали возможность передавать 3*6 = 18 знаков, а их комбинации типа: 0-1-0; 1-1-0; 0-0-1; 1-1-1; 1-0-1 и так далее -составляли код телеграфа Шиллинга, позволявший при помощи 6 рабочих проводов передавать все буквы алфавита и цифры. Белая клавиша вызывного провода действовала на вызывное устройство, где шарик падал на тарелку звонка, а черная возвращала вызывное устройство в состояние готовности к новому вызову. Белые и черные клавиши обратного провода нажимались с белыми и черными клавишами для замыкания цепи с разным направлением тока.

Рис. 5-32. Схема телеграфа Шиллинга: 1 - источник тока (вольтов столб); 2 - клавиатура; 3 - магнитные стрелки; 4 - провод обратной связи; 5 - вызывное устройство

Телеграф Шиллинга был построен по распоряжению Николая I для связи Зимнего дворца с кабинетами некоторых министров. Этот телеграф получил признание в России и за рубежом после доклада о нем, сделанного Шиллингом на съезде Общества немецких естествоиспытателей в г. Бонне в 1835 г. Здесь Шиллинг демонстрировал свой усовершенствованный телеграф: стрелочный аппарат.

После Шиллинга электромагнитный метод передачи сигналов, как наиболее перспективный, был использован рядом других изобретателей: Б. С. Якоби в России, Бреге во Франции, Морзе в США, Кук и Уитстон в Англии; в Германии Гаусс и Вебер

передачи сигналов на расстояние.

Рис. 5-33. Схема электромагнитного телеграфа Якоби: 1 - источник тока; 2 - ключ; 3 - матовое стекло, движущееся равномерно под действием груза и часового механизма; 4 - самопишущее устройство; 5 - электромагнит

Б. С. Якоби в 1839 г. предложил телеграфный аппарат с записью сигналов на белом матированном стекле, равномерно движущемся по телеграфному столу (рис. 5-33). Самописец, укрепленный на стержне, соединенном с сердечником электромагнита, перемещался вверх или вниз в зависимости от переданного сигнала.

Первый телеграф Якоби соединил Зимний дворец со зданием Главного штаба, второй - Петербург с Царским селом (ныне г. Пушкин) на расстоянии 25 км.

Рис. 5-34. Стрелочный телеграф Б. С. Якоби. (Государственный Политехнический музей. Москва.)

В 1842-1843 гг. Якоби разработал систему стрелочного телеграфа (рис. 5-34) с вращающимися стрелками на циферблатах передающей и приемной станций; во время передачи стрелки действовали одновременно, показывая один и тот же сигнал на циферблатах передающей и приемной станций. Эта система, не охраняемая патентами, была без изменения использована в Германии под наименованием "стрелочного телеграфа Сименса".

Рис. 5-35. Схема телеграфа Морзе: 1 - батарея; 2 - ключ; 3 - электромагнит; 4 - якорь; 5 - пишущее колесико; 6 - лента

В 1835 г. американский изобретатель Морзе построил телеграф, основанный на передаче сигналов размой длительности, принимаемых в виде системы тире и точек на станции приема. При замыкании ключа 2 (рис. 5-35) на передающей станции ток от батареи 1 поступал в катушку электромагнита 3 приемной станции, приводившего в движение якорь 4 и укрепленное на нем пишущее колесико 5, оставлявшее на движущейся ленте 6 короткий (точка) или длинный (тире) след в зависимости от длительности нажатия ключа. В 1844 г. несколько усовершенствованный телеграф Морзе соединил Вашингтон с Балтимором и вскоре получил широкое распространение. Современный телеграф Морзе представлен на рисунке 5-36.

Рис. 5-36. Современный телеграфный аппарат Морзе. (Государственный Политехнический музей. Москва.)

Преимущества телеграфа как метода быстрой связи были быстро оценены по достоинству и привели к мысли соединить телеграфной связью отдельные континенты. В 40-х годах XIX в. были найдены способы надежной изоляции телеграфного кабеля и началась прокладка линий подводной связи.

В 1847 г. началась работа по прокладке кабеля через Ла-Манш. Однако изоляция кабеля оказалась недостаточно прочной. Кабель пришлось заменить другим, и только в 1852 г. была открыта прямая телеграфная связь между Парижем и Лондоном. Вскоре телеграфные линии соединили Англию с Ирландией, Германией и Голландией; Италию - с Сардинией и Корсикой. В 1854-1855 гг. были проложены подводные кабели через Средиземное и Черное моря.

В 1856 г. началась прокладка кабеля через Атлантический океан. Работа затруднялась разрывами кабеля, и только в 1866 г. Европа была соединена с Америкой линией прямой телеграфной связи.

В 1869 г. был сооружен Индоевропейский телеграф, связавший Лондон с Калькуттой на расстоянии 10 000 морских миль, а в 1872 г. Европа была связана с Южной Америкой.

Таким образом, утверждение капитализма ознаменовалось возникновением телеграфной связи как на всех континентах, так и между большинством из них. Позднее Австралия была соединена с Индией и Канадой.