Den elektriske telegraf er et punkt-til-punkt tekstbeskedsystem, der primært blev brugt fra 1840'erne og frem til midten af det 20. århundrede, hvor det langsomt blev erstattet af andre telekommunikationssystemer. Det konstante ønske om at øge hastigheden af informationstransmission over lange afstande og gøre den mere pålidelig, uafhængig af forskellige tilfældige omstændigheder, vejr osv., førte gradvist til udskiftningen af optiske telegrafer med elektriske eller bedre, elektromagnetiske.
De første mislykkede forsøg på at anvende magnetisme og elektricitet til telegrafi dateres tilbage til det 16. århundrede . Så fra denne tidlige tid foreslog Giambattista della Porta , derefter Cabeo (Cabeo eller Cabaeus, 1585-1650), senere Kircher (1602-1680) og andre at bruge magnetiske interaktioner til dette formål. I det XVIII århundrede. der er gjort forsøg på at bruge statisk elektricitet til samme formål. Muligheden for en sådan ansøgning blev indikeret af Marshall så tidligt som i 1753. Den første rigtige enhed blev arrangeret af Lesage i Genève i 1774. Hans enhed bestod af 24 isolerede ledninger, der forbinder to stationer; ved at bringe en af dem i forbindelse med en elektrisk maskine, var det muligt i dens anden ende at forårsage en afvigelse af det tilsvarende elektroskops ældste pære. Så begyndte Lomon i 1787 kun at bruge én ledning til sådan telegrafi. Senere oprettede Salva en telegraflinje nær Madrid i 1798, hvilket blev signaleret af elektriske gnister.
Sådanne signaleringsmetoder kunne imidlertid ikke bruges over lange afstande og blev ikke brugt i stor udstrækning. Disse var forsøg kun interessante ud fra et historisk synspunkt. Den største ulempe ved at bruge statisk elektricitet til signalering er, at der på grund af høje spændinger (potentialer) var påkrævet ekstremt omhyggelig isolering af ledningerne, hvilket i praksis giver store vanskeligheder.
Elektrisk telegrafi begyndte at udvikle sig hurtigt og gav virkelig strålende resultater først fra det tidspunkt, hvor den begyndte at bruge ikke statisk elektricitet, men galvanisk strøm . Det første instrument af denne art, baseret på strømmens kemiske virkninger, blev bygget i 1809 af Sömmering i München . Et galvanisk batteri på én station kunne forbindes til to af de 35 ledninger, der forbandt begge stationer; enderne af alle disse 35 ledninger ved en anden station var nedsænket i en svag svovlsyreopløsning; når en strøm gik, blev væsken nedbrudt af den, og der blev frigivet ilt på den ene af ledningerne og brint på den anden; hver ledning blev tildelt et tegn, bogstav eller tal, og alarmer kunne således sættes op over forholdsvis lange afstande, op til 10.000 fod. (ca. 3 km), hvilket blev opnået af Semmering allerede i 1812. En telegraf baseret på strømmens kemiske virkninger blev foreslået efter Semmering og af nogle andre opfindere (Bahn og andre).
Den afbøjende virkning af galvanisk strøm på en magnetisk nål blev bemærket så tidligt som i 1802 af italieneren Romagnesi , og derefter genopdaget og studeret af Ørsted i 1820. Kort derefter, på et møde i Paris Academy of Sciences, hvor denne opdagelse blev diskuteret, udtrykte Ampère ideen om at anvende den til telegrafi.
Den første fungerende elektriske telegraf blev skabt af englænderen Francis Ronalds i 1816. Hans telegraf transmitterede information over en afstand på 8 meter.
Pavel Lvovich Schilling (1786-1837) var den første, der skabte en elektromagnetisk telegraf i Rusland i 1830-32 . I 1832 blev der anlagt en telegraflinje i Sankt Petersborg mellem Vinterpaladset og Jernbaneministeriets bygning. Telegrafsendeapparatet bestod af et tastatur med 16 taster, der fungerede som strømafbrydere i den påkrævede retning, og modtageapparatet indeholdt 6 multiplikatorer med astatiske magnetiske pile ophængt på tråde, hvortil der var fastgjort papircirkler, hvide på den ene side og sorte på den anden.. Begge stationer var forbundet med hinanden med 8 ledninger, hvoraf 6 gik til multiplikatorerne, 1 tjente til omvendt strøm og 1 kommunikerede med rekrutteringsapparatet (en klokke med et urværk, også drevet elektromagnetisk, ved at afbøje magnetnålen). Ved hjælp af 16 taster på sendeapparatet var det muligt at sende en strøm i den ene eller anden retning og dermed dreje multiplikatorernes pile frem enten i en hvid eller i en sort cirkel, hvilket på denne måde udgør de aftalte tegn. Efterfølgende forenklede Schilling sin modtageanordning og efterlod kun én multiplikator i den i stedet for seks, og det betingede alfabet var sammensat af 36 forskellige afvigelser af den magnetiske nål. Schilling brugte underjordiske kabler til at forbinde stationerne; han udtrykte ideen om muligheden for at hænge ledninger på pæle. Den 25. juli 1837 døde P. L. Schilling uden at have tid til at opfylde Nicholas I's ordre om at forbinde Petersborg med Kronstadt via telegraf .
I 1833 oprettede Gauss og Weber en elektromagnetisk telegraf i Göttingen: deres telegraf forbandt universitetets fysikkontor med det magnetiske og astronomiske observatorium og fungerede ved hjælp af induktionsstrømme, der blev exciteret af en magnets bevægelse inde i en trådspole; disse strømme ved en anden station sætter multiplikatormagneten i oscillation.
I slutningen af trediverne var flere modifikationer af sådanne elektromagnetiske telegrafer med pile allerede dukket op, og så begyndte de at sprede sig hurtigt.
Den største praktiske succes faldt på Wheatstone og Cook-telegrafen , som var en simpel forbedring af Schilling-apparatet, som Cook havde stiftet bekendtskab med i 1836 ved forelæsninger ved universitetet i Heidelberg . Instrumenterne fra Wheatstone og Cook begyndte at blive brugt i England så tidligt som i 1837.
Steingeil i 1838 i München arrangerede en telegraflinje på 5000 m (hvorimod Gauss i Göttingen kun havde en afstand på 700 m) og gjorde samtidig en meget vigtig opdagelse i telegrafens historie, hvilket reducerede omkostningerne ved ledningsføring af telegraf betydeligt. linjer. Denne opdagelse, som bidrog til den hurtige udbredelse af telegrafer, var, at en ledning er nok til at forbinde to stationer, da den modsatte strøm kan gå gennem jorden, hvis en af polerne på et galvanisk batteri på den ene side er forbundet med et galvanisk batteri. stor kobberplade nedsænket i jorden (våd ), og på den anden side forbinder selve ledningens ende med jorden på samme måde.
Ved slutningen af det 19. århundrede blev enheder med magnetiske nåle kun brugt på nogle transatlantiske telegrafer. Da strømmene i dette tilfælde var meget svage, blev der observeret ekstremt små afvigelser af pilen ophængt på en kokongråd sammen med et lysspejl på en speciel skala, hvorpå strålerne fra lampen blev kastet af spejlet ved hjælp af et samleglas. Takket være Gilberts auditive pointer-enhed kunne signaler også modtages med øjet, men med øret.
Den vigtigste, væsentlige del af hver sådan enhed er en elektromagnet, som, når en strøm føres gennem den, tiltrækker en jernplade (såkaldt anker ), og derved flytter viseren i en cirkel fra et tegn til et andet, eller ( i et andet system) stopper derimod i kort tid, at markøren bevæger sig i en cirkel ved hjælp af et urværk. Der var mange sådanne enheder. For første gang omkring 1840 blev Wheatstone, B.S. Jacobi , derefter Breguet, Siemens , Du-Monsel og mange andre opfandt forskellige enheder af denne type. I slutningen af det 19. århundrede forblev Breguets apparat i brug på franske jernbaner.
I "Main Society of Russian Railways" brugte man længe et induktionstelegrafapparat med en Siemens- og Halske-viser. Når manipulatorens håndtag drejes til det nærmeste tegn, roterer induktionsspolen inde i enheden en halv omgang mellem polerne af stærke magneter; som følge heraf exciteres induktionsstrømme i modsatte retninger i spolens ledning, svarende til successive halvdrejninger. Disse strømme, der når modtageapparatet, virker på elektromagneten og får et særligt pendul til at afvige mellem dets poler, enten i den ene eller den anden retning. Med et sådant sving drejer pendulet tandhjulet hver gang med en af tænderne og samtidig viseren fra et tegn til et andet.
De to telegrafisystemer, der overvejes ved hjælp af afvigende magnetiske visere og visere, der roterer på urskiven, frembyder hovedsageligt den ulejlighed, at hurtigt passerende tegn i dem let forårsager fejl, mens kontrol er umulig. Derfor begyndte de gradvist at blive erstattet af skriveapparater, så snart metoderne blev opfundet og forbedret til at registrere de betingede bevægelser af ankeret på en elektromagnet i en telegrafmodtager, ind i hvilken en strøm sendes i længere eller kortere varighed. B.S. deltog i opfindelser og forbedringer af sådanne enheder . Jacobi , Steinheil , Morse, Dinyo, Sorre, Siemens og mange andre.
En af de første skrivetelegrafer blev arrangeret af B.S. Jacobi . Symboler i denne enhed blev skrevet på en bevægelig porcelænstavle med en blyant fastgjort til armaturet af en elektromagnet. Jacobi-apparatet blev installeret i 1841 på den underjordiske telegraflinje i Skt. Petersborg og forbandt kejser Nicholas I's kontor i Vinterpaladset med generalstaben. I 1842 blev der lagt en linje fra Vinterpaladset til hovedafdelingen for kommunikation, i 1843 - til paladset i Tsarskoye Selo [1] . Jacobi forbedrede sin opfindelse i 1850 ved at skabe verdens første direkte-printende telegrafmaskine [2] , [3] .
Morse-apparatet blandt forskellige telegrafsystemer er det mest berømte og var indtil for nyligt det mest almindelige. Selvom denne enhed blev udtænkt af Samuel Morse , og de første vellykkede resultater med den blev opnået allerede i 1837, var det først i 1844, at den blev forbedret ( af Alfred Weil ) så meget, at den kunne anvendes til erhvervslivet.
Enheden er arrangeret meget enkelt. Manipulatoren eller nøglen , som tjener til at lukke og afbryde strømmen, består af en metalarm, hvis akse er i kommunikation med den lineære ledning. Håndtaget i den ene ende presses af en fjeder mod en metalkant med en spændeskrue, gennem hvilken den er forbundet med en ledning til stationens modtageapparat og til jorden. Når du trykker på den anden ende af håndtaget, rører et andet fremspring forbundet til batteriet. I dette tilfælde vil strømmen derfor blive lagt ind i ledningen til en anden station. Hoveddelene af modtageren er: en lodret elektromagnet, et håndtag i form af en vippearm og en urmekanisme til at trække et papirbånd, hvorpå konventionelle tegn efterlades af håndtaget. En elektromagnet, når der føres en strøm igennem den, tiltrækker en jernstang placeret for enden af håndtaget; mens håndtagets anden arm hæver sig og presser stålspidsen i sin ende mod papirbåndet, som ved hjælp af et urværk uafbrudt bevæger sig hen over det. Når strømmen afbrydes, trækkes håndtaget tilbage til sin oprindelige position af en fjeder. Afhængigt af varigheden af strømmen på båndet efterlader spidsen af håndtaget spor enten i form af prikker eller streger. Forskellige kombinationer af disse tegn udgør det betingede alfabet .
Sådanne tegn (linjer og prikker) kan fremstilles direkte ved at trykke på en stangstift på papiret, hvilket vil efterlade mærker i form af fordybninger på det; det er præcis den måde, det blev arrangeret i morsesystemets originale instrumenter. Men reliefskriveapparater er ubelejlige i den forstand, at de kræver en ret betydelig strøm til deres drift. Derfor begyndte de i stedet for en stift at bruge et lille hjul, som med sin nederste del er nedsænket i et kar med tyk blæk. Dette hjul drejer gradvist under påvirkning af enheden og efterlader et spor af maling på papirbåndet (John., 1854).
En anden optageenhed blev opfundet af Dinyo . I den er hjulet, der rører ved den malingsdækkede rulle, placeret over papirbåndet, hvortil det presses nedefra med spidsen af håndtaget.
For at øge hastigheden på telegrafinstrumenter udskiftede Charles Wheatstone den manuelle gearkasse i Morse-systemet med en mekanisk. Manuel transmission er langsom og udsat for fejl. Derfor foreslog Wheatstone at bruge et hurtigtbevægende papirbånd i transmissionsapparatet med huller, der var forberedt på forhånd, hvilket forårsagede en kortslutning, som et resultat af, at morse-symboler efterlades på papirbåndet på modtagestationen. Huller er skabt af en speciel enhed, perforator . Den danner tre rækker huller, hvoraf den midterste tjener til at flytte båndet ved hjælp af et roterende tandhjul, og hullerne i de yderste rækker er arrangeret efter morsetegn. To huller direkte over hinanden svarer til en prik, og to huller, der er i en skrå retning, repræsenterer en tankestreg.
På transmissionsanordningen, under de yderste rækker af huller, er der placeret to nåle, som ved hjælp af en vippende vippe meldes at bevæge sig meget hurtigt op og ned. Når den første nål rammer hullet, vil armsystemet dreje kommutatoren, som et resultat af hvilken strøm vil blive sat ind i linjen. Når den anden nål trænger ind i hullet, vil kommutatoren dreje i den anden retning, mens en omvendt strøm vil passere gennem ledningen. I modtageapparatet vil elektromagnetens anker i det første tilfælde dreje og bringe pennen i kontakt med papirstrimlen, som vil tegne en streg på papiret, indtil den omvendte strøm drejer ankeret sammen med pennen i den anden. retning. Hvis to huller på papirbåndet på sendeenheden er direkte på tværs af båndet, vil den anden nål straks efter den første nål falde ned i det tilsvarende hul, og på modtagerenheden vil du få en meget kort linje svarende til et punkt i Morse-alfabetet. Når hullerne er i en vinkel, er linjen længere. Senderen kan på denne måde sende op til 600 ord i minuttet. Til sammenligning leverede Morse-apparatet op til 13, Hughes-apparatet op til 29, Baudot-apparatet op til 120 ord i minuttet. Som regel er der ansat tre eller fire telegrafister til at slå huller i papirbånd, og hver af dem kan udstanse omkring 30-40 ord i minuttet. Det samme antal personer vil være optaget af korrespondancen af de modtagne forsendelser.
I slutningen af det 19. århundrede blev en ny automatisk fotokemisk anordning opfundet, der er i stand til at transmittere op til 100.000 ord i timen eller op til 1666 ord i minuttet, det vil sige, at den er mindst dobbelt så hurtig som den netop beskrevne Wheatstone-anordning. Dens fordel lå også i, at den modtagne forsendelse ikke var skrevet med specielle konventionelle tegn, som stadig skulle omskrives, men i en ret tydelig kursiv.
En speciel plade er indsat i transmissionsapparatet med tre rækker af cirkler af forskellige størrelser skåret i den på forhånd i henhold til forsendelsen sendt ved hjælp af en speciel skrivemaskine med nøgler. Disse afskæringer forårsager lukning af tre slags strømme - direkte, omvendt og direkte dobbelt styrke. Disse strømme, der når modtagestationen, kommunikerer de korrekte bevægelser til spejlet ved hjælp af en elektromagnet og en simpel magnet i modtageapparatet. En stråle af lysstråler fra en elektrisk lampe rettet mod spejlet reflekteres fra det på et bevægeligt lysfølsomt bånd, hvorpå der, som et resultat af en kombination af ovennævnte bevægelser, dannes bogstaver svarende til den indgivne forsendelse ved fremkaldelse på sædvanlig vis. fotografisk måde. Pollack og Virags apparat blev prøvet i Østrig-Ungarn mellem Budapest og Pressburg (nu Bratislava ) med fremragende resultater.