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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
telégrafo eléctrico. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Telégrafo - un medio de transmitir una señal por cable, radio u otros canales de telecomunicaciones.
Hasta mediados del siglo XIX, el único medio de comunicación entre el continente europeo e Inglaterra, entre América y Europa, entre Europa y las colonias, era el correo de vapor. Las personas se enteraron de incidentes y eventos en otros países con un retraso de semanas enteras y, a veces, incluso meses. Por ejemplo, las noticias de Europa a América se entregaron en dos semanas, y este no fue el tiempo más largo todavía. Por lo tanto, la creación del telégrafo satisfizo las necesidades más urgentes de la humanidad. Después de que esta innovación técnica apareciera en todas partes del mundo y las líneas de telégrafo dieran la vuelta al mundo, las noticias sobre los cables eléctricos de un hemisferio tardaron solo horas, ya veces incluso minutos, en llegar al otro. Informes políticos y bursátiles, mensajes personales y comerciales en el mismo día podrían ser entregados a las partes interesadas. Así, el telégrafo debe atribuirse a uno de los inventos más importantes de la historia de la civilización, pues con él la mente humana obtuvo la mayor victoria sobre la distancia. Pero además de que el telégrafo abrió un nuevo hito en la historia de las comunicaciones, este invento también es importante porque aquí por primera vez y, además, en una escala bastante significativa, se utilizó energía eléctrica. Fueron los creadores del telégrafo quienes primero probaron que la corriente eléctrica puede funcionar para las necesidades humanas y, en particular, para la transmisión de mensajes. Al estudiar la historia del telégrafo, se puede ver cómo durante varias décadas la joven ciencia de la corriente eléctrica y la telegrafía fueron de la mano, de modo que cada nuevo descubrimiento en electricidad fue inmediatamente utilizado por los inventores para varios métodos de comunicación. Como saben, la gente se familiarizó con los fenómenos eléctricos en la antigüedad. Incluso Thales, frotando un trozo de ámbar con lana, observó cómo el godo atraía pequeños cuerpos hacia sí. La razón de este fenómeno era que, cuando se frotaba, se impartía una carga eléctrica al ámbar. En el siglo XVII, la gente aprendió a cargar cuerpos con una máquina electrostática. Pronto se estableció que hay dos tipos de cargas eléctricas: comenzaron a llamarse negativas y positivas, y se notó que los cuerpos con el mismo signo de carga se repelen y los de diferente signo se atraen. Durante mucho tiempo, mientras estudiaban las propiedades de las cargas eléctricas y los cuerpos cargados, no tenían idea de la corriente eléctrica. Fue descubierto, se podría decir, por accidente por el profesor boloñés Galvani en 1786. Durante muchos años, Galvani experimentó con una máquina electrostática, estudiando su efecto en los músculos de los animales, principalmente ranas (Galvani cortó una pata de rana junto con parte de la columna vertebral, un electrodo de la máquina condujo a la columna y el otro a algún músculo, al pasar la descarga, el músculo se contrae y el pie se crispa). Un día, Galvani colgó una pata de rana con un gancho de cobre de la celosía de hierro del balcón y, con gran asombro, notó que la pata se retorcía como si le hubiera pasado una descarga eléctrica. Esta contracción se producía cada vez que se conectaba el gancho a la rejilla. Galvani decidió que en este experimento la fuente de electricidad era la misma anca de rana. No todos estuvieron de acuerdo con esta explicación. El profesor pisano Volta fue el primero en adivinar que la electricidad surge de la combinación de dos metales diferentes en presencia de agua, pero no puros, sino que representan una solución de alguna sal, ácido o álcali (tal medio conductor de la electricidad se llamaba electrolito). ). Así, por ejemplo, si se sueldan placas de cobre y zinc y se sumergen en un electrolito, se producirán fenómenos eléctricos en el circuito, que son el resultado de una reacción química que tiene lugar en el electrolito. La siguiente circunstancia fue muy importante aquí: si antes los científicos solo podían recibir descargas eléctricas instantáneas, ahora se enfrentaban a un fenómeno fundamentalmente nuevo: la corriente eléctrica directa. La corriente, a diferencia de la descarga, podía observarse durante largos periodos de tiempo (hasta que se producía la reacción química en el electrolito hasta el final), podía experimentarse con ella y finalmente podía utilizarse. Es cierto que la corriente que surgió entre un par de placas resultó ser débil, pero Volta aprendió a amplificarla. En 1800, al conectar varios de estos pares, recibió la primera batería eléctrica de la historia, llamada columna voltaica. Esta batería constaba de placas de cobre y zinc superpuestas, entre las cuales había trozos de fieltro humedecidos con una solución salina. Al investigar el estado eléctrico de tal columna, Volta descubrió que en pares medianos el voltaje eléctrico es casi completamente imperceptible, pero aumenta en placas más distantes. En consecuencia, el voltaje en la batería era mayor cuanto mayor era el número de pares. Hasta que los polos de esta columna se conectaron entre sí, no se encontró acción en ella, pero cuando los extremos se cerraron con un alambre de metal, comenzó una reacción química en la batería y apareció una corriente eléctrica en el alambre. La creación de la primera batería eléctrica fue un acontecimiento de la mayor importancia. Desde ese momento, la corriente eléctrica se ha convertido en el tema de estudio más cercano por parte de muchos científicos. Después de eso, aparecieron inventores que intentaron utilizar el fenómeno recién descubierto para las necesidades humanas. Se sabe que la corriente eléctrica es un movimiento ordenado de partículas cargadas. Por ejemplo, en un metal es el movimiento de electrones, en electrolitos es el movimiento de iones positivos y negativos, etc. El paso de la corriente a través de un medio conductor va acompañado de una serie de fenómenos, que se denominan acciones de la corriente. Los más importantes son los térmicos, químicos y magnéticos. Hablando sobre el uso de la electricidad, generalmente queremos decir que uno u otro de los efectos de la corriente encuentra aplicación (por ejemplo, en una lámpara incandescente - térmica, en un motor eléctrico - magnético, en electrólisis - química). Dado que inicialmente la corriente eléctrica se descubrió como resultado de una reacción química, el efecto químico de la corriente llamó la atención en primer lugar. Se notó que cuando la corriente pasa a través de los electrolitos, se observa la liberación de sustancias contenidas en la solución, o burbujas de gas. Al pasar corriente a través del agua, fue posible, por ejemplo, descomponerla en sus partes constituyentes: hidrógeno y oxígeno (esta reacción se llama electrólisis del agua). Fue esta acción de la corriente la que formó la base de los primeros telégrafos eléctricos, que por lo tanto se denominan electroquímicos. En 1809, se presentó el primer borrador de dicho telégrafo a la Academia de Baviera. Su inventor, Semering, propuso utilizar burbujas de gas para equipos de comunicación que se liberaban cuando la corriente pasaba por agua acidificada. El telégrafo Semering constaba de: 1) columna voltaica A; 2) el alfabeto B, en el que las letras corresponden a 24 cables separados conectados a la columna voltaica por medio de un cable clavado en los orificios de los pines (en B2 se muestra esta conexión en una vista ampliada, y en B3 una vista superior es dado); 3) cuerda E de 24 alambres retorcidos juntos; 4) alfabeto C1, que corresponde perfectamente al conjunto B y se coloca en la estación que recibe los despachos (aquí, cables individuales pasan por el fondo de un recipiente de vidrio con agua (C3 representa el plano de este recipiente); 5) despertador D, que consta de una palanca con una cuchara (se presenta ampliada en C2).
Cuando Semering quiso telegrafiar, primero señaló otra estación con la ayuda de un reloj despertador y para ello metió dos polos del conductor en los bucles de las letras B y C. La corriente pasó por el conductor y el agua en el vaso. vaso C1, descomponiéndolo. Las burbujas se acumularon debajo de la boca del estómago y lo elevaron para que tomara la posición indicada por la línea de puntos. En esta posición, una bola de plomo móvil, bajo la influencia de su propia gravedad, rodó en un embudo y descendió a lo largo de él en una copa, provocando una alarma. Luego de que todo estuvo preparado en la estación receptora para recibir el despacho, el remitente conectó los polos del cable de tal forma que la corriente eléctrica pasara secuencialmente por todas las letras que componen el mensaje que se está transmitiendo, y las burbujas se separaran en el letras correspondientes de la otra estación. Posteriormente, este telégrafo simplificó mucho a Schweiger, reduciendo el número de cables a solo dos. Schweiger introdujo varias combinaciones en la transmisión de corriente. Por ejemplo, una duración diferente de la corriente y, en consecuencia, una duración diferente de la descomposición del agua. Pero este telégrafo aún era demasiado complicado: ver la liberación de burbujas de gas era muy agotador. El trabajo fue lento. Por lo tanto, el telégrafo electroquímico nunca recibió aplicación práctica. La próxima etapa en el desarrollo de la telegrafía está asociada con el descubrimiento de la acción magnética de la corriente. En 1820, el físico danés Oersted, durante una de sus conferencias, descubrió accidentalmente que un conductor con corriente eléctrica incide sobre una aguja magnética, es decir, se comporta como un imán. Interesado en esto, Oersted pronto descubrió que un imán con cierta fuerza interactúa con un conductor a través del cual pasa una corriente eléctrica, lo atrae o lo repele. En el mismo año, el científico francés Argo hizo otro descubrimiento importante. El cable a través del cual pasó una corriente eléctrica resultó estar sumergido accidentalmente en una caja de limaduras de hierro. El aserrín se pegó al alambre como si fuera un imán. Cuando se cortó la corriente, el aserrín se cayó. Habiendo estudiado este fenómeno, Argo creó el primer electroimán, uno de los dispositivos eléctricos más importantes que se utiliza en muchos dispositivos eléctricos. El electroimán más simple preparará fácilmente a todos. Para hacer esto, debe tomar una barra de hierro (preferiblemente hierro "suave" sin endurecer) y enrollar firmemente un cable de cobre aislado a su alrededor (este cable se denomina bobinado de un electroimán). Si ahora unimos los extremos del devanado a la batería, la barra se magnetizará y se comportará como un conocido imán permanente, es decir, atraerá pequeños objetos de hierro. Con la desaparición de la corriente en el devanado cuando se abre el circuito, la barra se desmagnetizará instantáneamente. Por lo general, un electroimán es una bobina en cuyo interior se inserta un núcleo de hierro. Al observar la interacción de la electricidad y el magnetismo, Schweiger inventó el galvanoscopio en el mismo 1820. Este dispositivo consistía en una sola bobina de alambre, dentro de la cual se colocaba una aguja magnética en un estado horizontal. Cuando una corriente eléctrica pasó a través del conductor, la flecha se desvió hacia un lado. En 1833, Nervandar inventó el galvanómetro, en el que la corriente se medía directamente desde el ángulo de desviación de una aguja magnética. Al pasar una corriente de fuerza conocida, fue posible obtener una desviación conocida de la aguja del galvanómetro. El sistema de telégrafos electromagnéticos se construyó sobre este efecto. El primer telégrafo de este tipo fue inventado por un súbdito ruso, el barón Schilling. En 1835, hizo una demostración de su puntero telégrafo en un congreso de científicos naturales en Bonn. El dispositivo de transmisión de Schilling consistía en un teclado con 16 teclas que servían para cerrar la corriente. El dispositivo receptor constaba de 6 galvanómetros con agujas magnéticas suspendidas sobre hilos de seda de rejillas de cobre; sobre las flechas, se sujetaron con hilos banderas de papel de dos colores, un lado de ellos estaba pintado de blanco y el otro de negro. Ambas estaciones de telégrafo de Schilling estaban conectadas por ocho cables; de estos, seis estaban conectados a galvanómetros, uno servía para la corriente inversa y otro para el aparato de dibujo (campana eléctrica). Cuando se presionaba una tecla en la estación emisora y se encendía la corriente, la flecha correspondiente se desviaba en la estación receptora. Diferentes posiciones de banderas blancas y negras en diferentes discos dieron combinaciones condicionales correspondientes a letras del alfabeto o números. Más tarde, Schilling mejoró su aparato y 36 desviaciones diferentes de su única aguja magnética correspondieron a 36 señales condicionales.
A la demostración de los experimentos de Schilling asistió el inglés William Cook. En 1837, mejoró un poco el aparato de Schilling (la flecha de Cook, con cada desviación, apuntaba a una u otra letra representada en el tablero, se formaban palabras y frases completas a partir de estas letras) y trató de organizar un mensaje telegráfico en Inglaterra. En general, los telégrafos, que funcionaban según el principio de un galvanómetro, recibieron alguna distribución, pero muy limitada. Su principal desventaja era la complejidad de la operación (el operador de telégrafo tenía que captar de forma rápida y precisa las vibraciones de las flechas a simple vista, lo que era bastante agotador), así como el hecho de que no registraban los mensajes transmitidos en papel. Por lo tanto, el camino principal del desarrollo de la comunicación telegráfica siguió un camino diferente. Sin embargo, la construcción de las primeras líneas telegráficas permitió resolver algunos problemas importantes relacionados con la transmisión de señales eléctricas a largas distancias. Dado que el cable dificultaba mucho la difusión del telégrafo, el inventor alemán Steingel trató de limitarse a un solo cable y conducir la corriente a lo largo de las vías del tren. Con este fin, realizó experimentos entre Núremberg y Fürth y descubrió que no había necesidad de un cable de retorno, ya que bastaba con conectar a tierra el otro extremo del cable para transmitir un mensaje. Después de eso, comenzaron a conectar a tierra el polo positivo de la batería en una estación y el polo negativo en la otra, eliminando así la necesidad de conducir un segundo cable, como se hacía antes. En 1838, Steingel construyó una línea telegráfica en Munich de unos 5 km de longitud, utilizando la tierra como conductor de la corriente de retorno. Pero para que el telégrafo se convirtiera en un dispositivo de comunicación fiable, era necesario crear un aparato que pudiera registrar la información transmitida. El primer aparato de este tipo con un dispositivo de autograbación fue inventado en 1837 por el estadounidense Morse.
Morse era artista de profesión. En 1832, durante un largo viaje de Europa a América, se familiarizó con el dispositivo de un electroimán. Entonces tuvo la idea de utilizarlo para la señalización. Al final del viaje, ya había logrado crear un aparato con todos los accesorios necesarios: un electroimán, una tira de papel en movimiento, así como su famoso alfabeto, que consiste en un sistema de puntos y rayas. Pero tomó muchos más años de arduo trabajo antes de que Morse lograra crear un modelo funcional del aparato de telégrafo. El asunto se complicó por el hecho de que en ese momento en Estados Unidos era muy difícil conseguir cualquier aparato eléctrico. Literalmente, Morse tuvo que hacer todo por sí mismo o con la ayuda de sus amigos de la Universidad de Nueva York (donde fue invitado en 1835 como profesor de literatura y bellas artes). Morse tomó un trozo de hierro dulce de la fragua y lo dobló en forma de herradura. Aún no se conocía el alambre de cobre aislado. Morse compró varios metros de alambre y los aisló con papel. La primera gran decepción le sobrevino cuando se descubrió que la magnetización del electroimán era insuficiente. Esto se debió a la pequeña cantidad de vueltas del cable alrededor del núcleo. Solo después de leer el libro del profesor Henry, Morse pudo corregir sus errores y ensambló el primer modelo funcional de su aparato. En un marco de madera adherido a la mesa, instaló un electroimán y un mecanismo de relojería que ponía en movimiento la cinta de papel. Ató el ancla (resorte) de un imán y un lápiz al péndulo del reloj. Producido con la ayuda de un dispositivo especial, una llave de telégrafo, cerrar y abrir la corriente hizo que el péndulo osciló hacia adelante y hacia atrás, y el lápiz dibujó rayas en la cinta de papel en movimiento que correspondían a los signos convencionales dados por la corriente. Este fue un gran éxito, pero surgieron nuevas dificultades. Al transmitir una señal a larga distancia, debido a la resistencia del cable, la intensidad de la señal se debilitó tanto que ya no pudo controlar el imán. Para superar esta dificultad, Morse inventó un contactor electromagnético especial, el llamado relé. El relé era un electroimán extremadamente sensible que respondía incluso a las corrientes más débiles provenientes de la línea. Con cada atracción de la armadura, el relé cerraba la corriente de la batería local, haciéndola pasar por el electroimán del instrumento de escritura.
Así Morse inventó todas las partes principales de su telégrafo. Terminó la obra en 1837. Le llevó otros seis años intentar en vano que el gobierno de Estados Unidos se interesara por su invento. Solo en 1843, el Congreso de los Estados Unidos decidió asignar $30 para la construcción de la primera línea telegráfica de 64 km de largo entre Washington y Baltimore. Al principio se colocó bajo tierra, pero luego resultó que el aislamiento no podía soportar la humedad. Tuve que corregir urgentemente la situación y tirar del cable por encima del suelo. El 24 de mayo de 1844 se envió solemnemente el primer telegrama. Dentro de cuatro años, las líneas de telégrafo estaban en su lugar en la mayoría de los estados. El aparato de telégrafo Morse demostró ser extremadamente práctico y fácil de usar. Pronto recibió la más amplia distribución en todo el mundo y trajo a su creador fama y fortuna bien merecidas. Su diseño es muy simple. Las partes principales del aparato eran el dispositivo transmisor, la llave, y el dispositivo receptor, el instrumento de escritura.
La clave Morse consistía en una palanca de metal que giraba alrededor de un eje horizontal. Tanto en el eje delantero como en el trasero había pequeños conos de metal, cada uno de los cuales tocaba las placas que se encontraban debajo, como resultado de lo cual se cerró la corriente. Para imaginar cómo funciona la llave, denotemos todos sus contactos con números. Deje que el cono frontal sea 1 y el cono posterior - 3. Las placas que se encuentran debajo de ellos, respectivamente, se considerarán los contactos 2 y 4. En la posición de llave, cuando la manija no está bajada, los contactos 3 y 4 están cerrados, y 1 y 2 están abiertos. La placa 2 está conectada al conductor de la batería. Un hilo de alambre está conectado al cuerpo de la palanca a una estación remota, mientras que la placa 4 está conectada al instrumento de escritura. En la estación receptora, el cable receptor va al imán receptor.
Cuando llegaba un telegrama, la corriente eléctrica pasaba por las palancas de la llave de tal forma que llegaba del cable a la placa 4 y luego al instrumento de escritura (los contactos 1 y 2 estaban desconectados en ese momento). , los contactos 3 y 4 estaban desconectados. Luego, la corriente de la batería, cuando se cerraron los contactos 1 y 2, fue a la estación receptora. Si el operador de telégrafo cerraba el circuito por un corto tiempo, pasaba una señal corta; si mantenía presionada la tecla por más tiempo, la señal era más larga.
El instrumento de escritura en la estación receptora convirtió estas señales en un sistema de puntos y rayas. Trabajó de la siguiente manera. Desde la estación transmisora, la corriente fluyó hacia las bobinas M y M1. Las piezas de hierro en ellos se magnetizaron y atrajeron la placa de hierro B. Como resultado, el pasador O, ubicado en el otro brazo A, se presionó contra la tira de papel P, que se enrolló desde el círculo R por medio de rodillos. V y W en la dirección indicada por la flecha. Al mismo tiempo, el extremo del alfiler, en el que había un lápiz, escribía puntos o rayas en la cinta, según se presionara durante un tiempo breve o prolongado. Tan pronto como la corriente se detuvo (esto sucedió cada vez que el operador de telégrafo en la estación transmisora abrió el circuito con una llave), el resorte f tiró del pasador hacia abajo, como resultado de lo cual la placa B se alejó del electroimán. El movimiento de los rodillos V y W procedía de un mecanismo de reloj, que se impulsaba bajando el peso G. El grado de deflexión de la palanca se podía ajustar mediante los tornillos m y n. El inconveniente del aparato Morse era que los mensajes transmitidos por él solo eran comprensibles para los profesionales familiarizados con el código Morse. En el futuro, muchos inventores trabajaron en la creación de dispositivos de impresión directa que registran no combinaciones condicionales, sino las propias palabras del telegrama. El aparato de impresión de letras de Yuz, inventado en 1855, se generalizó. Sus partes principales eran: 1) un teclado con contactor giratorio y una placa con orificio (este es un accesorio del transmisor); 2) una rueda de letras con un dispositivo de escritura (este es un receptor). El teclado tenía 28 teclas, con las que era posible transmitir 52 caracteres.
Cada llave estaba conectada por un sistema de palancas a una varilla de cobre. En la posición habitual, todas estas varillas estaban en nidos, y todos los nidos estaban ubicados en el tablero en un círculo. Sobre estos enchufes, un contactor, el llamado carro, giraba a una velocidad de 2 revoluciones por segundo. Fue impulsado por un peso descendente de 60 kg y un sistema de engranajes.En la estación de recepción, la rueda de letras giraba exactamente a la misma velocidad. En su borde había dientes con signos. La rotación del carro y la rueda ocurrió sincrónicamente, es decir, en el momento en que el carro pasó sobre el nido correspondiente a cierta letra o signo, el mismo signo resultó estar en la parte más baja de la rueda sobre la cinta de papel. . Cuando se presionaba una tecla, una de las varillas de cobre se elevaba y sobresalía de su zócalo. Cuando el carro lo tocó, el circuito se completó. La corriente eléctrica llegó instantáneamente a la estación receptora y, al atravesar los devanados del electroimán, hizo que la cinta de papel (que se movía a una velocidad constante) se elevara y tocara el diente inferior de la rueda de impresión. Así, la letra deseada se imprimió en la cinta. A pesar de la aparente complejidad, el telégrafo de Yuz funcionó bastante rápido y un telegrafista experimentado transmitió hasta 40 palabras por minuto. Con origen en los años 40 del siglo XIX, las comunicaciones telegráficas se desarrollaron rápidamente en las décadas siguientes. Los cables del telégrafo cruzaron continentes y océanos. En 1850 Inglaterra y Francia estaban conectadas por un cable submarino. El éxito de la primera línea de submarinos provocó una serie de otras: entre Inglaterra e Irlanda, Inglaterra y Holanda, Italia y Cerdeña, etc. En 1858, tras una serie de intentos fallidos, se tendió un cable transatlántico entre Europa y América. Sin embargo, trabajó solo tres semanas, después de lo cual se cortó la conexión. Solo en 1866 se estableció finalmente una conexión telegráfica permanente entre el Viejo y el Nuevo Mundo. Ahora los hechos que tenían lugar en América se dieron a conocer en Europa el mismo día, y viceversa. En los años siguientes, la rápida construcción de líneas telegráficas continuó en todo el mundo. Su longitud total solo en Europa fue de 700 mil km. Autor: Ryzhov K.V.
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