Sähkölennätin on pisteestä pisteeseen -tekstiviestintäjärjestelmä, jota käytettiin ensisijaisesti 1840-luvulta 1900-luvun puoliväliin, jolloin se pikkuhiljaa korvattiin muilla tietoliikennejärjestelmillä. Jatkuva halu nostaa tiedonsiirron nopeutta pitkiä matkoja ja tehdä siitä luotettavampi, riippumatta erilaisista satunnaisista olosuhteista, säästä jne., johti vähitellen optisten lennättimien korvaamiseen sähköisillä tai paremminkin sähkömagneettisilla.
Ensimmäiset epäonnistuneet yritykset soveltaa magnetismia ja sähköä lennätykseen ovat peräisin 1500-luvulta . Joten tästä varhaisesta ajasta lähtien Giambattista della Porta , sitten Cabeo (Cabeo tai Cabaeus, 1585-1650), myöhemmin Kircher (1602-1680) ja muut ehdottivat magneettisten vuorovaikutusten käyttöä tähän tarkoitukseen. XVIII vuosisadalla. staattista sähköä on yritetty käyttää samaan tarkoitukseen. Marshall ilmaisi tällaisen hakemuksen mahdollisuuden jo vuonna 1753. Ensimmäisen oikean laitteen järjesti Lesage Genevessä vuonna 1774 . Hänen laitteensa koostui 24 eristetystä johdosta, jotka yhdistävät kaksi asemaa; saattamalla yksi niistä yhteyteen sähkökoneen kanssa, oli mahdollista saada sen toiseen päähän vastaavan sähköskoopin vanhemman sipulin poikkeama. Sitten Lomon vuonna 1787 alkoi käyttää vain yhtä lankaa tällaiseen lennätykseen. Myöhemmin Salva perusti lennätinlinjan Madridin lähelle vuonna 1798, josta ilmoitettiin sähkökipinöillä.
Tällaisia signalointimenetelmiä ei kuitenkaan voitu käyttää pitkiä matkoja, eikä niitä käytetty laajalti. Nämä olivat vain historian kannalta mielenkiintoisia yrityksiä. Suurin haitta staattisen sähkön käytöstä signaloinnissa on se, että korkeiden jännitteiden (potentiaalien) vuoksi vaadittiin johtojen erittäin huolellista eristystä, mikä käytännössä aiheuttaa suuria vaikeuksia.
Sähköinen lennätin alkoi kehittyä nopeasti ja antoi todella loistavia tuloksia vasta siitä hetkestä lähtien, kun se alkoi käyttää staattista sähköä, vaan galvaanista virtaa . Ensimmäisen tällaisen instrumentin, joka perustuu virran kemiallisiin vaikutuksiin, rakensi vuonna 1809 Sömmering Münchenissä . Galvaaninen akku yhdellä asemalla voidaan kytkeä mihin tahansa kahteen 35 johdosta, jotka yhdistivät molemmat asemat; kaikkien näiden 35 johdon päät toisella asemalla upotettiin heikkoon rikkihappoliuokseen; kun virta kulki, neste hajosi sen vaikutuksesta ja happea vapautui yhdestä johtimesta ja vetyä toisesta; jokaiselle langalle määritettiin merkki, kirjain tai numero, joten hälytyksiä voitiin asettaa suhteellisen pitkiä etäisyyksiä, jopa 10 000 jalkaa. (n. 3 km), jonka Semmering saavutti jo vuonna 1812. Semmeringin jälkeen ja eräät muut keksijät (Bahn ym.) ehdottivat virran kemiallisiin vaikutuksiin perustuvaa lennätintä.
Italialainen Romagnesi huomasi galvaanisen virran taipuvan vaikutuksen magneettineulaan jo vuonna 1802, ja Oersted löysi sen uudelleen ja tutki sen vuonna 1820. Pian tämän jälkeen Pariisin tiedeakatemian kokouksessa, jossa tästä löydöstä keskusteltiin, Ampère ilmaisi ajatuksen soveltaa sitä lennätykseen.
Ensimmäisen toimivan sähkölennättimen loi englantilainen Francis Ronalds vuonna 1816. Hänen lennätin välitti tietoa 8 metrin etäisyydellä.
Pavel Lvovich Schilling (1786-1837) loi ensimmäisenä sähkömagneettisen lennätin Venäjällä vuosina 1830-1832 . Vuonna 1832 Pietariin laskettiin lennätinlinja Talvipalatsin ja rautatieministeriön rakennuksen väliin. Lennätinlähetin koostui näppäimistöstä, jossa oli 16 näppäintä, jotka toimivat virtakytkiminä haluttuun suuntaan, ja vastaanottolaitteessa oli 6 kertojaa, joissa oli kierteisiin ripustettu astaattiset magneettiset nuolet, joihin oli kiinnitetty paperiympyrät, toiselta puolelta valkoiset ja mustat. toinen.. Molemmat asemat oli kytketty toisiinsa 8 johdolla, joista 6 meni kertoimiin, 1 palveli käänteisvirtaa ja 1 oli yhteydessä rekrytointilaitteeseen (kellokoneisto, jota ohjataan myös sähkömagneettisesti magneettista neulaa kääntämällä). Lähetinlaitteen 16 näppäimen avulla pystyttiin lähettämään virtaa suuntaan tai toiseen ja siten kääntää kertoimien nuolia eteenpäin joko valkoisena tai mustana ympyränä, jolloin sovitut merkit muodostuivat tällä tavalla. Myöhemmin Schilling yksinkertaisti vastaanottolaitettaan jättäen siihen vain yhden kertoimen kuuden sijasta, ja ehdollinen aakkosto koostui magneettineulan 36 erilaisesta poikkeamasta. Schilling käytti maanalaisia kaapeleita asemien yhdistämiseen; hän ilmaisi ajatuksen mahdollisuudesta ripustaa johdot pylväisiin. 25. heinäkuuta 1837 P. L. Schilling kuoli ilman aikaa täyttää Nikolai I:n käskyä yhdistää Pietari Kronstadtiin lennättimellä .
Vuonna 1833 Gauss ja Weber perustivat sähkömagneettisen lennättimen Göttingeniin: heidän lennätinensä yhdisti yliopiston fysiikan toimiston magneetti- ja tähtitieteelliseen observatorioon ja toimi induktiovirtojen avulla, joita herätti magneetin liike lankakelan sisällä; nämä virrat toisella asemalla saavat kertojamagneetin värähtelemään.
30-luvun lopulla tällaisista sähkömagneettisista lennättimistä oli jo ilmestynyt useita muunnoksia nuolilla, ja sitten ne alkoivat levitä nopeasti.
Suurin käytännön menestys tuli Wheatstonen ja Cookin lennättimelle , joka oli yksinkertainen parannus Schilling-laitteeseen, johon Cook oli tutustunut vuonna 1836 Heidelbergin yliopiston luennoilla . Wheatstonen ja Cookin soittimia alettiin käyttää Englannissa jo vuonna 1837.
Steingeil vuonna 1838 Münchenissä järjesti 5000 metrin lennätinlinjan (kun taas Göttingenin Gaussin etäisyys oli vain 700 metriä) ja teki samalla erittäin tärkeän löydön lennätinhistoriassa, mikä alensi merkittävästi lennätinjohdotuksen kustannuksia. rivit. Tämä löytö, joka edesauttoi lennättimien nopeaa leviämistä, oli se, että yksi johto riittää yhdistämään kaksi asemaa, koska vastavirta voi kulkea maan läpi, jos toiselta puolelta galvaanisen akun napoista on kytketty iso kuparilevy upotettuna maahan (märkä), ja toisaalta yhdistä itse johdon pää maahan samalla tavalla.
1800-luvun loppuun mennessä magneettineuloilla varustettuja laitteita käytettiin vain joissakin transatlanttisissa lennättimissä. Koska virrat olivat tässä tapauksessa erittäin heikkoja, havaittiin erityisellä asteikolla kotelonkierteeseen ripustetun nuolen ja valopeilin äärimmäisen pieniä poikkeamia, joille peili heitti lampun säteet keräilylasin avulla. Lisäksi Gilbertin kuuloosoitinlaitteen ansiosta signaaleja ei voitu vastaanottaa silmällä, vaan korvalla.
Jokaisen tällaisen laitteen tärkein, olennainen osa on sähkömagneetti, joka virran kulkiessa sen läpi vetää puoleensa rautalevyä (ns. ankkuria ) ja siirtää siten osoittimen ympyrässä merkistä toiseen tai ( toisessa järjestelmässä), päinvastoin, pysäyttää hetkeksi osoittimen liikkuvan ympyrässä kellokoneiston avulla. Tällaisia laitteita oli paljon. Ensimmäisen kerran noin vuonna 1840 Wheatstone, B.S. Jacobi , sitten Breguet, Siemens , Du-Monsel ja monet muut keksivät erilaisia tämäntyyppisiä laitteita. Näistä 1800-luvun lopulla Breguet'n laite oli edelleen käytössä Ranskan rautateillä.
"Venäjän rautateiden pääseurassa" käytettiin pitkään induktiolennätintä Siemensin ja Halsken osoittimella. Kun manipulaattorin kahva käännetään lähimpään merkkiin, laitteen sisällä oleva induktiokela pyörii puoli kierrosta vahvojen magneettien napojen välillä; tämän seurauksena käämin johdossa viritetään vastakkaiset induktiovirrat, jotka vastaavat peräkkäisiä puolikierroksia. Nämä vastaanottolaitteeseen saapuvat virrat vaikuttavat sähkömagneettiin ja saavat erityisen heilurin poikkeamaan sen napojen välillä joko yhteen tai toiseen suuntaan. Tällaisella heilahtelulla heiluri kääntää hammaspyörää joka kerta yhdellä hampaastaan ja samalla osoitinta merkistä toiseen.
Poikkeavien magneettiosoittimien ja kellotaululla pyörivien osoittimien avulla tarkastellut kaksi lennätysjärjestelmää aiheuttavat lähinnä sitä haittaa, että niissä nopeasti ohittavat merkit aiheuttavat helposti virheitä, kun taas ohjaus on mahdotonta. Siksi niitä alettiin vähitellen korvata kirjoituslaitteilla heti, kun keksittiin ja parannettiin menetelmiä sähkömagneetin ankkurin ehdollisten liikkeiden tallentamiseksi lennätinvastaanottimessa, johon virta johdetaan pidemmäksi tai lyhyemmäksi ajaksi. B.S. osallistui tällaisten laitteiden keksintöihin ja parannuksiin . Jacobi , Steingheil , Morse, Dinyo, Sorre, Siemens ja monet muut.
Yhden ensimmäisistä kirjoittavista lennättimistä järjesti B.S. Jacobi . Tämän laitteen symbolit kirjoitettiin liikkuvalle posliinilevylle sähkömagneetin ankkuriin kiinnitetyllä kynällä. Jacobi-laite asennettiin vuonna 1841 Pietarin maanalaiseen lennätinlinjaan ja se yhdisti Talvipalatsissa sijaitsevan keisari Nikolai I:n toimiston kenraalin esikuntaan. Vuonna 1842 laskettiin linja Talvipalatsista pääviestintäosastolle, vuonna 1843 - Tsarskoje Selon palatsiin [1] . Jacobi paransi keksintöään vuonna 1850 luomalla maailman ensimmäisen suorapainoisen lennätinlaitteen [2] , [3] .
Morse-laite eri lennätinjärjestelmien joukossa on tunnetuin ja viime aikoihin asti yleisin. Vaikka tämän laitteen suunnitteli Samuel Morse ja ensimmäiset onnistuneet tulokset saatiin sillä jo vuonna 1837, vasta vuonna 1844 sitä paranneltiin ( Alfred Weil ) niin paljon, että sitä voitiin soveltaa liiketoiminnassa.
Laite on järjestetty hyvin yksinkertaisesti. Manipulaattori tai avain , joka sulkee ja katkaisee virran, koostuu metallivivusta, jonka akseli on yhteydessä lineaarijohtimeen. Toisessa päässä oleva vipu painetaan jousella metallireunusta vasten kiristysruuvilla, jonka läpi se on liitetty johdolla aseman vastaanottolaitteeseen ja maahan. Kun painat vivun toista päätä, toinen akkuun liitetty ulkonema koskettaa. Tässä tapauksessa virta viedään linjaan toiselle asemalle. Vastaanottimen pääosat ovat: pystysuora sähkömagneetti, vipu keinuvarren muodossa ja kellomekanismi paperinauhan vetämiseksi, johon vivun jättää tavanomaiset merkit. Sähkömagneetti, kun virta kulkee sen läpi, vetää puoleensa vivun päässä olevaa rautasauvaa; kun taas vivun toinen varsi nousee ja painaa teräskärkeä päässään paperiteippiä vasten, joka liikkuu jatkuvasti sen yli kellomekanismin avulla. Kun virta katkeaa, vipu vedetään takaisin alkuperäiseen asentoonsa jousen avulla. Riippuen nauhan virran kestosta, vivun kärkeen jää jälkiä joko pisteiden tai viivojen muodossa. Erilaiset näiden merkkien yhdistelmät muodostavat ehdollisen aakkoston .
Tällaisia merkkejä (viivoja ja pisteitä) voidaan tuottaa suoraan painamalla viputappia paperille, joka jättää jälkiä siihen painaumien muodossa; juuri näin se oli järjestetty Morse-järjestelmän alkuperäisissä instrumenteissa. Mutta helpotuskirjoituslaitteet ovat epämukavia siinä mielessä, että ne vaativat melko merkittävän virran toimiakseen. Siksi tapin sijasta he alkoivat käyttää pientä pyörää, joka alaosan kanssa on upotettu astiaan paksulla musteella. Tämä pyörä kääntyy vähitellen laitteen vaikutuksesta ja jättää paperiteippiin maalin jäljen (Joh., 1854).
Dinyo keksi toisen tallennuslaitteen . Siinä maalipäällysteistä telaa koskettava pyörä sijaitsee paperiteipin yläpuolella, johon se painetaan alhaalta vivun kärjellä.
Lennätinlaitteiden nopeuden lisäämiseksi Charles Wheatstone korvasi Morse-järjestelmän manuaalisen vaihteiston mekaanisella. Manuaalivaihteisto on hidasta ja virhealtista. Siksi Wheatstone ehdotti käyttämään lähetyslaitteessa nopeasti liikkuvaa paperiteippiä, jossa on etukäteen valmistettuja reikiä, mikä aiheuttaa oikosulun, jonka seurauksena vastaanottoaseman paperinauhalle jää Morse-symbolit. Reiät luodaan erityisellä laitteella, perforaattorilla . Se muodostaa kolme riviä reikiä, joista keskimmäinen siirtää teippiä pyörivän hammaspyörän avulla ja ulompien rivien reiät on järjestetty morsemerkkien mukaan. Kaksi reikää, jotka ovat suoraan toistensa yläpuolella, vastaavat pistettä, ja kaksi viistosuunnassa olevaa reikää edustavat viivaa.
Voimansiirtolaitteessa äärimmäisten reikärivien alle on sijoitettu kaksi neulaa, jotka keinuvan keinun avulla liikkuvat erittäin nopeasti ylös ja alas. Kun ensimmäinen neula osuu reikään, vipujärjestelmä kääntää kommutaattorin, minkä seurauksena virta johdetaan linjaan. Kun toinen neula tunkeutuu reikään, kommutaattori kääntyy toiseen suuntaan, kun taas käänteinen virta kulkee linjan läpi. Vastaanottavassa laitteessa ensimmäisessä tapauksessa sähkömagneetin ankkuri kääntyy ja saa kynän kosketuksiin paperiliuskan kanssa, mikä vetää paperille viivan, kunnes käänteisvirta kääntää ankkurin yhdessä kynän kanssa toisessa. suunta. Jos lähetyslaitteen paperinauhassa on kaksi reikää suoraan nauhan poikki, niin ensimmäisen neulan jälkeen toinen neula putoaa välittömästi vastaavaan reikään ja vastaanottavaan laitteeseen tulee hyvin lyhyt viiva, joka vastaa pistettä morsen aakkoset. Kun reiät ovat vinossa, viiva on pidempi. Lähetin voi lähettää tällä tavalla jopa 600 sanaa minuutissa. Vertailun vuoksi Morse-laite antoi jopa 13, Hughes-laite jopa 29, Baudot-laite jopa 120 sanaa minuutissa. Paperiteippien rei'ityksissä työskentelee yleensä kolme tai neljä lennätintä, jotka kukin pystyvät lävistämään noin 30-40 sanaa minuutissa. Vastaanotettujen lähetysten kirjeenvaihdon parissa on sama määrä ihmisiä.
1800-luvun lopulla keksittiin uusi automaattinen fotokemiallinen laite, joka pystyy lähettämään jopa 100 000 sanaa tunnissa tai jopa 1666 sanaa minuutissa, eli se on vähintään kaksi kertaa nopeampi kuin juuri kuvattu Wheatstone-laite. Sen etuna oli myös se, että vastaanotettu lähetys ei ollut kirjoitettu erityisillä tavanomaisilla kirjaimilla, jotka piti vielä kirjoittaa uudelleen, vaan melko selkeällä kursiivilla.
Lähetyslaitteeseen asetetaan erityinen levy, johon on leikattu etukäteen kolme riviä erikokoisia ympyröitä erityisellä avaimilla varustetulla kirjoituskoneella lähetetyn lähetyksen mukaan. Nämä leikkaukset aiheuttavat kolmenlaisen virran sulkeutumisen - suoran, käänteisen ja suoran kaksoisvoimakkuuden. Nämä vastaanottoasemalle saapuvat virrat välittävät oikeat liikkeet peilille sähkömagneetin ja vastaanottolaitteessa olevan yksinkertaisen magneetin avulla. Peiliin suunnatun sähkölampun valonsäde heijastuu siitä liikkuvalle valoherkälle nauhalle, johon yllä olevien liikkeiden yhdistelmän seurauksena muodostuu arkistoitua lähetystä vastaavat kirjaimet kehittyessä normaalisti. valokuvaavalla tavalla. Pollackin ja Viragin laitetta kokeiltiin Itävalta-Unkarissa Budapestin ja Pressburgin (nykyinen Bratislava ) välillä erinomaisin tuloksin.