Электромагнитный телеграф

Электромагнитный телеграф — это устройство для передачи текстовых сообщений на расстояние с использованием электрических сигналов, передаваемых по проводам, и электромагнитных механизмов для их приёма и регистрации. Относится к классу электрических средств связи (электросвязи). Ключевые характеристики: передача информации в виде дискретных сигналов (обычно кодированных азбукой Морзе), использование гальванического источника тока (батареи) и электромагнита для управления пишущим или звуковым индикатором на приёмной стороне.

История

Предпосылки и ранние опыты

Идея электрической передачи сигналов возникла в XVIII веке. В 1753 году шотландский учёный Чарльз Моррисон (в переписке с журналом Scots' Magazine) предложил систему из 26 проводов — по одному на каждую букву алфавита, с электростатическими разрядами, притягивающими бумажные ленты с буквами. Практической реализации не последовало из-за отсутствия надёжных источников тока и чувствительных приёмников. В 1809 году немецкий изобретатель Самуил Земмеринг создал электрохимический телеграф, в котором сигнал передавался пузырьками газа, выделявшимися при электролизе воды. Система была громоздкой (требовала 35 проводов) и не получила распространения.

Первые электромагнитные системы

Прорыв произошёл после открытия электромагнетизма Хансом Кристианом Эрстедом (1820) и создания первого электромагнита Уильямом Стёрдженом (1825). В 1832 году русский учёный и дипломат Павел Львович Шиллинг создал первый в мире практически пригодный электромагнитный телеграф. Его аппарат использовал шесть проводов, подключавшихся к гальванометру со стрелками. Отклонение стрелки влево или вправо соответствовало определённому знаку кода. 21 октября 1832 года Шиллинг продемонстрировал передачу сообщения по кабелю длиной около 100 метров в Санкт-Петербурге. В 1835 году он усовершенствовал систему, уменьшив количество проводов до двух, и ввёл двоичный код — прообраз будущей азбуки Морзе.

Параллельно в Германии Карл Гаусс и Вильгельм Вебер (1833) построили электромагнитный телеграф для связи между физическим кабинетом и астрономической обсерваторией в Гёттингене. Их система также использовала гальванометр и кодирование по двум направлениям тока.

Телеграф Морзе

Наибольшую известность и коммерческий успех получила система американского изобретателя Сэмюэла Морзе. В 1837 году он совместно с Альфредом Вейлем создал телеграфный аппарат, записывающий точки и тире на движущуюся бумажную ленту с помощью электромагнита, приводящего в движение рычаг с пером. В 1844 году Морзе продемонстрировал первую публичную линию между Вашингтоном и Балтимором — была передана фраза «What hath God wrought» («Что сотворил Бог»). Азбука Морзе, где каждой букве соответствует комбинация точек и тире, стала универсальным стандартом телеграфной связи на десятилетия.

Развитие в России

В России внедрение электромагнитного телеграфа началось в 1840-х годах. Первая линия, построенная под руководством Бориса Семёновича Якоби, соединила Зимний дворец и Главный штаб в Санкт-Петербурге (1843). Якоби разработал собственный тип пишущего телеграфа с синхронным движением передающего и приёмного дисков. К 1850-м годам телеграфные линии связали Москву, Санкт-Петербург, Варшаву и другие города. К концу XIX века телеграф стал основным средством оперативной связи в Российской империи.

Устройство и принцип действия

Основные компоненты

Электромагнитный телеграф состоит из трёх частей:

1. Передатчик (ключ) — устройство для замыкания и размыкания электрической цепи. Простейший телеграфный ключ (манипулятор) — это рычаг с контактом, при нажатии на который цепь замыкается, и ток от батареи поступает в линию.
2. Линия связи — один или два изолированных провода, соединяющие передатчик и приёмник. В ранних системах использовались воздушные линии на столбах, позже — подземные и подводные кабели. Земля часто использовалась как обратный провод (однопроводная линия).
3. Приёмник — электромагнитное устройство, преобразующее электрические импульсы в механическое движение. Классический приёмник Морзе содержит электромагнит, якорь которого при притяжении воздействует на рычаг с пишущим элементом (колесиком или пером). При отсутствии тока пружина возвращает якорь в исходное положение.

Принцип передачи

Передача осуществляется путём посылки в линию коротких (точка) и длинных (тире) импульсов электрического тока в соответствии с кодом Морзе. На приёмной стороне электромагнит реагирует на каждый импульс — притягивает якорь, который делает оттиск на бумажной ленте (точка или тире). Пробел между символами передаётся отсутствием тока. Оператор-телеграфист на слух мог декодировать сигнал по щелчкам электромагнита, что ускорило работу.

Питание

Источником тока служили гальванические элементы (батареи) — например, элементы Даниэля или Лекланше. Напряжение в линиях составляло от нескольких десятков до сотен вольт, ток — десятки миллиампер.

Классификация

По типу регистрации сигнала

• Пишущие телеграфы (Морзе, Сименс, Якоби) — записывают знаки на бумажную ленту.
• Звуковые телеграфы — воспроизводят сигнал в виде звуковых щелчков (позволяет принимать на слух, без ленты).
• Стрелочные телеграфы (Шиллинг, Гаусс-Вебер) — отображают сигнал отклонением магнитной стрелки гальванометра.

По количеству проводов

• Однопроводные — используют землю как обратный провод (наиболее распространены).
• Двухпроводные — требуют двух изолированных проводов.
• Многопроводные — ранние системы (до 35 проводов).

По способу передачи

• Ручные — оператор вручную нажимает ключ.
• Автоматические — передача с перфорированной ленты (аппараты Уитстона, Бодо).

Применение и значение

Коммерческая и государственная связь

Электромагнитный телеграф произвёл революцию в коммуникациях XIX века. Он позволил передавать информацию со скоростью, недоступной ранее (курьеры, почта, голубиная почта). Телеграф стал основой для:

• Координации движения поездов на железных дорогах (диспетчерская связь).
• Оперативной передачи биржевых котировок и новостей (агентства Рейтер, Ассошиэйтед Пресс).
• Государственного управления — передача распоряжений и донесений между центром и провинциями.
• Военной связи — управление войсками в реальном времени (Крымская война, Гражданская война в США).

Социальные и культурные последствия

Телеграф сжал информационное пространство, ускорил деловую переписку и способствовал глобализации. Возникла профессия телеграфиста, требующая высокой скорости и точности. Код Морзе стал первым массовым цифровым языком.

Вытеснение другими технологиями

К концу XIX — началу XX века телеграф начал уступать место телефону (передача голоса) и буквопечатающим телеграфам (телетайпам), не требовавшим знания азбуки Морзе. В середине XX века распространение получили факсимильная связь и телекс. С развитием цифровых сетей (Интернет) традиционный телеграф практически исчез. Последняя коммерческая телеграфная служба в России прекратила работу в 2010-х годах.

Интересные факты

• Первая международная телеграфная конференция (1865) привела к созданию Международного союза электросвязи (МСЭ) — старейшей международной организации.
• В 1858 году был проложен первый трансатлантический телеграфный кабель между Великобританией и США. Первая передача заняла 17 часов, а через несколько недель кабель вышел из строя из-за высокого напряжения.
• В России до 1917 года телеграфные линии часто строились вдоль железных дорог для удешевления и удобства обслуживания.
• Сигнал «SOS» (три точки, три тире, три точки) был принят как международный сигнал бедствия на радио в 1906 году, но его корни — в азбуке Морзе.

Источники

• История электросвязи в России. — СПб.: Наука, 2002.
• Изобретение радио и телеграфа. Сборник статей под ред. А.И. Берга. — М.: Изд-во АН СССР, 1955.
• Шиллинг П.Л. Описание первого электромагнитного телеграфа. — СПб., 1832.
• Морзе С. Дневники и переписка. — Нью-Йорк, 1914.
• Якоби Б.С. Труды по электротехнике. — М.: Госэнергоиздат, 1957.
• Энциклопедия «Техника». Том «Средства связи». — М.: Росмэн, 2006.