Реферати українською » История техники » Від перших електричних дзвінків до «звонкового» реле в радіоприймачі А. З. Попова


Реферат Від перших електричних дзвінків до «звонкового» реле в радіоприймачі А. З. Попова

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Хасапов Борис , Ян Шнейберг

Ямская пошта «делегує» терміни електрозв'язку

Відомо твір О.Н. Радіщева «Подорож з Петербурга у Москві», видане в 1790 р. За своїми назв глави твори відповідають селищам і містам, розташованим у цьому тракті (раніше – велика поштова дорога). Розглянувши карту, то багато селища (Тосна, Любань, Чудово та інших.) відстоять друг від друга з відривом 20–30 верст. У Росії її завжди, були погані дороги, тому швидкість пересування поштових кибиток була дуже малою. Коні швидко втомлювалися, їм було дати відпочити, нагодувати і напоїти. І тому на трактах через певне відстань влаштовувалися звані станції, обладнані стайнями, постоялими дворами, трактирами.

Прибывая до станції, екіпаж змінював коней й відправлявся ти дорогою у тій самої кибитці. У такий спосіб можна було долати відстані в 5–6 раз швидше, ніж мандруючи з одного упряжкою.

Цікаво, що у перших лініях електричного телеграфу приблизно таку ж способи було застосовано до створення дальньої електрозв'язку, а «осколки» термінології мандрівників на той час збереглися в назвах суперсучасних пристроїв зв'язку: тракт зв'язку, радіостанція, станція космічного зв'язку.

Не всім відомо, можливе навіть специалистам-релейщикам, що слово реле походить від французького relayer — змінити, замінити. Так мови у Франції називалися проміжні станції кінного транспорту, які забезпечували поставку свіжих коней. Пізніше реле, що використовувалися зміни режимів електричних ланцюгів (включення, вимикання), стали однією з основних пристроїв систем зв'язку, управління і автоматики.

Перший електричний сигналізатор

Як відомо, електрозв'язок грає найважливішу роль життя сучасного суспільства. Знадобилися зусилля тисяч чоловік, винахідників, інженерів та закордонних вчених, щоб домогтися успіхів електрозв'язку, свідками що їх є.

Потреба засобах зв'язку виникла набагато раніше нашої ери. Ще VI в. е. в Персії повідомлення від однієї до іншого передавали звучними голосами раби, а посилення звуку трохи пізніше почали застосовувати рупори. Гонги у Китаї, барабани у Африці, сигнальні вогнища і смолоскипи, телескопи і підзорні труби — усе це широко використовувалося передачі особливо важливих повідомлень. Значним досягненням стало створення XVIII в. оптичного семафорного телеграфу; зокрема, блискучі перемоги Наполеона багато в чому зобов'язані цьому телеграфу. У Росії її лінія оптичного телеграфу між Петербургом та Варшавою (1839) була найбільш довгою у Європі: з відривом 1200 км було встановлено 149 веж, їх обслуговували майже 2000 людина, сигнал доходив за 15 хвилин, а депеша, що складалася з 100 сигналів, за 35 хвилин.

Вивчення електростатичних явищ у середині XVIII в. показало можливість ефективної передачі сигналів у вигляді електрики. Як сигналізаторів різноманітні конструкції электриепременным атрибутом перших электроавтоматических пристроїв і зв'язку.

У деяких публікаціях можна зустріти твердження, ніби електричний дзвінок став вперше застосовуватися у конструкціях телеграфного апарату у середині в XIX ст. Насправді електричні дзвінки побачили століття раніше. Історія їх створення досить повчальна з погляду спроб практичного використання знань про електриці.

Нерідко винаходи електричних «дзвіночків» приписують американському вченому Б. Франклину. Повідомлення про його дослідах ставляться до 1747 р. Але вже у 1745 р. у Росії М. В. Ломоносов писав про своє спостереженнях «електричного дзвону»: «дзвіночки телефонувати скоро перестають, коли той, який наэлектрен, немає повідомлення з цими тілами, якими електрична сила скоро простирається. Телефонувати нескоро перестають, коли з ними совокуплены». Вочевидь, учений із допомогою електричного дзвінка робив якісь спостереження, хоча достеменно відомо, що вона є його винахідником.

Родоначальник вчення про електриці у Росії

Р. У. Рихман, приступаючи до своїх першим експериментам, зазначив список літератури із конкретними іменами авторів, досліди яких з дзвіночками він повторював. Але імені винахідника звукового сигналізатора не вказується, то, можливо, це й був відомо.

Рихман описує кілька створених нею «дзвіночків», які діяли з урахуванням електростатичної індукції. У одній їх «залізний молоточок» вагою 12 грамів підвішувався на проводить нитки, з'єднаної з кондуктором електростатичної машини. Біля нього з боку скляній підставці встановлювався металевий дзвіночок вагою 300 грамів. При включенні електростатичної машини аналогічно, як натертий гребінець притягує листочки папери, молоточок буде притягатися до дзвіночку, який «видасть дзенькіт», а молоточок розрядиться, але, отримавши ще порцію заряду від машини, повторить цикл знову. Усе це відбуватиметься, до того часу поки «... дзвіночок не зарядится настільки, що дзвінки припиняться».

Далі Рихман писав: «Молоточек, «пересуваючись убік дзвону і поворухнувши до нього частими ударами, виробляв пронизливий звук, а водночас породжував світло, видимий у темряві й навіть у сутінках». Вочевидь, що це іскри, виникаючі за хорошого контакту молоточка з дзвіночком. Ученим було запропоновано також електростатичний дзвінок з п'ятьма дзвіночками. Очевидно, лунаючи звуки були дуже різні, адже кожен дзвіночок міг мати свій тон. Рихман звернув увага фахівців і на факт: «повторюючи досліди в присутності багатьох колег, я помітив не без задоволення, що звук дзвони може служити гарним покажчиком на присутність сильнішого електрики». Можливо, цією властивістю користувалися вчені під час експериментів, адже ніяких вимірювальних приладів тоді немає.

«Електрическая дзвонова гра» описано на книзі «Електрические досліди цікавості та здивування гідні, вигадані англинским королівським мехаенной з німецької та виданою у Москві 1793 р. Медные кульки, висять на шовкових нитках, притягуються, та був відштовхуються «маленькими дзвіночками», з'єднаними з електростатичної машиною. «Почни вертіти машину; то дзвіночки будуть безперервно дзвеніти, доки електричество тривати буде».

У творчому списку фізичних приладів Московського університету у початку ХІХ ст. було кілька дзвіночків для «електричного дзвону». Наведемо дослівно дуже цікава і дуже зрозуміле опис однієї з приладів, дане професором Іваном Двигубским у його підручнику «Фізика», виданий Москві 1825 р. в університетської друкарні (рис. 1).

«До мідному лозині AB, має посередині гачок, привесь на шовкових ниточках два металевих кульки і трьох дзвіночка, у тому числі середній D повісь на шовкової нитці і повідом його з землею у вигляді мідної ланцюжка IH, інші два G і F на металевих дротах.

Цей снаряд повісь на кондуктор, і коли бічні дзвіночки G і F будуть наелектризовані, всі вони притягнуто себе висять на шелковинках мідні кульки, повідомлять їм частину електрики, чому кульки тому відскочать і буде притягнуті середнім дзвіночком D, який відбере в них частина електрики і повідомить його землі у вигляді ланцюжка IH. Оскільки кульки, торкнувшись середнього дзвіночка, втратять своє електрика і перебуватимуть у природній стані, то знову будуть притягиваемы дзвіночками G і F і знову отталкиваемы, чому і буде чути від дзвіночків дзенькіт, до того часу поки що діє електрична машина».

Электростатический, електрохімічний, електромагнітний телеграфи

Здатність електричного сигналу швидко поширюватися показала можливість його застосування в системах сигналізації.

У 1775 р. іспанський лікар Ф. Сальва спробував створити електростатичний телеграф. Для передачі літери пропонувалося використовувати окрему пару дротів, ізольованих друг від друга паперової стрічкою, просякнутої смолою. Ізольовані жили вкладалися паралельно й скручувались в пучок, нагадуючи сучасний кабель; це також з заслуг Сальви. Навіть передбачав, що кабель після спеціальної обробки буде непроникний для води та може бути прокладати «дно якої морів». Є дані, що інший відомий військовий інженер А. Бетанкур, використовуючи розряди лейденських банок, в 1786 р. спорудив у проекті Сальви телеграфну лінію між Мадридом і Аранхуэсом довжиною 42 км. Але достовірних підтверджень практичного використання телеграфу Сальви немає.

Після винаходи вольтова стовпа (1800) й несподівані відкриття явища електролізу води мюнхенський анатом З. Земмеринг в 1809 р. створив електролітичний (електрохімічний) телеграф. На приймальному пункті у великих посудину із жовтою водою опускалися позолочені кінці 25 дротів, кожен із яких означав певну букву. При включенні на передающем пункті вольтова стовпа навколо одній з дротів виділялися бульбашки водню і кисню. Довжина лінії телеграфу становить близько 60 ненадійний в експлуатації, тому практичного застосування недоотримав.

Відкриття Эрстедом в 1819 р. дії електричного струму на магнітну стрілку поклало початок використанню нового явища передачі сигналу. Першим ідею електромагнітного телеграфу висловив А. М. Ампер в 1820 р. Але він припускав, що його дротів і магнітних стрілок має бути одно числу літер у алфавіті. Природно, такий складний пристрій не мало перспектив для практичного використання, тим більше сам Ампер не займався проблемами телеграфу.

Але було очевидно, що електромагнітний телеграф вигідно відрізняється від попередніх йому електростатичного і електрохімічного.

Після винаходи в 1820 р. німецьким фізиком І. Швейггером першого електромагнітного індикатора електричного струму — «мультиплікатора», а 1825 р. англійцем У. Стердженом – електромагніта виникли реальніші передумови до створення електромагнітного телеграфу.

Перший практично придатний електромагнітний телеграф було розроблено на 1828–1832 роках російським ученим П. Л. Шиллингом. Цей телеграф грунтувався на візуальному прийомі кодових знаків і став вихідної конструкцією для наступних електромагнітних телеграфів, зокрема пишучих, буквопечатающих, стрілкових.

Видатний внесок у розвиток електромагнітної телеграфії було зроблено середині в XIX ст. відомі вчені — петербурзьким академіком Б. З. Якобі і американським академіком Дж. Генрі. Саме вони вперше запропонували оригінальні схеми дистанційного управління електромагнітними пристроями вздовж ліній телеграфу.

Реле на службі електрозв'язку

Серед перших пристроїв автоматичного контролю та автоматичної сигналізації дослідники вважають так звану підводний «телеграфическую міну»

Б. З. Якобі, створену їм у 1842–1843 роках. Ця міна вони мали порохового заряду і використовувалася для сигналізації про проходженні ворожих судів через лінії мінного загородження.

На березі встановлювався спеціальний телеграфний апарат, включений послідовний у ланцюг з джерелом струму, ртутним соединителем і електричним запалом. Ртутный соединитель був дві скляні трубки, вигнуті з точки наповнені ртуттю, у яке було вплавлены платинові зволікання. При поєднанні з кораблем прилад нахилявся у той чи інший бік, відбувалося замикання ланцюга, і спрацьовував електричний запал. Тоді включений телеграфний апарат з допомогою встановлених «телеграфических знаків» сигналізував відповідному спостережній посаді про зіткнення з судном.

У 1835 р. Дж. Генрі винайшов пристрій, що поклала початок техніці телекерування. Ще 1831–1832 року він експериментально довів, що створений ним потужний електромагніт, який від одного гальванічного елемента, утримував вантаж до кінцевого 800 кг і як міг спрацьовувати при довжині дроти (джерела харчування) до 1600 м.

На схемою (рис. 2) дистанційного управління електромагнітом з орь притягається до магніту A, ланцюг розривається, силовий «ущільнений магнит»1 Б відпускає вантаж і їх падінні відбувається «... сильний механічний ефект, яке можна використовувати, наприклад, у тому, щоб у відстані сотні миль і більше телефонувати в церковні дзвони». Генрі також зазначав, що «з допомогою цього способу можна забезпечити передачу сигналів. Вважаю тепер, що електромагнітний телеграф може знайти практичне застосування» (Курсив наш. – Прим. авт.).

Генрі з права вважатимуться творцем електромагнітного вызывного устрою зі звуковим сигналом і винахідником електромеханічного реле і схеми із місцевою батареей2. Вчений звернув увагу, що з передачі електричного сигналу на велику відстань доцільно протягом усього лінії рівномірно розмістити гальванічні джерела харчування з электромагнитами його конструкції. Телеграфист, подаючи сигнал ключем, посилав електромагнітний імпульс до першого проміжного джерела харчування, де той самий електромагніт спрацьовував і створював ланцюг наступного магніту. Лише в самісінькому кінці ланцюга ставилося приймальне пристрій, яке підживлювала від міста своєї місцевої батареї. Усе це дуже нагадувало роботу поштових станцій зі зміною коней.

У 1837 р. під час прокладання телеграфної лінії Петербург — Царське Село довжиною 25 км Б. З. Якобі зіштовхнувся з проблемою втрати напруження і витоку струму, що порушувало стабільність роботи телеграфу. Вивчивши роботи Дж. Генрі по дистанційного керування гальванічної ланцюгом, запропонував схему включення до телеграфну лінію контрбатареи, щоб полегшити роботу лінійного електромагніта, приймаючої сигнал з лінії. Электромагнит мав лише замкнути контакти робочого електромагніта, питаемого від додаткової місцевої батареї. І навіть витік струму в лінії не могла різко позначитися на роботі лінійного електромагніта, для включення якого була потрібна відносно невеликий струм.

За твердженням біографа, Якобі вперше сформулював реалізовував принцип ретрансляції телеграфних сигналів з допомогою реле, відмежувавши телеграфну лінію від схеми телеграфного апарату. Як відомо, принцип ретрансляції є основою сучасних далеких ліній зв'язку, зокрема в радіорелейних лініях і супутниковому зв'язку.

Становить інтерес «поплавковое реле», яке встановлювалося російськими гальванічними командами під час прокладання підземних галерей розміщувати вибухових пристроїв. Нерідко мінерам погрожували підземні води. Тому встановлювали спеціальний посудину з поплавком, який за вступі до галерею води піднімався, замикав електричну ланцюг, куди входили електричний дзвінок, предупреждавший мінерів про небезпечність затоплення.

Два реле щодо одного приладі

Однією з найдосконаліших електромагнітних автоматичних пристроїв, придатних реалізації бездротового зв'язку на значні відстані, був радіоприймач А. З. Попова, створений ним в 1895 р.

Ще 1891 р. французький фізик Бранлі створив індикатор элетрубку, наповнену металевими ошурками і названу їм когерером. Під впливом електромагнітної хвилі тирсу злипалися, і трубка ставала провідником електрики. Для відновлення чутливості когерера Бранлі струшував його руками, а відомий англійський фізик Про. Лодж придумав спеціальний

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація