Сериядағы басқа мақалалар:
- Эстафетаның шығу тарихы
- Электрондық есептеуіш машиналардың пайда болу тарихы
- Транзистордың пайда болу тарихы
- Интернет тарихы
В біз американдық ғалым мен мұғалімнің қалай екенін білдік Мен Еуропаны алғаш рет араладым. Лондонға барған кезде ол өзі қатты құрметтейтін математик адамға арнайы барды . Генримен бірге оның досы Александр Бах және оның жаңа танысы, сонымен қатар телеграф саласындағы экспериментатор болды. . Бэббидж қонақтарға жуырда парламент депутатына өзінің есептеуіш машинасын көрсеткісі келетінін айтты, бірақ олармен «біріншісінің мүмкіндіктерінен әлдеқайда асып түсетін» жаңа машинасының идеясын одан да зор қуанышпен бөлісті. Генри бұл жоспар туралы жалпы ақпаратты күнделігіне жазды:
Бұл станок екі бөлікке бөлінген, оның бірін Б мырза қойма, екіншісін диірмен деп атайды. Қойма сандары жазылған дөңгелектермен толтырылған. Мерзімді түрде тұтқалар оларды шығарып, қажетті манипуляциялар орын алатын диірменге жылжытады. Аяқтағаннан кейін бұл машина алгебралық сипаттағы кез келген формуланы кестеге түсіре алады.
Тарихшы адам өміріндегі осындай кездейсоқ қиылыстардан омыртқасына салқын тигенін сезбей тұра алмайды. Мұнда есептеу машиналары тарихының екі тізбегі тоғысты, олардың бірі аяқталуға жақын болса, екіншісі жаңадан басталып жатты.
Өйткені, Бэббидж машинасы қазіргі әмбебап компьютерлер тарихының бастауы ретінде жиі ұсынылғанымен, олардың арасындағы байланыс айтарлықтай әлсіз. Оның машинасы (ол ешқашан құрастырмаған) механикалық есептеулер туралы арманның шыңы болды. Лейбниц алғаш айтқан бұл арман орта ғасырдың соңынан бастап шеберлер жасаған барған сайын күрделі сағат механизмдерінен шабыттанды. Бірақ бірде-бір жалпы мақсаттағы компьютер таза механикаға салынбаған - тапсырма өте қиын.
Бірақ Генри және басқалар ойлап тапқан электромагниттік реле күрделілігі онсыз елестету мүмкін емес болып көрінетін есептеу схемаларында оңай жүзеге асырылуы мүмкін. Дегенмен, бұл нүкте әлі де ондаған жылдар болды және Генри мен оның замандастары мұндай дамуды болжай алмады. Ол сансыз транзисторлардың ата-бабасы болды, олар бүгінгі цифрлық әлемді мүмкін етті, біздің қазіргі өмірімізбен тығыз байланысты. Эстафеталар ерте бағдарламаланатын компьютерлердің ішкі бөліктерін толтырып, олардың таза электронды немерелерімен ауыстырылғанға дейін қысқаша жұмыс істеді.
1830 жылдары реле бірнеше рет дербес ойлап табылды. Оның мақсаттары әртүрлі болды (оның бес өнертапқышы кем дегенде үш қосымшаны ойлап тапты) - оны пайдалану мысалдары сияқты. Бірақ оны екі жақты құрылғы ретінде қарастыру ыңғайлы. Ол басқа электр құрылғысын (соның ішінде, ең бастысы, басқа реле) басқаратын қосқыш ретінде немесе әлсіз сигналды күштіге айналдыратын күшейткіш ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Ауыстыру
Джозеф Генри натурфилософияны, механиканы терең білуді және механикалық телеграф мәселесіне қызығушылықты біріктірді. 1830 жылдары мұндай қасиеттердің жиынтығы тек Уитстоунда болған шығар. 1831 жылға қарай ол бұрын-соңды жасалған ең қуатты магнитті пайдаланып, қоңырауды басқара алатын ұзындығы 2,5 км контурды салды. Бәлкім, егер ол телеграфта осылай белсенді жұмыс істеп, Морзе көрсеткен табандылық танытса, онда оның есімі оқулықтарға енген болар еді.
Бірақ Олбанидегі академияның және кейінірек Нью-Джерси колледжінің (қазіргі Принстон университеті) оқытушысы Генри зерттеу, оқыту және ғылыми көрсету мақсатында электр құрылғыларын жасап, жетілдірді. Ол педагогикалық құралды хабар алмасу жүйесіне айналдыруға мүдделі емес еді.
Шамамен 1835 жылы ол екі тізбекті қолданып ерекше тапқыр демонстрация жасады. Есіңізде болсын, Генри электр тогының екі өлшемін - қарқындылық пен мөлшерді ашты (біз оларды кернеу мен ток деп атаймыз). Ол электромагнетизмді ұзақ қашықтыққа жіберу үшін интенсивті батареялары мен магниттері бар тізбектерді, ал қуатты электромагниттік күштерді жасау үшін сандық батареялар мен магниттері бар тізбектерді жасады.
Оның жаңа бірлігі екі қасиетті біріктірді. Қуатты сандық электромагнит жүздеген килограмм жүкті көтере алады. Кішкентай металл сымды көтеру үшін ұзын контурдың соңында қарқынды магнит қолданылды: қосқыш. Интенсивті тізбекті жабу магниттің сымды көтеруіне әкелді, ол қосқыш пен сандық тізбекті ашты. Содан кейін сандық электромагнит кенеттен жүкті құлатып жіберді.
Бұл реле - бұл интенсивті магнит пен оның сымының рөлі - электр энергиясының механикалық энергияға айналуын, сондай-ақ кішігірім күштің үлкенін қалай басқара алатынын көрсету үшін қажет болды. Тізбекті аяқтау үшін сымды қышқылға аздап батыру кішкентай қосқыштың аздап қозғалуына әкеліп соқтырады, нәтижесінде оның астында тұруға жеткілікті ақымақ кез келген адамды басып тастау үшін жеткілікті металл құлап кетуі мүмкін. Генри үшін эстафета ғылыми принциптерді көрсету құралы болды. Бұл электр тұтқасы болды.
Генри, бәлкім, бірінші болып екі тізбекті осылайша байланыстырды - осылайша бір тізбектің электромагнетизмін пайдаланып, екіншісін басқарды. Екінші орын, біздің білуімізше, Уильям Кук пен Чарльз Уитстоунға тиесілі, дегенмен олардың мақсаттары мүлде басқа болған.
1836 жылы наурызда, Гейдельбергте сигналдарды жіберу үшін гальваникалық инені пайдаланатын телеграфтың демонстрациясына қатысқаннан кейін көп ұзамай Кук музыкалық қораптан шабыт алды. Кук нақты телеграфта әріптерді көрсету үшін инелерді пайдалану бірнеше инелерді қажет етеді және бұл бірнеше тізбекті қажет етеді деп есептеді. Кук электромагниттің қажетті әріпті көрсетуде қалағандай күрделі болуы мүмкін механизмді белсендіруін қалады.
Ол көптеген түйреуіштермен қоршалған бөшкесі бар музыкалық қорапқа ұқсайтын машинаны елестетті. Бөшкенің бір жағында әріптері бар дөңгелек шкала болуы керек. Телеграф желісінің әр ұшында осындай қорап болуы керек. Зарядталған серіппе бөшкенің айналуына себеп болуы керек, бірақ көп жағдайда ол тығынмен бекітіледі. Телеграф пернесін басқан кезде тізбек жабылады, бұл екі құлыпты ашатын электромагниттерді белсендіреді және екі машина да айналады. Шкалада қалаған әріп көрсетілгенде, кілт босатылады, құлыптар орнына түсіп, бөшкелердің қозғалысын тоқтатады. Кук білмей жатып, Рональдтың телеграфтың хронометриялық үлгісін, жиырма жыл бұрын ойлап тапқан және ағайынды Шапптардың телеграфпен жасаған алғашқы тәжірибелерін (тек олар теруді синхрондау үшін электр қуатын емес, дыбысты пайдаланды) қайта жасады.
Кук сол механизм телеграфтың бұрыннан келе жатқан мәселесін шешуге көмектесетінін түсінді - жаңа хабарламаны қабылдаушы тарапқа хабарлау. Мұны істеу үшін механикалық қоңырауды іске қосатын басқа электромагнитпен екінші тізбекті пайдалануға болады. Тізбекті жабу тығынды қайтарып алып, қоңырау соғылады.
1837 жылы наурызда Кук Уитстоунмен телеграфта жұмыс істей бастады және осы уақытта олар екінші тізбектің қажеттілігін қарастыра бастады. Дабыл сигналы үшін тәуелсіз тізбекті орнатудың орнына (және қосымша сымдардың мильдері) сигналды басқару үшін негізгі тізбекті пайдалану оңай емес пе?
Осы уақытқа дейін Кук пен Уитстоун иненің дизайнына оралды және оның ұшы электромагнитпен тартылған кезде оның құйрығы екінші тізбекті аяқтайтындай етіп, сымның кішкене бөлігін инеге қосуға болатыны анық болды. Бұл схема сигналды басқарады. Хабарламаны алушының оянуға, сигналды өшіруге және қарындаш пен қағазды дайындауға уақыты болатын белгілі бір аралықтан кейін, инені әдеттегідей хабарламаны жіберуге пайдалануға болады.
Екі жыл ішінде екі континентте екі рет, екі түрлі мақсатта адамдар электромагнитті басқа тізбекті басқару үшін қосқыш ретінде пайдалануға болатынын түсінді. Бірақ екі тізбектің өзара әрекеттесуінің мүлдем басқа тәсілін елестету де мүмкін болды.
Күшейткіш
1837 жылдың күзінде Сэмюэль Морзе өзінің электрлік телеграф туралы идеясын жүзеге асыруға болатынына сенімді болды. Генридің қарқынды батареясы мен магнитін пайдаланып, ол жарты шақырым қашықтыққа хабарламалар жіберді. Бірақ Конгресске оның телеграфы барлық континент бойынша хабарламаларды жібере алатынын дәлелдеу үшін оған көп нәрсе қажет болды. Батареялар қаншалықты қуатты болса да, белгілі бір уақытта тізбектің екінші ұшына түсінікті сигнал беру үшін тым ұзақ болатыны анық болды. Бірақ Морзе, қашықтыққа байланысты қуаттың қатты төмендеуіне қарамастан, электромагнит өзінің аккумуляторымен жұмыс істейтін басқа тізбекті ашып-жаба алатынын түсінді, бұл өз кезегінде сигналды әрі қарай жібере алады. Процесті қажетінше бірнеше рет қайталауға және кез келген ұзындықтағы қашықтықты жабуға болады. Сондықтан бұл аралық магниттер жылқыларды ауыстыруға арналған пошта станциялары сияқты «реле» деп аталды. Олар әлсіреген серіктесінен электрлік хабарды алып, оны жаңа күшпен жалғастырды.
Бұл идея Генридің жұмысынан шабыттанды ма, жоқ па анықтау мүмкін емес, бірақ Морзе, әрине, мұндай мақсатта релелерді бірінші рет қолданған. Ол үшін реле қосқыш емес, әлсіз сигналды күштіге айналдыра алатын күшейткіш болды.
Шамамен сол уақытта Атлант мұхитының арғы жағында , Лондондық фармацевт осындай идеяны ойлап тапты. Ол телеграфқа 1835 жылы қызығушылық танытқан болуы мүмкін. 1837 жылдың басында ол Лондонның солтүстік-батысындағы Реджент саябағында бір жарым шақырымдық айналыммен үнемі тәжірибе жүргізді.
Кук пен Уитстоун 1837 жылы наурызда кездескеннен кейін көп ұзамай Дэви бәсекелестіктің бар екенін сезініп, практикалық жүйені құру туралы көбірек ойлана бастады. Ол гальваникалық иненің иілу күші сымның ұзындығы ұлғайған сайын айтарлықтай азайғанын байқады. Ол көп жылдардан кейін жазғанындай:
Сонда мен иненің шамалы қозғалуы, шаштың жуандығы екі металл бетін жанастырып, жергілікті аккумуляторға тәуелді жаңа контурды аяқтауға жеткілікті деп ойладым; және бұл мәңгілікке қайталануы мүмкін.
Дэйви әлсіз электрлік сигналды күштіге айналдыру идеясын «электрлік сергіту» деп атады. Бірақ ол телеграф туралы осы немесе басқа ойды жүзеге асыра алмады. Ол 1838 жылы Кук пен Уитстоунға тәуелсіз телеграфқа патент алды. Бірақ 1839 жылы ол бақытсыз некеден қашып, Австралияға жүзіп кетті және қызмет саласын бәсекелестерге қалдырды. Олардың телеграф компаниясы бұл патентті бірнеше жылдан кейін сатып алды.
Әлемдегі эстафеталар
Технология тарихында біз жүйелерге көп көңіл бөлеміз, бірақ көбінесе олардың құрамдас бөліктерін елемейміз. Біз телеграфтың, телефонның, электр жарығының тарихын қадағалап, оларды жасаушыларды мақұлдауымыздың жылы сәулелеріне шомыламыз. Бірақ бұл жүйелер көлеңкеде тыныш өскен бар элементтерді біріктіру, рекомбинациялау және өзгерту арқылы ғана пайда болды.
Реле осындай элементтердің бірі болып табылады. Ол 1840 және 1850 жылдары телеграф желілері тарай бастағанда тез дамып, әртараптандырылды. Келесі ғасырда ол әртүрлі типтегі электр жүйелерінде пайда болды. Ең ерте модификация тізбекті аяқтау үшін телеграф сигналындағыдай қатты металл арматураны пайдалану болды. Электромагнитті өшіргеннен кейін арматура серіппе арқылы тізбектен ажыратылды. Бұл механизм сым бөліктеріне немесе инелерге қарағанда сенімді және берік болды. Әдепкі бойынша жабық үлгілер де әдепкі бойынша ашық дизайнға қосымша әзірленді.
XNUMX ғасырдың соңындағы әдеттегі эстафета. T серіппесі В арматурасын C терминалымен жанасудан сақтайды. Электромагнит M іске қосылғанда, ол серіппеден өтіп, W сымы мен C терминалы арасындағы тізбекті аяқтайды.
Телеграфтың алғашқы жылдарында реле күшейткіш немесе «жаңартқыш» ретінде сирек қолданылды, өйткені бір тізбекті 150 км-ден астам ұзартуға болады. Бірақ олар төмен токты ұзын желілерді басқа машиналарды, мысалы, Морзе жазу құрылғысын қуаттандыру үшін пайдалануға болатын жергілікті жоғары вольтты желілермен біріктіру үшін өте пайдалы болды.
4 ғасырдың екінші бөлігінде АҚШ-та ондаған патенттер релелердің жаңа түрлерін және олардың жаңа қосымшаларын сипаттады. Электромагниттік әсер бір бағытта жойылып, екіншісінде күшейтілетін етіп катушканы бөлетін дифференциалды реле дуплексті телеграфты қолдануға мүмкіндік берді: бір сымда қарама-қарсы бағытта жүретін екі сигнал. Томас Эдисон поляризацияланған (немесе поляризацияланған) релені бір сымға бір уақытта XNUMX сигналды жіберуге қабілетті төрт жақты құру үшін пайдаланды: әр бағытта екіден. Поляризацияланған реледе арматураның өзі күшке емес, ток бағытына жауап беретін тұрақты магнит болды. Тұрақты магниттердің арқасында коммутациядан кейін ашық немесе жабық күйде қалатын коммутациялық контактілері бар реле жасауға болады.
Поляризацияланған реле
Телеграфтан басқа реле темір жол сигнализация жүйелерінде қолданыла бастады. Электр тарату желілерінің пайда болуымен бұл жүйелерде релелер, әсіресе қорғаныс құрылғылары ретінде қолданыла бастады.
Бірақ бұл ауқымды және күрделі желілердің өзі релелерден қамтамасыз ете алатынынан көп нәрсені талап етпеді. Телеграф пен темір жол барлық қалаларға жетті, бірақ әр ғимаратқа емес. Олардың ондаған мың соңғы нүктелері болды, бірақ миллиондаған емес. Электр беру жүйелері олардың қайда аяқталатынына мән бермеді - олар жай ғана жергілікті тізбекті токпен қамтамасыз етті және әрбір үй мен бизнес оны қажетінше қабылдай алады.
Телефония мүлдем басқа мәселе болды. Телефондар бір нүктеден, кез келген үйден немесе кеңседен басқасына байланысу үшін қажет болды, сондықтан олар бұрын-соңды болмаған ауқымда басқару схемаларын қажет етті. Сымдар бойымен тербеліс түрінде келетін адам дауысы бай сигнал болды, бірақ әлсіз. Сондықтан қалааралық телефон байланысы сапалы күшейткіштерді қажет етті. Мұндай күшейткіштермен қосқыштар да жұмыс істей алатыны белгілі болды. Қазір телефон желілері басқа жүйелерге қарағанда коммутаторлардың эволюциясын басқарды.
Не оқу керек
• Джеймс Б. Калверт, «Электромагниттік телеграф»
• Франклин Леонард Папа, «Электрлік телеграфтың заманауи тәжірибесі» (1891)
Ақпарат көзі: www.habr.com