और अंत में, रिले

कहानी के अंतिम भाग में, हमने सीखा कि कैसे अमेरिकी वैज्ञानिक और शिक्षक जोसेफ हेनरी ने पहली बार यूरोप की यात्रा की। लंदन का दौरा करते हुए, उन्होंने जानबूझकर एक व्यक्ति का गहरा सम्मान किया, जो कि गणितज्ञ चार्ल्स बैबेज थे । हेनरी के साथ उनके दोस्त, अलेक्जेंडर बाख और उनके नए परिचित, एक टेलीग्राफ प्रयोगकर्ता, चार्ल्स व्हीटस्टोन भी थे । बैबेज ने मेहमानों को बताया कि वह अपनी गिनती की मशीन को संसद के सदस्य को प्रदर्शित करने जा रहे थे, लेकिन इससे भी अधिक खुशी के साथ उन्होंने अपनी नई मशीन के विचार को उनके साथ साझा किया, "जो पहले की क्षमताओं से काफी अधिक होगी।" हेनरी ने अपनी डायरी में इस योजना के बारे में सामान्य जानकारी लिखी:

इस मशीन को दो भागों में बांटा गया है, जिसमें से एक मि। बी। स्टोरहाउस उन पहियों से भरा हुआ है, जिन पर नंबर खींचे गए हैं। समय-समय पर, लीवर उन्हें खींचते हैं और उन्हें मिल में ले जाते हैं, जहां आवश्यक जोड़तोड़ होती है। अंत में, यह मशीन एक बीजीय प्रकृति के किसी भी सूत्र को सारणीबद्ध करने में सक्षम होगी।

इतिहासकार मदद नहीं कर सकता है, लेकिन मानव जीवन में इस तरह के यादृच्छिक चौराहों से उसकी पीठ के नीचे चल रही ठंड को महसूस कर सकता है। कंप्यूटर के इतिहास के दो धागे यहां से पार हुए, जिनमें से एक पूरा होने वाला था, और दूसरा अभी शुरू हो रहा था।

दरअसल, हालांकि बैबेज मशीन को अक्सर आधुनिक सार्वभौमिक कंप्यूटरों के इतिहास की शुरुआत के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, लेकिन उनके बीच का संबंध कमजोर होता है। उनकी कार (जो उन्होंने कभी नहीं बनाई थी) मैकेनिकल कंप्यूटिंग के सपने की परिणति थी। यह सपना, पहले लिबनिज़ द्वारा आवाज दी गई थी, मध्य युग के अंत से कारीगरों द्वारा बनाई गई तेजी से परिष्कृत घड़ी से प्रेरित थी। लेकिन शुद्ध यांत्रिकी पर एक भी सामान्य-प्रयोजन कंप्यूटर नहीं बनाया गया था - यह कार्य बहुत जटिल है।

लेकिन विद्युत चुम्बकीय रिले, जो कि हेनरी और अन्य लोगों द्वारा कल्पना की गई थी, को कंप्यूटिंग सर्किट में काफी आसानी से लागू किया जा सकता है, जिसकी जटिलता इसके बिना अकल्पनीय लगती है। हालाँकि, इस बिंदु तक अभी भी दशकों थे, और हेनरी और उनके समकालीनों द्वारा इस तरह के विकास की कल्पना नहीं की जा सकती थी। यह अनगिनत ट्रांजिस्टर का जनक बन गया, जिसने आज के डिजिटल दुनिया को बनाया है, इसलिए हमारे आधुनिक जीवन के साथ संभव है। रिले ने पहले से प्रोग्राम किए गए कंप्यूटरों के इनसाइड को भर दिया, जो थोड़े समय तक शासन करते थे जब तक कि उन्हें उनके विशुद्ध इलेक्ट्रॉनिक रिश्तेदारों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया गया।

1830 के दशक में कई बार स्वतंत्र रूप से रिले का आविष्कार किया गया था। उनके लक्ष्य विविध थे (उनके पांच आविष्कारक कम से कम तीन अनुप्रयोगों के साथ आए थे) - साथ ही उपयोग के उदाहरण भी। लेकिन इसे दोहरे उपयोग वाले उपकरण के रूप में सोचना सुविधाजनक है। यह एक स्विच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है जो किसी अन्य विद्युत उपकरण (सहित, महत्वपूर्ण रूप से, एक अन्य रिले) को नियंत्रित करता है, या एक एम्पलीफायर के रूप में जो कमजोर सिग्नल को एक मजबूत में बदल देता है।

स्विच

जोसेफ हेनरी ने एक व्यक्ति को प्राकृतिक दर्शन, यांत्रिकी और यांत्रिक टेलीग्राफ की समस्या में रुचि के बारे में गहन ज्ञान दिया। 1830 के दशक में, इस तरह के गुणों का एक सेट, शायद, केवल व्हीटस्टोन के साथ था। 1831 तक, उन्होंने 2.5 किमी लंबे सर्किट का निर्माण किया था जो सबसे शक्तिशाली चुंबक का उपयोग करके घंटी को चलाने में सक्षम था। शायद अगर वह टेलीग्राफ पर इतनी सक्रियता से काम करना जारी रखता, और जैसा मोर्स दिखाता था वैसा ही दृढ़ता दिखाता, तो उसका नाम पाठ्य पुस्तकों में अंकित होता।

लेकिन हेनरी, अल्बानी अकादमी में एक शिक्षक, और फिर न्यू जर्सी कॉलेज (अब प्रिंसटन विश्वविद्यालय) में अनुसंधान, प्रशिक्षण और वैज्ञानिक प्रदर्शनों के लिए बिजली के उपकरणों का निर्माण और सुधार किया। वह एक शिक्षण उपकरण को एक संदेश प्रणाली में बदलने के लिए इच्छुक नहीं था।

1835 के आसपास, वह दो सर्किटों का उपयोग करके एक विशेष रूप से सरल प्रदर्शन के साथ आया था। याद रखें कि हेनरी ने बिजली में दो आयामों की खोज की - तीव्रता और मात्रा (हम उनके वोल्टेज और वर्तमान कहते हैं)। उन्होंने लंबी दूरी पर विद्युत चुंबकत्व संचारित करने के लिए तीव्र बैटरी और मैग्नेट के साथ सर्किट बनाए और उच्च शक्ति के विद्युत चुम्बकीय बलों को बनाने के लिए मात्रात्मक बैटरी और मैग्नेट के साथ सर्किट बनाए।

उनकी नई इकाई ने दोनों गुणों को मिला दिया। एक शक्तिशाली मात्रात्मक इलेक्ट्रोमैग्नेट सैकड़ों किलोग्राम भार उठा सकता है। एक लंबे सर्किट के अंत में एक तीव्र चुंबक का उपयोग एक छोटे धातु के तार को उठाने के लिए किया गया था: एक स्विच। तीव्र सर्किट के बंद होने से चुंबक को तार उठाने के लिए मजबूर होना पड़ा, और इसने स्विच और मात्रात्मक सर्किट को खोल दिया। मात्रात्मक इलेक्ट्रोमैग्नेट ने अचानक एक बहरा गर्जन के साथ अपना भार गिरा दिया।

इस रिले - अर्थात्, एक तीव्र चुंबक और उसके तार द्वारा निभाई गई भूमिका - यांत्रिक ऊर्जा में विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण को प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक थी, साथ ही साथ एक छोटी सी शक्ति एक बड़ी ड्राइव कैसे कर सकती है। सर्किट को बंद करने के लिए एसिड में तार के प्रकाश के विसर्जन से छोटे स्विच का एक छोटा सा आंदोलन होता है, जिसके परिणामस्वरूप धातु की गिरावट के रूप में तबाही होती है, जो किसी व्यक्ति को कुचलने के लिए पर्याप्त मात्रा में होता है जो इसके नीचे खड़े होने के लिए पर्याप्त बेवकूफ था। हेनरी के लिए, रिले वैज्ञानिक सिद्धांतों के प्रदर्शन के लिए एक उपकरण था। यह एक इलेक्ट्रिक लीवर था।



हेनरी शायद इस तरह से दो सर्किटों को जोड़ने वाला था - एक सर्किट के विद्युत चुंबकत्व का उपयोग करके दूसरे को नियंत्रित करने के लिए। दूसरा स्थान, जहां तक ​​हम जानते हैं, विलियम कुक और चार्ल्स व्हीटस्टोन का है, हालांकि उन्होंने पूरी तरह से अलग लक्ष्य निर्धारित किए हैं।

मार्च 1836 में, हीडलबर्ग में एक टेलीग्राफ प्रदर्शन में भाग लेने के तुरंत बाद, जिसने संकेतों को प्रसारित करने के लिए एक गैल्वेनिक सुई का इस्तेमाल किया, कुक संगीत बॉक्स से प्रेरित थे। कुक का मानना ​​था कि एक असली टेलीग्राफ में अक्षरों को दर्शाते हुए सुइयों के उपयोग के लिए कई सुइयों की आवश्यकता होगी, और उनके लिए कई कंट्रोल्स की आवश्यकता होगी। दूसरी ओर, कुक चाहते थे कि इलेक्ट्रोमैग्नेट एक ऐसे तंत्र को सक्रिय करे जो वांछित पत्र को प्रदर्शित करने में पहले से ही मनमाने ढंग से जटिल हो सकता है।

उन्होंने एक संगीत बॉक्स की तरह एक कार की कल्पना की, जिसमें कई पिन लगे हुए थे। बैरल के एक तरफ अक्षरों के साथ एक डायल होना चाहिए। टेलीग्राफ लाइन के प्रत्येक छोर पर ऐसा बॉक्स होना चाहिए। एक कॉक्ड स्प्रिंग को बैरल को घुमाना चाहिए, लेकिन ज्यादातर समय यह एक स्टॉपर द्वारा बंद रहेगा। जब आप टेलीग्राफ कुंजी दबाते हैं, तो सर्किट बंद हो जाता है, जो दोनों लॉक खोलने वाले इलेक्ट्रोमैग्नेट को सक्रिय करता है, और दोनों मशीनें घूमती हैं। जब वांछित पत्र को पैमाने पर दिखाया जाता है, तो कुंजी जारी की जाती है, ताले जगह में स्नैप करते हैं और बैरल की गति को रोकते हैं। कुक, खुद को नहीं जानते, रोनाल्ड के टेलीग्राफ के कालक्रमिक मॉडल को फिर से बनाया, दो दशक पहले आविष्कार किया, और टेलीग्राफ के साथ शाप्प भाइयों के शुरुआती प्रयोगों (केवल वे ध्वनि का उपयोग करते थे, बिजली का नहीं, तराजू को सिंक्रनाइज़ करने के लिए)।

कुक ने महसूस किया कि एक ही तंत्र लंबे समय से चली आ रही टेलीग्राफ समस्या को हल करने में मदद कर सकता है - एक नए संदेश की प्राप्त करने वाली पार्टी को सूचित करना। ऐसा करने के लिए, आप दूसरे सर्किट का उपयोग दूसरे इलेक्ट्रोमैग्नेट के साथ कर सकते हैं, जो एक यांत्रिक घंटी को सक्रिय करेगा। सर्किट को बंद करने से डाट बंद हो जाएगा और घंटी बज जाएगी।

मार्च 1837 में, कुक ने टेलीग्राफ पर व्हीटस्टोन के साथ मिलकर काम करना शुरू किया और इस समय के आसपास उन्होंने एक दूसरे सर्किट की आवश्यकता के बारे में सोचा। एक चेतावनी संकेत के लिए एक स्वतंत्र सर्किट की व्यवस्था करने के बजाय (और अतिरिक्त तारों के किलोमीटर खींचना), क्या सिग्नल को नियंत्रित करने के लिए मुख्य सर्किट का उपयोग करना आसान नहीं होगा?



तब तक, कुक और व्हीटस्टोन सुई डिजाइन में वापस आ गए थे, और यह स्पष्ट था कि तार का एक छोटा सा टुकड़ा सुई से जोड़ा जा सकता है ताकि जब इसका अंत एक इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा आकर्षित किया जाए, तो इसकी पूंछ दूसरी लूप को बंद कर देगी। यह सर्किट सिग्नल को चलाएगा। एक निश्चित अंतराल के बाद, जिसके दौरान संदेश प्राप्त करने वाले को जागने का समय हो सकता है, सिग्नल को बंद कर सकता है और एक पेंसिल और कागज तैयार कर सकता है, संदेश को सामान्य मोड में प्रसारित करने के लिए पहले से ही सुई का उपयोग किया जा सकता है।

दो महाद्वीपों पर दो साल के लिए, दो बार, दो अलग-अलग लक्ष्यों के साथ, लोगों ने महसूस किया कि इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग किसी भी सर्किट को नियंत्रित करने के लिए स्विच के रूप में किया जा सकता है। लेकिन दोनों सर्किटों के बीच बातचीत के एक अलग तरीके की कल्पना कर सकते हैं।

एम्पलीफायर

1837 के पतन तक, सैमुअल मोर्स आश्वस्त हो गए थे कि इलेक्ट्रिक टेलीग्राफ के उनके विचार से काम किया जा सकता है। हेनरी की तीव्र बैटरी और चुंबक का उपयोग करते हुए, उन्होंने आधा किलोमीटर दूर संदेश भेजे। लेकिन पूरे महाद्वीप में टेलीग्राफ द्वारा संदेशों को प्रसारित करने की संभावना को साबित करने के लिए, उन्हें और अधिक की आवश्यकता थी। यह स्पष्ट था कि बैटरी पावर की परवाह किए बिना, कुछ बिंदु पर सर्किट अपने दूसरे छोर तक एक सुगम सिग्नल प्रसारित करने के लिए बहुत लंबा हो जाएगा। लेकिन मोर्स ने महसूस किया कि दूरी के साथ शक्ति में एक मजबूत गिरावट के बावजूद, इलेक्ट्रोमैग्नेट अपनी स्वयं की बैटरी द्वारा संचालित एक और सर्किट को खोल और बंद कर सकता है, जो आगे सिग्नल को प्रेषित कर सकता है। प्रक्रिया को जितनी बार चाहें उतनी बार दोहराया जा सकता है और किसी भी लंबाई की दूरी को कवर कर सकते हैं। इसलिए, इन मध्यवर्ती मैग्नेट को "रिले" कहा जाता था - घोड़ों को बदलने के लिए पोस्टल स्टेशनों के रूप में। उन्होंने कमजोर साथी से एक इलेक्ट्रिक संदेश प्राप्त किया और इसे नए सिरे से आगे बढ़ाया।

यह स्थापित करना असंभव है कि क्या यह विचार हेनरी के काम से प्रेरित था, लेकिन मोर्स निश्चित रूप से इस तरह के उद्देश्य के लिए रिले का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे। उसके लिए, रिले एक स्विच नहीं था, लेकिन एक एम्पलीफायर एक मजबूत सिग्नल को एक मजबूत में बदलने में सक्षम था।



अटलांटिक के दूसरी तरफ, लगभग उसी समय, लंदन के फार्मासिस्ट, एडवर्ड डेवी एक समान विचार के साथ आए थे। वह शायद 1835 के आसपास टेलीग्राफ में रुचि रखने लगे। 1837 की शुरुआत तक, उन्होंने नियमित रूप से उत्तर पश्चिमी लंदन के रीजेंट पार्क में 1.5 किमी सर्किट के साथ प्रयोग किए।

मार्च 1837 में कुक और व्हीटस्टोन के बीच बैठक के तुरंत बाद, डेवी ने प्रतियोगिता महसूस की और एक व्यावहारिक प्रणाली के निर्माण के बारे में अधिक गंभीरता से सोचना शुरू कर दिया। उन्होंने देखा कि बढ़ती तार की लंबाई के साथ गैल्वेनिक सुई के विक्षेपण बल में कमी आई है। जैसा कि उन्होंने कई साल बाद लिखा:

तब मैंने सोचा था कि बालों की मोटाई पर सुई की थोड़ी सी भी हलचल स्थानीय बैटरी के आधार पर, एक नई सर्किट को बंद करने, दो धातु सतहों से संपर्क करने के लिए पर्याप्त होगी; और इसलिए हमेशा के लिए दोहराया जा सकता है।

डेवी ने कमजोर इलेक्ट्रिक सिग्नल को एक मजबूत "इलेक्ट्रिक अपडेटर" में बदलने के इस विचार को बुलाया। लेकिन वह इस या टेलीग्राफ के बारे में किसी अन्य विचार को महसूस करने में विफल रहे। कुक और व्हीटस्टोन की परवाह किए बिना उन्होंने 1838 में एक टेलीग्राफ पेटेंट प्राप्त किया। लेकिन 1839 में, वह ऑस्ट्रेलिया के लिए रवाना हुए, एक दुखी शादी से भाग गए, और प्रतियोगियों के लिए गतिविधि का क्षेत्र छोड़ दिया। उनकी टेलीग्राफ कंपनी ने कुछ साल बाद यह पेटेंट खरीदा था।

दुनिया में रहता है

प्रौद्योगिकी के इतिहास में, हम सिस्टम पर बहुत ध्यान देते हैं, लेकिन अक्सर उनके घटकों की उपेक्षा करते हैं। हम टेलीग्राफ, टेलीफोन, इलेक्ट्रिक लाइट का इतिहास रखते हैं, हमारे अनुमोदन की गर्म किरणों में उनके रचनाकारों को स्नान करते हैं। लेकिन ये सिस्टम केवल मौजूदा तत्वों के संयोजन, पुनर्संयोजन और संशोधन के कारण दिखाई दे सकते थे जो चुपचाप छाया में बढ़ते थे।

रिले एक ऐसा तत्व है। यह जल्दी से विकसित हुआ और विविधता प्राप्त हुई जब 1840 और 1850 के दशक में टेलीग्राफ नेटवर्क तेजी से बढ़ने लगे। अगली शताब्दी में, यह विभिन्न प्रकार के विद्युत प्रणालियों में दिखाई दिया। शुरुआती संशोधन सर्किट को बंद करने के लिए एक टेलीग्राफ सिग्नल पर एक कठोर धातु लंगर का उपयोग था। इलेक्ट्रोमैग्नेट को बंद करने के बाद, एंकर को स्प्रिंग का उपयोग करके सर्किट से काट दिया गया था। इस तरह के एक तंत्र तार या सुई के टुकड़ों की तुलना में अधिक विश्वसनीय और टिकाऊ था। डिफ़ॉल्ट रूप से बंद किए गए मॉडल भी विकसित किए गए थे, मूल डिजाइन के अलावा, जिसे डिफ़ॉल्ट रूप से खोला गया था।


19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में विशिष्ट रिले। स्प्रिंग टी, आर्मेचर B को कॉन्टैक्ट कॉन्टैक्ट सी से बचाती है। जब इलेक्ट्रोमैग्नेट M सक्रिय होता है, तो यह स्प्रिंग को ओवर कर देता है और वायर W और कॉन्टैक्ट सी के बीच सर्किट को बंद कर देता है।

टेलीग्राफ के शुरुआती वर्षों में, रिले को शायद ही कभी एम्पलीफायरों या "अपग्रेडर्स" के रूप में उपयोग किया जाता था, क्योंकि एक सर्किट 150 किमी तक फैल सकता था। लेकिन वे स्थानीय उच्च-वोल्टेज लाइनों के साथ कम-वर्तमान लंबी लाइनों के संयोजन के लिए बहुत उपयोगी थे, जिनका उपयोग अन्य मशीनों को शक्ति देने के लिए किया जा सकता था, उदाहरण के लिए, मोर्स रिकॉर्डर।

19 वीं शताब्दी के दूसरे भाग में अमरीका में दर्जनों पेटेंट नए प्रकार के रिले और उनके नए अनुप्रयोगों का वर्णन करते हैं। अंतर रिले, जिसने कॉइल को विभाजित किया ताकि विद्युत चुम्बकीय प्रभाव को एक दिशा में मुआवजा दिया गया और दूसरे में प्रवर्धित किया गया, जिससे डुप्लेक्स टेलीग्राफ संचार का उपयोग करना संभव हो गया: दो संकेत एक ही तार पर विपरीत दिशाओं में यात्रा करते हैं। थॉमस एडिसन ने एक तार पर एक साथ 4 सिग्नल भेजने में सक्षम क्वाड्रुप्लेक्स बनाने के लिए एक ध्रुवीकृत (या ध्रुवीय) रिले का उपयोग किया: प्रत्येक दिशा में दो। एक ध्रुवीकृत रिले में, आर्मेचर स्वयं एक स्थायी चुंबक था जो वर्तमान की दिशा में प्रतिक्रिया करता था, और बल के लिए नहीं। स्थायी मैग्नेट के लिए धन्यवाद, स्विचिंग संपर्कों के साथ रिले बनाना संभव था, जो स्विच करने के बाद खुला या बंद रहता था।


ध्रुवीकृत रिले

रिले, टेलीग्राफ के अलावा, रेलवे के सिग्नल सिस्टम में इस्तेमाल किया जाने लगा। बिजली नेटवर्क के आगमन के साथ, इन प्रणालियों में रिले का उपयोग किया जाना शुरू हुआ, विशेष रूप से सुरक्षा उपकरणों के रूप में।

लेकिन इन लंबे और जटिल नेटवर्क के लिए भी अधिक रिले की आवश्यकता नहीं थी, क्योंकि वे प्रदान करने में सक्षम थे। टेलीग्राफ और रेलवे ने किसी भी शहर में प्रवेश किया, लेकिन कोई इमारत नहीं। उनके पास दसियों हज़ार समापन बिंदु थे, लेकिन लाखों नहीं। पावर सिस्टम को यह ध्यान नहीं था कि वे कहाँ समाप्त हो गए - उन्होंने सिर्फ स्थानीय सर्किट को करंट दिया, और प्रत्येक घर और कंपनी जरूरत पड़ने पर इसे अपने लिए चुन सकते थे।

टेलीफोनी एक पूरी तरह से अलग मामला था। फोन को घरों और कार्यालयों से किसी भी अन्य बिंदु पर बिंदु से बिंदु तक एक कनेक्शन बनाने की आवश्यकता थी, और इसलिए उन्हें एक अभूतपूर्व पैमाने के नियंत्रण सर्किट की आवश्यकता थी। तारों के साथ कंपन के रूप में यात्रा करने वाली मानव आवाज एक संकेत थी जो समृद्ध लेकिन कमजोर थी। इसलिए, लंबी दूरी की टेलीफोनी को बेहतर गुणवत्ता के एम्पलीफायरों की आवश्यकता थी। यह पता चला कि स्विच ऐसे एम्पलीफायरों के साथ काम कर सकते हैं। अब टेलीफोन नेटवर्क, किसी भी अन्य प्रणाली से अधिक, स्विच के विकास को नियंत्रित करता है।

क्या पढ़ना है?

जेम्स बी। कैल्वर्ट, "इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टेलीग्राफ"
• फ्रैंकलिन लियोनार्ड पोप, "मॉडर्न प्रैक्टिस ऑफ द इलेक्ट्रिक टेलीग्राफ" (1891)