Metode "transfer data cepat", atau asal dari relai

Untuk mempelajari sejarah relay, pertama-tama kita harus memahami asal usul telegraf listrik. Dari penemuan ini, sejarah telekomunikasi telah berkembang, yang telah menjadi sumber perangkat digital dan teknologi informasi yang tidak ada habisnya. Itu muncul hanya setelah banyak upaya, membentang selama seabad penuh, untuk mengirimkan "informasi" (apa yang sekarang kita sebut informasi) menggunakan listrik.

Tapi pertama-tama, satu penjelasan penting perlu dibuat - orang-orang yang akan dibahas dalam deskripsi membayangkan listrik menggunakan kategori dan konsep yang sangat berbeda dari kita sendiri. Buku teks fisika kami mengemas ragam lalu lintas ke dalam serangkaian konsep dan persamaan, tidak termasuk perkembangan berabad-abad dan konflik antara aliran filosofis yang berbeda. Misalnya, Om tidak pernah menulis rumus V = IR, dan Maxwell tidak membuat persamaan Maxwell.

Saya tidak akan mencoba mempelajari semua belokan dan belokan sejarah intelektual listrik, tetapi saya akan mencoba untuk menyajikan ide-ide dalam bentuk di mana mereka ada pada saat itu, dan tidak dengan cara kita, melihat ke belakang, mencoba untuk mendorong mereka ke dalam ide-ide modern kita.

Cairan listrik

Fenomena daya tarik listrik sudah dikenal sejak zaman kuno. Pada abad VI SM Thales Miletus mencatat pengamatannya tentang bagaimana gesekan sepotong ambar (dalam bahasa Yunani "elektron" - dinamai bintang Electra dari keluarga Pleiades di Constellation Taurus) pada rambut kucing, mencatat bahwa bulu dan benda ringan lainnya tiba-tiba mulai tertarik pada ambar. Tetapi selama berabad-abad rasa ingin tahu ini tidak menarik banyak perhatian.

Dengan tumbuhnya filsafat alam eksperimental pada abad XVII - XVIII, para ilmuwan mulai menunjukkan minat yang jauh lebih besar pada sifat aneh. Menurut pandangan Aristotelian tentang dunia, yang mendominasi filsafat Eropa sepanjang Renaisans, hanya pola-pola yang diamati dengan jelas yang bisa mengarah pada pemahaman akan kebenaran alamiah. Eksperimen baru telah membantah pandangan ini. Francis Bacon menulis yang sebaliknya dalam karyanya, The Great Restoration of Sciences, 1620:

Saya ingin filosofi alami saya menjadi sebuah cerita tidak hanya yang bersifat bebas dan tidak terbatas (ketika dibiarkan sendiri dan bekerja secara mandiri), tetapi lebih dari sejarah alam, mengalami keterbatasan dan gangguan. Ketika, sesuai dengan ide dan tindakan seseorang, ia dipaksa keluar dari keadaan alamiahnya, dikompresi dan diubah. Sifat hal-hal yang mengkhianati dirinya lebih mudah di bawah pengaruh manusia daripada ketika itu dalam keadaan bebas.

Fisikawan Inggris William Hilbert adalah orang pertama yang menemukan istilah yang memperhitungkan bahwa "efek" pada damar adalah bagian dari fenomena yang lebih umum. Dalam risalahnya yang berjudul 1600 "Pada magnet, benda-benda magnet dan magnet besar - Bumi", ia menyebut fenomena ini "dialiri listrik", yang berarti "berperilaku seperti amber". Dia menggambarkan banyak zat berbeda yang menunjukkan kemampuan untuk menarik hal-hal lain setelah digosok, termasuk batu berharga, kaca, dan belerang. Masih mengikuti model materi kuno, yang terdiri dari empat elemen, api, udara, air dan bumi, Hilbert percaya bahwa itu adalah bagian air dari zat-zat ini yang memberi mereka energi listrik [Gilbert, On the Magnet, trans. oleh P. Fleury Mottalay (1893), 74-85; JL Heilbron, Listrik di abad 17 dan 18 (1979), 169-79.]. Tetapi dia tidak dapat membayangkan bahwa energi ini dapat digunakan untuk mengirimkan pesan. Gaya gravitasi bekerja hanya pada jarak yang sangat pendek.


Hilbert mengadakan demonstrasi listrik di istana Ratu Elizabeth (sebuah fragmen lukisan abad ke-19)

Pada awal abad XVIII, metode baru untuk menghasilkan listrik ditemukan oleh orang lain. Ditemukan bahwa meletakkan tangannya di atas bola yang berputar, adalah mungkin untuk menciptakan kekuatan listrik yang kuat dan bahkan mengirimkannya melalui seutas benang. Beberapa tahun kemudian, Stephen Gray menemukan bahwa ia dapat melakukan transfer ini untuk beberapa ratus meter. Mesin listrik serupa lainnya diciptakan.


Generator bola sulfur Otto von Guericke , kira-kira. 1660

Pada saat itu, para ilmuwan mulai membentuk gagasan tentang listrik sebagai cairan yang menumpuk dan kemudian dikonsumsi, mengalir dari satu tempat ke tempat lain. Tidak seperti Gilbert, mereka tidak berpikir bahwa itu adalah air biasa, tetapi membayangkannya sebagai semacam zat tak berwujud. Beberapa percaya bahwa beberapa cairan berbeda bertanggung jawab atas cahaya, magnet dan listrik, dan bahkan kehidupan. Yang lain percaya bahwa hanya ada satu cairan halus yang memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda.

Kapasitas terbaik untuk cairan ini ditemukan pada 1746 dengan penemuan yang disebut. " Leiden bank ", dinamai kota tempat pertama kali menjadi terkenal. Perangkat ini dalam bentuk selesai terdiri dari toples kaca, dibungkus di dalam dan di luar dengan kertas logam, dan dengan timah logam yang menjulur dari atas, terhubung ke kertas timah.



Jika Anda menghubungkan mesin listrik ke terminal, kaleng dapat menyimpan sejumlah besar cairan listrik, seolah-olah dituangkan ke dalam kaleng. Cairan ini dikeluarkan melalui pelepasan kuat ketika output terhubung ke foil eksternal.

Pada saat itu, sebuah subkultur ilmiah "tukang listrik" telah muncul. Setelah memperoleh generator listrik dan tabung Leyden, orang dapat dengan mudah bereksperimen dengan listrik, dan sama sekali tidak perlu mempelajari seluk-beluk matematika dari pertanyaan; dan selain itu, dimungkinkan untuk mengadakan demonstrasi yang penuh warna dan hidup. Ben Franklin , yang paling terkenal di antara para tukang listrik itu, bahkan menyarankan bahwa beberapa alat ini, yang dihubungkan dengan rantai, digunakan untuk membunuh dan kemudian menyiapkan kalkun untuk makan malam. Dia menyebut konfigurasi beberapa kaleng ini "baterai" (mirip dengan baterai senjata):

Kalkun harus dibunuh untuk makan malam dengan sengatan listrik, dan kemudian dipanggang dengan outlet listrik di depan api yang diterangi oleh botol listrik. Untuk kesehatan semua tukang listrik terkenal di Inggris, Belanda, Prancis dan Jerman, Anda perlu minum dari gelas-gelas bermuatan di bawah tembakan senjata dari baterai listrik.

Menyentuh kemampuan kaleng Leyden, para ilmuwan melihat bahwa cairan listrik dapat ditransmisikan dari jarak jauh, dan, tampaknya, secara instan. Eksperimen membuktikan ini dalam eksperimen dengan mengirimkan tagihan melalui berbagai media, termasuk sungai dan danau. Demonstrasi Perancis dari kepala biara Jean-Antoine Nollet sangat terkenal. Dia mengirim pasukan melalui 180 tentara Pengawal Kerajaan, dan kemudian di sepanjang rantai biksu Carthusian dengan panjang satu setengah kilometer. Setiap bhikkhu terhubung dengan yang tetangga, memegang kawat logam di tangan mereka . Pada saat itu, percobaan telah menunjukkan bahwa kabel logam adalah media terbaik untuk transmisi - bahwa mereka adalah "konduktor" untuk listrik.

Proyektor

Menggunakan alat baru - generator elektrostatik berbasis gesekan , bank Leiden dan kabel konduktif - para ilmuwan mulai melakukan upaya pertama mereka untuk mengirimkan pesan menggunakan listrik. Pada 1753, seseorang dengan inisial CM, yang identitasnya tidak pernah diidentifikasi, dikirim ke Scot's Magazine [sebuah majalah yang didedikasikan untuk berita-berita Skotlandia; yang tertua dari yang saat ini diterbitkan, edisi pertama diterbitkan pada 1739 - kira-kira. perev. ] rencananya, "Metode untuk transfer informasi yang cepat." Dia menggambarkan suatu sistem menggunakan satu kawat untuk setiap huruf alfabet. Di ujung setiap kawat ada sebuah bola dari bahan tanaman seperti bunga karang. Saat mentransfer muatan melalui kawat, bola beraliran listrik seharusnya mengambil selembar kertas yang sesuai dengan surat yang tergambar di atasnya. Tidak diketahui siapa S.M. dan apakah perangkat semacam itu dibangun [EA Marland, Early Electrical Communication (1964), 17-19].

Tetapi selama seratus tahun berikutnya, yang lain mengikuti jejaknya. Pada 1774, fisikawan Swiss Georges Louis Lesage mengusulkan sistem 26-kawat yang mirip dengan yang dijelaskan oleh S.M. 26 huruf terletak di dalamnya dengan cara harpsichord [ sistem berdiri di rumahnya dan mengirimkan pesan antara dua kamar - kira-kira. perev. ] Dia berpikir tentang menghadirkan sistem ini kepada Frederick the Great , "sehingga dia sendiri akan menghargai kegunaannya," tetapi bahkan jika dia bisa melakukannya, dia tidak terkesan oleh raja, karena tidak ada yang diketahui lebih banyak tentangnya.


Seperti apa bentuk telegraf Lesage (dari ukiran abad ke-19). Perhatikan mobil listrik di sebelah kanan.

Dua puluh tahun kemudian, pembalap Spanyol Don Francisco Salva mengusulkan sistem pesan langsung ke tubuh manusia. Penerima harus memegang kawat dan menerima pesan secara langsung ketika ujung kabel yang lain menerima pelepasan tabung Leyden. Dia tidak menjelaskan bagaimana dia bisa menemukan sukarelawan yang akan memegang kawat sepanjang hari menunggu sengatan listrik. Dia kemudian membangun sistem yang lebih manusiawi yang menciptakan percikan api di antara potongan-potongan kertas timah, yang dia peragakan ke pengadilan Spanyol [John Joseph Fahie, A History of Electric Telegraphy, hingga Tahun 1837 (1884), 89-91, 101-108].

Ada banyak lagi contoh penggunaan listrik ini dari abad ke-19.

Eksperimen semacam itu dengan telegraf muncul di pinggiran ilmu kelistrikan. Franklin, Volt, Faraday, dan ilmuwan lain yang menyelidiki sifat kelistrikan yang dalam tidak tertarik dengan metode transmisi informasi. Itu adalah era "proyektor", orang-orang dengan rencana muluk, dari pendirian koloni Skotlandia di Isthmus of Panama hingga perwujudan mimpi kuno transmutasi alkimia. Mereka diejek oleh Jonathan Swift , yang mengisi Akademi di Lagado dari Gulliver's Travels dengan orang-orang yang mencoba sia-sia untuk mengekstraksi sinar matahari dari mentimun dan sibuk dengan omong kosong lain [Jonathan Swift, Gulliver's Travels (1726), pt. 3]. Proyektor seperti Lesage dan Salva menghadapi beberapa kendala untuk sistem praktis dan efisien yang diperlukan:

1. Sumber yang andal. Mobil listrik dan kaleng Leyden adalah alat yang terlalu pemilih dan berpotensi berbahaya, tidak mampu memberikan aliran cairan listrik yang lancar (apa yang kita sebut arus stabil). Selain itu, dalam istilah modern, mereka memberi terlalu banyak tegangan, yang diekspresikan dalam kerugian besar pada kawat yang berinsulasi buruk.

2. Cara efektif untuk mendeteksi sinyal dan menerjemahkannya ke dalam bahasa. Masalahnya terdiri dari dua bagian: konstruksi detektor yang cukup sensitif dan metode pengkodean bahasa dalam detektor ini. Kebanyakan proyektor listrik mencoba untuk secara langsung mewakili huruf-huruf alfabet pada ujung kabel itu, baik menggunakan satu kawat untuk setiap huruf, atau perangkat seperti roda yang disinkronkan atau banyak jarum yang menunjuk ke huruf yang diinginkan.

3. Platform konseptual yang memandu eksperimen ke arah yang benar. Om tidak mengembangkan hukumnya yang terkenal sampai tahun 1827, dan di luar Jerman hukum itu baru diketahui pada tahun 1840-an. Sampai saat itu, sangat sulit untuk memahami mengapa kombinasi tertentu dari kawat, sumber listrik dan detektor bekerja dengan sangat baik, sementara yang lain benar-benar gagal.

Pada bagian berikut, kita akan mengetahui bagaimana hambatan ini telah diatasi selama beberapa dekade mendatang, dan sebagian besar sebagai akibat dari efek samping dalam menyelesaikan masalah yang sama sekali berbeda. Tapi pertama-tama, kita perlu mempertimbangkan perangkat yang akan membandingkan semua upaya untuk mengirimkan informasi menggunakan listrik - sebuah telegraf. Karena sampai penampilan telegraf yang kita kenal, ada alat seperti itu:



Apa yang harus dibaca:

• John Joseph Fahie, Sejarah Telegrafi Listrik, hingga Tahun 1837 (1884)
• Thomas J. Hankins, Science and the Enlightenment (1985)
• JL Heilbron, Listrik di Abad 17 dan 18 (1979)
• EA Marland, Komunikasi Listrik Dini (1964)