TÉLÉGRAPHES
SOMMAIRE
TELEGRAPHE ELECTRIQUE MORSE
MANIPULATEUR
TELEGRAPHE ELECTRIQUE MORSE
RECEPTEUR
EMETTEUR-RECEPTEUR OU MICROPHONE-ECOUTEUR DE TELEPHONE
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OBJET :
eld 3 - 3
(émetteur seulement, le récepteur ne figure pas
dans la collection)
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le
télégraphe à cadran : émetteur et récepteur |
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Transmission
des messages par l'intermédiaire d'une ligne électrique à deux fils
(parfois à un fil par utilisation de la terre).
Emetteur et récepteur présentent un même cadran sur le bord duquel figurent les 25 lettres de l'alphabet et un intervalle(pour la séparation des mots). Sur chaque cadran se déplace (toujours dans le même sens) une aiguille qui se fixe devant une lettre ou devant l'intervalle. L'aiguille de l'émetteur,
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La roue à rochets |
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mue par l'opérateur qui envoie un message, génère une impulsion électrique chaque fois qu'elle passe d'une position (face à une lettre ou à un intervalle) à la position suivante. Les impulsions électriques transmises au récepteur par la ligne électrique, animent un mécanisme qui fait tourner l'aiguille du récepteur d'un angle égal à la rotation de l'aiguille de l'émetteur. Ainsi l'aiguille du récepteur est toujours positionnée comme celle de l'émetteur et tourne en synchronisme avec elle.
L'aiguille de l'émetteur entraîne dans sa rotation un cylindre conducteur sur lequel frottent deux lames : l’une sur un profil en dents de scie impose un sens de rotation, l’autre sur l’une de 27 saillies, ou sur un creux, interrompt le courant 27 fois par tour et produit les impulsions transmises au récepteur.
A la réception un électroaimant attire ou relâche une armature qui soulève une fourche. L'armature et la fourche sont rappelées par un ressort. Les extrémités de la fourche provoquent la rotation d'une « roue à rochet ». (La forme des dents de cette roue est telle que l'élévation et l'abaissement de la fourche provoquent une rotation de même sens). Cette roue à rochet entraîne une aiguille sur le cadran récepteur. Cette aiguille se positionne en fonction du nombre d’impulsions reçues et reproduit la position de l’aiguille du poste émetteur.
Pour la transmission, on a d'abord utilisé un fil par lettre (ou signe à transmettre). Le premier télégraphe fut construit à Genève par le français Georges Lesage en 1774 Le récepteur comportait autant de boules de sureau que de fils (attraction des boules de sureau par décharge électrique. Coxe en 1810 et Soemmering en 1811 utilisent des récepteurs électrolytiques. Ampère, en 1820 propose d'utiliser l'expérience d'Oersted à la réception (déviation d'une aiguille aimantée au voisinage d'un courant). Cette proposition fur réalisée en 1837 par Cooke (sir William Fothergill (1806-1879) et Wheatstone (1802-1875). L'introduction de l'électroaimant en télégraphie (Morse 1837) donne naissance à de multiples systèmes.
Le télégraphe à cadran a peut être été inventé par Charles Wheatstone, en collaboration avec Cooke (brevet du 01.02.1838). Jamin dans son « Petit traité de physique » (1870) décrit un télégraphe à cadran construit par Louis François Bréguet (1804-1883) horloger et physicien français qui construisit de nombreux instruments scientifiques de précision (sphygmographe avec cylindre enregistreur de Marey, sismographe de Bouquet de la Grye, chronographe de Fleuriais, photophone de Graham Bell .... sans oublier notre bobine de Masson (« eld 4 - 6 »). Il fut chargé d’établir le premier télégraphe électrique sur la ligne de chemin de fer de Rouen. Membre du bureau des longitudes en 1862 il entra à l’Académie des sciences en 1874.
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OBJET :
eld 3 - 4
Connecter la ligne soit au récepteur (objet « eld 3 - 5 ») soit au générateur électrique (pile) pour l'envoi de courants brefs (traduits en points par le récepteur) ou longs (traduits en traits par le récepteur).
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le manipulateur Morse : gravure et schema |
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Les parties non hachurées sont conductrices ; la planchette de base hachurée est isolante ainsi que le bouton B. Une lame ressort R maintient le contact C1 tant que l'on n'appuie pas sur B. Le levier L peut tourner autour de l'axe O.
Pour envoyer un message, on appuie sur le bouton B, ce qui interrompt la liaison avec le récepteur. En appuyant suffisamment, on établit le contact en C2 reliant la ligne à la pile. Un courant passe alors dans le récepteur du correspondant (si son manipulateur est au repos). Un courant bref y produit un point, un courant plus long y produit un trait.
Contrairement au télégraphe à cadran le télégraphe Morse produit un message écrit selon les conventions de l' « alphabet Morse ».
L'appareil présenté était agréé par l'administration française.
« Avec Weber, Gauss créa en 1833 (1834 ?), d’après les indications d’Ampère, un télégraphe électrique pour faire communiquer son observatoire et l’institut de physique. Les premiers télégraphes public furent établis à peu près simultanément de 1836 à 1840 : en Allemagne par Charles Auguste Steinheil (1801-1870), en Angleterre par Charles Wheatstone (1802-1875) .... et en Amérique par Samuel Morse (1791-1872) » (extrait de « Histoire de la Science » par Pierre Rousseau).
Samuel
Morse (1791-1872) était un peintre américain connu, il créa une Société
des Beaux Arts à New-York en
1824. De retour d’un second voyage en Europe il conçut un télégraphe électromagnétique
qui ne connut pas un succès immédiat. Modifié, il en fit la démonstration
devant les membres de l’Université de New-York puis devant le Congrès en
1837. La première ligne entre Washington et Baltimore fut essayée le 24
mai 1844. Il suggéra d’utiliser le télégraphe pour la détermination
des longitudes en 1839 ce qui fut réalisé en 1844 par l’amiral Wilkes.
Le télégraphe intéresse tant de gens qu’il serait très long de les citer tous, disons seulement que Jacques Babinet (1794-1872) écrivit en 1861 un traité sur le télégraphe électrique.
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OBJET : eld 3 - 5
Inscrire sur une bande de papier sous la forme de points et de traits le message émis par le poste émetteur (cf. « manipulateur », objet « eld 3 - 4 ») et transmis par courants électriques de courte ou de longue durée.
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le
récepteur Morse : gravure |
le
récepteur Morse : schéma |
Une bobine débitrice fournit un ruban de papier qui passe sur les galets D et E près du galet F. Ce ruban s'enroule ensuite sur une bobine réceptrice (les bobines ne sont pas représentées sur le schéma de principe). Un mécanisme à ressort (que l'on remontait) entraînait le ruban à vitesse constante dans le modèle de la collection.
Le courant de la ligne alimente (le manipulateur du même poste étant au repos) l'électroaimant A lequel attire l'armature de fer doux B ; celle-ci, tournant autour de l'axe O applique son extrémité C sur le ruban et y inscrit un trait pour un courant long, un point pour un courant bref. En l'absence de courant un ressort R rappelle l'armature B à sa position de repos.
Voir notice « eld 3 - 4 ». Notons que cet appareil utilise un electro-aimant dont l’invention est attribuée à sir Charles Wheatstone (1802-1875), voir notices « eld 1 - 3 » et « eld 3 - 1 ».
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la sonnette électrique |
« Il est nécessaire que le surveillant d'un poste (de télégraphe) soit prévenu par un signal, quand on se dispose à lui envoyer une dépêche. On emploie à cet effet, des sonneries. » (traité de Jamin 1870).
Une armature de fer doux est, en position de repos, en contact avec un conducteur et ferme un circuit qui comprend un petit électroaimant. Lorsque le courant passe cet électroaimant attire l'armature ce qui a pour effet d'interrompre le contact et de couper le courant. L'électroaimant cesse alors d'attirer l'armature qu'un ressort rappelle à sa position de départ ; le courant est rétabli et l'électroaimant attire à nouveau l'armature et ainsi de suite...
L'armature est munie d'un petit marteau qui vient frapper un timbre chaque fois que l'armature est attirée par l'électroaimant.
Nous ne savons pas qui a inventé cet appareil. On sait cependant que Léon Foucault (1819-1868) imagina sur le même principe, un interrupteur pour bobine de Ruhmkorff (petit traité de Jamin 1870 p. 428).
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OBJET :
eld 3 - 7
![]() |
Transcrire un signal sonore en courant électrique modulé et réciproquement.
Les deux appareils sont identiques ; chacun d'eux pouvant fonctionner comme émetteur (microphone) ou comme récepteur (écouteur). Une membrane, mince, circulaire, en fer doux, serrée sur ses bords, est placée devant les pôles d'un électroaimant polarisé (le noyau de l'électroaimant possède une aimantation rémanente).
Microphone : La voix fait vibrer la membrane qui, se rapprochant ou s'éloignant, modifie la réluctance du circuit magnétique de l'électroaimant et provoque des courants induits de même fréquences.
Ecouteur : parvenus au récepteur, et traversant son électroaimant, ces courants, attirent ou relâchent la membrane, la font vibrer ; ces vibrations sont transmises par l'air au tympan de l'oreille.
Remarques : Si le noyau de l'électroaimant était en fer doux, il y aurait attraction quel que soit le sens du courant ; il en résulterait qu'un courant alternatif sinusoïdal de fréquence f produirait un son de fréquence 2f. Si le noyau est aimanté il attire plus la membrane pour un certain sens du courant, il l'attire moins pour l'autre sens et le son sera de même fréquence que le courant.
Bien qu'il y ait eu des essais antérieurs (Page et de La Rive 1837, Froment 1854, Philippe Reiss en 1861, qui employa le premier le mot téléphone......) on considère que la première transmission électrique de la voix fut réalisée par Graham Bell le 10 mars 1876 à Boston. Il restait bien des difficultés à vaincre pour la transmission à grande distance (parasitage de la ligne, affaiblissement du signal .....) et la commutation des abonnés d'un réseau. L'introduction de bobines de self (pupinisation du nom du physicien américain Michael Pupin, 1858-1935) en 1899 et l'emploi de relais amplificateurs à lampes triodes (1918) permirent d'allonger les lignes. Paris est la première ville d'Europe à être dotée d'un réseau urbain, en 1886 eut lieu la première communication téléphonique entre deux pays (entre Paris et Bruxelles). Le premier câble téléphonique sous marin (entre France et Angleterre) date de 1891.
A cette date (1994) on connaît les progrès récents (faisceaux hertziens et relais par satellites) ou en voie d'installation (substitution du signal numérique au signal analogique ; emploi de la lumière cohérente, transmise par fibres de verre, comme onde porteuse )
Détection des ondes électromagnétiques de haute fréquence. Pour agir sur les récepteurs (récepteur morse pour la télégraphie, haut-parleur pour la téléphonie san fil..... ), l'onde électromagnétique, modulée en amplitude par le signal à transmettre (Morse, courant téléphonique....), doit être « redressée » par des systèmes qui ne laissent passer que les alternances de même sens : le cohéreur de Branly sera avantageusement et successivement remplacé par le détecteur à galène, la lampe triode, les diodes détectrices à cristal...
Le cohéreur de Branly est constitué par de la limaille de fer contenue dans un petit tube de verre muni de deux électrodes. La tension électrique de haute fréquence appliquée à ces électrodes est « redressée » par la limaille. Mais, pour une utilisation permanente il faut « secouer la limaille ». Pour cela on utilise le mécanisme d'une sonnette électrique dont le petit « marteau », au lieu de frapper un timbre frappe le tube de verre.
1 - Brève histoire de la T.S.F.
"L'Italien Calzecchi en 1884-1885 avait découvert le rôle d'un tube ampli de limaille de fer qui devait entrer dans l'histoire sous le nom de cohéreur de Branly, lequel le redécouvrit en 1890 ; l'Anglais Sir Oliver Lodge avait présenté en 1890 un détecteur qui actionnait une sonnerie, et, en 1897, avait imaginé de règler la longueur d'onde du récepteur sur celle de l'émetteur ; ce récepteur, le Russe Alexandre Popoff (1859-1905) avait trouvé en 1895 le moyen d'en accroître la sensibilité en inventant l'antenne, de sorte que tous les éléments de la T.S.F. se trouvaient créés lorsque l'Italien Guillaume Marconi (1874-1937) entreprit de les réunir. Sa première performance eut lieu en 1899, quand il expédia une dépêche par dessus la Manche. Dès ce moment, la télégraphie sans fil entra dans la pratique (extrait de « Histoire de la Science » de Pierre Rousseau, édition Fayard)
2 - Branly Edouard ( Amiens 1844-Paris 1940)
Elève de l'Ecole Normale Supérieure, professeur au lycée de Bourges, Docteur es Sciences en 1873, professeur au collège Rollin (1875). Quitte l'Université et devint professeur de physique à l'Institut catholique de Paris. Docteur en médecine en 1882, invention (ou redécouverte) du cohéreur en 1890. Elu membre de l'Académie des Sciences en 1911 (qui le préféra à Marie Curie !).
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OBJET :
eld 3 - 3
(émetteur seulement, le récepteur ne figure pas
dans la collection)
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le
télégraphe à cadran : émetteur et récepteur |
Transmission
des messages par l'intermédiaire d'une ligne électrique à deux fils
(parfois à un fil par utilisation de la terre).
Emetteur et récepteur présentent un même cadran sur le bord duquel figurent les 25 lettres de l'alphabet et un intervalle(pour la séparation des mots). Sur chaque cadran se déplace (toujours dans le même sens) une aiguille qui se fixe devant une lettre ou devant l'intervalle. L'aiguille de l'émetteur,
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La roue à rochets |
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mue par l'opérateur qui envoie un message, génère une impulsion électrique chaque fois qu'elle passe d'une position (face à une lettre ou à un intervalle) à la position suivante. Les impulsions électriques transmises au récepteur par la ligne électrique, animent un mécanisme qui fait tourner l'aiguille du récepteur d'un angle égal à la rotation de l'aiguille de l'émetteur. Ainsi l'aiguille du récepteur est toujours positionnée comme celle de l'émetteur et tourne en synchronisme avec elle.
L'aiguille de l'émetteur entraîne dans sa rotation un cylindre conducteur sur lequel frottent deux lames : l’une sur un profil en dents de scie impose un sens de rotation, l’autre sur l’une de 27 saillies, ou sur un creux, interrompt le courant 27 fois par tour et produit les impulsions transmises au récepteur.
A la réception un électroaimant attire ou relâche une armature qui soulève une fourche. L'armature et la fourche sont rappelées par un ressort. Les extrémités de la fourche provoquent la rotation d'une « roue à rochet ». (La forme des dents de cette roue est telle que l'élévation et l'abaissement de la fourche provoquent une rotation de même sens). Cette roue à rochet entraîne une aiguille sur le cadran récepteur. Cette aiguille se positionne en fonction du nombre d’impulsions reçues et reproduit la position de l’aiguille du poste émetteur.
Pour la transmission, on a d'abord utilisé un fil par lettre (ou signe à transmettre). Le premier télégraphe fut construit à Genève par le français Georges Lesage en 1774 Le récepteur comportait autant de boules de sureau que de fils (attraction des boules de sureau par décharge électrique. Coxe en 1810 et Soemmering en 1811 utilisent des récepteurs électrolytiques. Ampère, en 1820 propose d'utiliser l'expérience d'Oersted à la réception (déviation d'une aiguille aimantée au voisinage d'un courant). Cette proposition fur réalisée en 1837 par Cooke (sir William Fothergill (1806-1879) et Wheatstone (1802-1875). L'introduction de l'électroaimant en télégraphie (Morse 1837) donne naissance à de multiples systèmes.
Le télégraphe à cadran a peut être été inventé par Charles Wheatstone, en collaboration avec Cooke (brevet du 01.02.1838). Jamin dans son « Petit traité de physique » (1870) décrit un télégraphe à cadran construit par Louis François Bréguet (1804-1883) horloger et physicien français qui construisit de nombreux instruments scientifiques de précision (sphygmographe avec cylindre enregistreur de Marey, sismographe de Bouquet de la Grye, chronographe de Fleuriais, photophone de Graham Bell .... sans oublier notre bobine de Masson (« eld 4 - 6 »). Il fut chargé d’établir le premier télégraphe électrique sur la ligne de chemin de fer de Rouen. Membre du bureau des longitudes en 1862 il entra à l’Académie des sciences en 1874.
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OBJET :
eld 3 - 4
Connecter la ligne soit au récepteur (objet « eld 3 - 5 ») soit au générateur électrique (pile) pour l'envoi de courants brefs (traduits en points par le récepteur) ou longs (traduits en traits par le récepteur).
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le manipulateur Morse : gravure et schema |
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Les parties non hachurées sont conductrices ; la planchette de base hachurée est isolante ainsi que le bouton B. Une lame ressort R maintient le contact C1 tant que l'on n'appuie pas sur B. Le levier L peut tourner autour de l'axe O.
Pour envoyer un message, on appuie sur le bouton B, ce qui interrompt la liaison avec le récepteur. En appuyant suffisamment, on établit le contact en C2 reliant la ligne à la pile. Un courant passe alors dans le récepteur du correspondant (si son manipulateur est au repos). Un courant bref y produit un point, un courant plus long y produit un trait.
Contrairement au télégraphe à cadran le télégraphe Morse produit un message écrit selon les conventions de l' « alphabet Morse ».
L'appareil présenté était agréé par l'administration française.
« Avec Weber, Gauss créa en 1833 (1834 ?), d’après les indications d’Ampère, un télégraphe électrique pour faire communiquer son observatoire et l’institut de physique. Les premiers télégraphes public furent établis à peu près simultanément de 1836 à 1840 : en Allemagne par Charles Auguste Steinheil (1801-1870), en Angleterre par Charles Wheatstone (1802-1875) .... et en Amérique par Samuel Morse (1791-1872) » (extrait de « Histoire de la Science » par Pierre Rousseau).
Samuel Morse (1791-1872) était un peintre américain connu, il créa une Société
des Beaux Arts à New-York en
1824. De retour d’un second voyage en Europe il conçut un télégraphe électromagnétique
qui ne connut pas un succès immédiat. Modifié, il en fit la démonstration
devant les membres de l’Université de New-York puis devant le Congrès en
1837. La première ligne entre Washington et Baltimore fut essayée le 24 mai
1844. Il suggéra d’utiliser le télégraphe pour la détermination des
longitudes en 1839 ce qui fut réalisé en 1844 par l’amiral Wilkes.
Le télégraphe intéresse tant de gens qu’il serait très long de les citer tous, disons seulement que Jacques Babinet (1794-1872) écrivit en 1861 un traité sur le télégraphe électrique.
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OBJET : eld 3 - 5
Inscrire sur une bande de papier sous la forme de points et de traits le message émis par le poste émetteur (cf. « manipulateur », objet « eld 3 - 4 ») et transmis par courants électriques de courte ou de longue durée.
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récepteur Morse : gravure |
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récepteur Morse : schéma |
Une bobine débitrice fournit un ruban de papier qui passe sur les galets D et E près du galet F. Ce ruban s'enroule ensuite sur une bobine réceptrice (les bobines ne sont pas représentées sur le schéma de principe). Un mécanisme à ressort (que l'on remontait) entraînait le ruban à vitesse constante dans le modèle de la collection.
Le courant de la ligne alimente (le manipulateur du même poste étant au repos) l'électroaimant A lequel attire l'armature de fer doux B ; celle-ci, tournant autour de l'axe O applique son extrémité C sur le ruban et y inscrit un trait pour un courant long, un point pour un courant bref. En l'absence de courant un ressort R rappelle l'armature B à sa position de repos.
Voir notice « eld 3 - 4 ». Notons que cet appareil utilise un electro-aimant dont l’invention est attribuée à sir Charles Wheatstone (1802-1875), voir notices « eld 1 - 3 » et « eld 3 - 1 ».
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la sonnette électrique |
« Il est nécessaire que le surveillant d'un poste (de télégraphe) soit prévenu par un signal, quand on se dispose à lui envoyer une dépêche. On emploie à cet effet, des sonneries. » (traité de Jamin 1870).
Une armature de fer doux est, en position de repos, en contact avec un conducteur et ferme un circuit qui comprend un petit électroaimant. Lorsque le courant passe cet électroaimant attire l'armature ce qui a pour effet d'interrompre le contact et de couper le courant. L'électroaimant cesse alors d'attirer l'armature qu'un ressort rappelle à sa position de départ ; le courant est rétabli et l'électroaimant attire à nouveau l'armature et ainsi de suite...
L'armature est munie d'un petit marteau qui vient frapper un timbre chaque fois que l'armature est attirée par l'électroaimant.
Nous ne savons pas qui a inventé cet appareil. On sait cependant que Léon Foucault (1819-1868) imagina sur le même principe, un interrupteur pour bobine de Ruhmkorff (petit traité de Jamin 1870 p. 428).
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OBJET :
eld 3 - 7
Transcrire un signal sonore en courant électrique modulé et réciproquement.
Les deux appareils sont identiques ; chacun d'eux pouvant fonctionner comme émetteur (microphone) ou comme récepteur (écouteur). Une membrane, mince, circulaire, en fer doux, serrée sur ses bords, est placée devant les pôles d'un électroaimant polarisé (le noyau de l'électroaimant possède une aimantation rémanente).
Microphone : La voix fait vibrer la membrane qui, se rapprochant ou s'éloignant, modifie la réluctance du circuit magnétique de l'électroaimant et provoque des courants induits de même fréquences.
Ecouteur : parvenus au récepteur, et traversant son électroaimant, ces courants, attirent ou relâchent la membrane, la font vibrer ; ces vibrations sont transmises par l'air au tympan de l'oreille.
Remarques : Si le noyau de l'électroaimant était en fer doux, il y aurait attraction quel que soit le sens du courant ; il en résulterait qu'un courant alternatif sinusoïdal de fréquence f produirait un son de fréquence 2f. Si le noyau est aimanté il attire plus la membrane pour un certain sens du courant, il l'attire moins pour l'autre sens et le son sera de même fréquence que le courant.
Bien qu'il y ait eu des essais antérieurs (Page et de La Rive 1837, Froment 1854, Philippe Reiss en 1861, qui employa le premier le mot téléphone......) on considère que la première transmission électrique de la voix fut réalisée par Graham Bell le 10 mars 1876 à Boston. Il restait bien des difficultés à vaincre pour la transmission à grande distance (parasitage de la ligne, affaiblissement du signal .....) et la commutation des abonnés d'un réseau. L'introduction de bobines de self (pupinisation du nom du physicien américain Michael Pupin, 1858-1935) en 1899 et l'emploi de relais amplificateurs à lampes triodes (1918) permirent d'allonger les lignes. Paris est la première ville d'Europe à être dotée d'un réseau urbain, en 1886 eut lieu la première communication téléphonique entre deux pays (entre Paris et Bruxelles). Le premier câble téléphonique sous marin (entre France et Angleterre) date de 1891.
A cette date (1994) on connaît les progrès récents (faisceaux hertziens et relais par satellites) ou en voie d'installation (substitution du signal numérique au signal analogique ; emploi de la lumière cohérente, transmise par fibres de verre, comme onde porteuse )