Elektrischer Telegraf

Der elektrische Telegraf überträgt Nachrichten als Stromstöße aus einer Batterie über einen Draht; eine Taste schaltet sie ein und aus, und am anderen Ende macht ein Elektromagnet sie lesbar. William Cooke und Charles Wheatstone ließen 1837 in Großbritannien einen Nadeltelegrafen patentieren, Samuel Morse und Alfred Vail führten 1838 ihren Schreibtelegrafen vor, und dreißig Jahre später verbanden Kabel die Kontinente.

Was es ist

Ein elektrischer Telegraf schickt geschriebene Nachrichten als elektrische Signale durch einen Draht. An einem Ende öffnet und schließt ein Telegrafist einen Stromkreis; am anderen Ende bewegt sich ein Gerät, sooft Strom fließt. Die Buchstaben werden mit einem Code buchstabiert. Bei den ersten Fünfnadelgeräten von Cooke und Wheatstone wiesen Nadeln auf Buchstaben einer Tafel; spätere Nadeltelegrafen arbeiteten mit einem Code aus Ausschlägen nach links und rechts.

Die Tafel zeigt die einfachste Form, die Eindrahtleitung für das Morsealphabet: eine Batterie, eine Taste, eine Reihe von Masten und auf der Empfangsstation einen Klopfer. Der Erdboden selbst führt den Strom zurück.

Wie es funktioniert

Die Batterie ist eine Reihe von Zellen, jede ein Paar aus Zink- und Kupferplatte in einer Flüssigkeit, in Reihe geschaltet, damit sich ihre Spannungen addieren. Ein Pol der Batterie führt über eine vergrabene Metallplatte zur Erde, der andere zur Taste. Die Taste ist ein gefederter Messinghebel: Drückt man sie, schließt sie einen Kontakt und verbindet die Batterie mit der Leitung.

Der Strom läuft durch den Leitungsdraht, der auf Glasisolatoren ruht, damit er nicht in das nasse Holz der Masten abfließt, und durch die Spulen eines Elektromagneten auf der Gegenstation. Von dort geht er über eine zweite Erdplatte in den Boden und kehrt durch das Erdreich zur Batterie zurück. Die Erde als Rückleiter spart die Hälfte des Drahtes.

Eine Morsetaste: Ein Druck auf den Knopf schließt den Kontakt unter dem Hebel.

Solange Strom fließt, werden die Spulen zum Magneten und ziehen einen eisernen Anker an, der an einem drehbaren Hebel sitzt; der Hebel schlägt mit einem Klick an einen Anschlag. Lässt man die Taste los, hebt eine Feder den Hebel mit einem anders klingenden Klick an einen zweiten Anschlag. Ein kurzer Druck ergibt einen Punkt, ein längerer einen Strich, und Gruppen davon stehen für Buchstaben und Ziffern. Morses erste Geräte prägten oder schrieben Punkte und Striche auf einen laufenden Papierstreifen, doch die Telegrafisten merkten bald, dass sie die Klicks mit dem Ohr lesen konnten.

Wie man ihn baut

Taste und Klopfer lassen sich auf einem Tisch bauen und mit einer kleinen Batterie betreiben, sodass das Prinzip gut zu sehen ist.

Elektromagnet wickeln. Etwa 30 Meter Kupferlackdraht von 0,2 mm Durchmesser in ordentlichen Lagen um einen etwa 10 cm langen Eisennagel oder Bolzen wickeln, beide Enden frei lassen und den Lack am letzten Zentimeter jedes Endes abkratzen. Die Spule hat dann etwa 16 Ohm, sodass eine 4,5-Volt-Batterie aus drei AA-Zellen weniger als 0,3 Ampere hindurchschickt.

Klopfer bauen. Ein Loch in ein Holzbrett bohren und den Nagel aufrecht, mit dem Kopf nach oben, darin festleimen, ohne die Wicklung zu quetschen. Aus einer Konservendose einen Weißblechstreifen von etwa 1 × 8 cm schneiden, die Kanten glatt feilen und ein Ende so auf einen Holzklotz schrauben, dass das freie Ende einige Millimeter über dem Nagelkopf liegt. Den Streifen so biegen, dass er nach dem Drücken zurückfedert, und dicht über dem freien Ende eine Schraube in einen kleinen Holzwinkel drehen: Der Streifen schlägt beim Anziehen auf den Nagel und beim Zurückfedern an die Schraube. Den Abstand auf 2 bis 3 mm einstellen und den Streifen so lange nachbiegen, bis er kräftig angezogen wird und trotzdem zurückfedert.

Taste bauen. Einen federnden Messingstreifen oder ein gefaltetes Stück Blech so auf ein zweites Brett schrauben, dass ein Ende etwas hochsteht. Unter das freie Ende eine Reißzwecke oder Schraube als Kontakt setzen.

Verdrahten. Ein Spulenende mit einem Pol eines Halters für drei AA-Zellen verbinden, den anderen Pol mit dem festen Kontakt der Taste und den Tastenstreifen mit dem anderen Spulenende. Zwischen den Brettern gewöhnliche Klingelleitung von höchstens etwa 10 Metern verwenden: Längerer oder dünnerer Draht erhöht den Widerstand, und der Streifen wird dann womöglich nicht mehr angezogen.

Senden. Die Taste drücken: Der Streifen schnappt mit einem Klick auf den Nagel und springt beim Loslassen zurück. Mit einem Partner einen Code vereinbaren und kurze Wörter senden.

Sicherheit. Nur eine kleine Batterie mit wenigen Volt verwenden und niemals etwas an das Stromnetz anschließen. Die Taste nicht lange gedrückt halten, weil Spule und Zellen warm werden, und nach dem Versuch die Batterie abklemmen. Die Batteriepole nie direkt miteinander verbinden. Geschnittene Blechkanten sind scharf, daher entgraten und Handschuhe tragen.

Geschichte und Entwicklung

Vor der Elektrizität gab Chappes optischer Telegraf Signale von Turm zu Turm weiter; eine Nachricht gelangte in etwa einer halben Stunde von Paris nach Lille.

Das Wort Telegraf bezeichnete zuerst das optische System von Claude Chappe und seinen Brüdern, das 1791 vorgeführt wurde. Die erste Linie, von Paris nach Lille, ging 1794 in Betrieb und war etwa 230 km lang. In den Türmen stellten Telegrafisten Holzarme in vereinbarte Stellungen und lasen den nächsten Turm mit dem Fernrohr ab. Auf seinem Höhepunkt umfasste das französische Netz fast 5.000 km.

Elektrische Telegrafen wurden möglich, als Batterien einen gleichmäßigen Strom liefern und Elektromagnete ihn anzeigen konnten. In Großbritannien ließen William Fothergill Cooke und Charles Wheatstone im Juni 1837 einen Nadeltelegrafen patentieren, beschrieben mit fünf Nadeln, und erprobten im selben Jahr ein Nadelgerät zwischen den Londoner Bahnhöfen Euston und Camden Town. 1839 richtete die Great Western Railway einen ihrer Telegrafen auf rund 21 km Strecke ab Paddington ein. Spätere britische Geräte kamen mit einer oder zwei Nadeln aus.

In den Vereinigten Staaten arbeitete Samuel Morse, Maler und Professor in New York, mit Alfred Vail zusammen, der die Geräte baute. Am 6. Januar 1838 führten sie ihren Telegrafen im Eisenwerk der Familie Vail bei Morristown vor, über etwa drei Kilometer Draht. 1843 bewilligte der Kongress 30.000 Dollar für eine Leitung von Washington nach Baltimore, und am 24. Mai 1844 sandte Morse darüber die Worte „What hath God wrought“ („Was hat Gott gewirkt“). Bis 1850 erreichten die Leitungen jede wichtige Stadt östlich des Mississippi, und 1861 reichte eine bis Kalifornien.

Das Tiefseekabel über den Atlantik von 1865/66 im Querschnitt: sieben Kupferdrähte in Guttapercha, eine Lage geteerte Jute und zehn mit Hanf umsponnene Eisendrähte.

1851 verband ein Seekabel Dover und Calais. Das erste Atlantikkabel, im August 1858 verlegt, fiel nach wenigen Wochen aus; ein dauerhaftes wurde im Juli 1866 angelandet. Ingenieure lernten, mehrere Nachrichten über einen Draht zu schicken: zuerst je eine in jede Richtung zugleich mit dem Duplexverfahren, das Joseph Stearns 1868 vervollkommnete, dann je zwei in jede Richtung mit Thomas Edisons Quadruplex. Der britische Telegrammverkehr erreichte um 1900 mit etwa 90 Millionen Nachrichten im Jahr seinen Höhepunkt. Danach übernahm das Telefon den Großteil, und um 1980 hatten Satelliten und neue Kabel die Seekabeltelegrafie überflüssig gemacht.