Telegrafo elettrico

Il telegrafo elettrico trasmette messaggi lungo un filo come impulsi di corrente forniti da una pila: un tasto apre e chiude il circuito e all'arrivo un elettromagnete rende leggibili gli impulsi. William Cooke e Charles Wheatstone brevettarono un telegrafo ad aghi in Gran Bretagna nel 1837, Samuel Morse e Alfred Vail presentarono il loro telegrafo scrivente nel 1838, e trent'anni dopo i cavi univano i continenti.

Che cos’è

Il telegrafo elettrico invia messaggi scritti sotto forma di segnali elettrici lungo un filo. A un capo un operatore apre e chiude un circuito; all’altro capo uno strumento si muove ogni volta che passa la corrente. Le lettere vengono compitate con un codice. Nei primi apparecchi a cinque aghi di Cooke e Wheatstone gli aghi indicavano lettere su un quadro; gli apparecchi ad aghi successivi usavano un codice di deviazioni a sinistra e a destra.

La tavola mostra la forma più semplice, la linea a un solo filo usata con il codice Morse: una pila, un tasto, una fila di pali e, alla stazione ricevente, un ricevitore acustico. È il terreno stesso a riportare indietro la corrente.

Come funziona

La pila è una fila di elementi, ciascuno con una piastra di zinco e una di rame immerse in un liquido, collegati in serie perché le loro tensioni si sommino. Un polo della pila va a terra attraverso una piastra metallica interrata, l’altro al tasto. Il tasto è una leva d’ottone con molla: premendola si chiude un contatto e la pila si collega alla linea.

La corrente corre lungo il filo di linea, sostenuto da isolatori di vetro perché non si disperda nel legno bagnato dei pali, e attraversa le bobine di un elettromagnete alla stazione d’arrivo. Da lì scende nel suolo attraverso una seconda piastra di terra e torna alla pila passando per il terreno. Usare la terra come ritorno fa risparmiare metà del filo.

Un tasto Morse: premendo il pomello si chiude il contatto sotto la leva.

Finché passa corrente, le bobine diventano una calamita e attirano un’ancora di ferro fissata a una leva imperniata, che batte contro un fermo con uno scatto. Quando si lascia il tasto, una molla solleva la leva contro un secondo fermo, con un suono diverso. Una pressione breve dà un punto, una più lunga una linea, e i loro gruppi rappresentano lettere e cifre. I primi apparecchi di Morse imprimevano in rilievo o tracciavano a inchiostro punti e linee su una striscia di carta in movimento, ma gli operatori capirono presto di poter leggere gli scatti a orecchio.

Come costruirlo

Un tasto e un ricevitore acustico si possono montare su un tavolo e far funzionare con una piccola pila, così il principio si vede bene.

Avvolgere l’elettromagnete. Avvolgete circa 30 metri di filo di rame smaltato da 0,2 mm di diametro in strati ordinati intorno a un grosso chiodo o bullone di ferro lungo una decina di centimetri, lasciando libere le due estremità. Raschiate lo smalto dall’ultimo centimetro di ciascuna. Questa bobina ha una resistenza di circa 16 ohm, quindi una batteria da 4,5 volt di tre pile AA vi fa passare meno di 0,3 ampere.

Fare il ricevitore. Forate una tavoletta e incollatevi il chiodo in piedi, con la testa in alto, senza schiacciare l’avvolgimento. Ritagliate da un barattolo una striscia di latta di circa 1 per 8 cm, limatene i bordi e avvitate un’estremità a un blocchetto di legno in modo che l’altra stia pochi millimetri sopra la testa del chiodo. Piegatela perché torni indietro quando la si spinge, e fissate una vite in una piccola staffa di legno appena sopra l’estremità libera: la striscia batte sul chiodo quando viene attirata e contro la vite quando torna su. Regolate la distanza a 2 o 3 mm, piegando la striscia finché viene attirata con decisione e torna comunque indietro.

Fare il tasto. Avvitate su un’altra tavoletta una lamina d’ottone elastica o una striscia di latta piegata, in modo che un’estremità resti un po’ sollevata. Mettete sotto l’estremità libera una puntina o una vite come contatto.

Collegare. Unite un capo della bobina a un polo di un portapile con tre pile AA. Unite l’altro polo al contatto fisso del tasto, e la lamina del tasto all’altro capo della bobina. Fra le due tavolette usate comune filo da campanello, al massimo una decina di metri: un filo più lungo o più sottile aggiunge resistenza e la striscia potrebbe non abbassarsi più.

Trasmettere. Premete il tasto: la striscia scatta sul chiodo con un colpo secco e risale quando lasciate. Concordate un codice con un compagno e mandate parole brevi.

Sicurezza. Usate solo una piccola pila di pochi volt e non collegate mai nulla alla rete elettrica. Non tenete il tasto premuto a lungo, perché la bobina e le pile si scaldano, e staccate la pila quando avete finito. Non collegate mai direttamente i due poli della pila. I bordi della latta tagliano: limateli e usate i guanti.

Storia ed evoluzione

Prima dell’elettricità, il telegrafo ottico di Chappe passava i segnali da una torre all’altra; un messaggio poteva andare da Parigi a Lille in circa mezz’ora.

La parola telegrafo indicò dapprima il sistema ottico di Claude Chappe e dei suoi fratelli, presentato nel 1791. La prima linea, da Parigi a Lille, fu aperta nel 1794 e copriva circa 230 km. In ogni torre gli operatori disponevano bracci di legno in posizioni convenute e leggevano la torre successiva con il cannocchiale. Al suo apice la rete francese arrivò a quasi 5.000 km.

Il telegrafo elettrico divenne possibile quando le pile riuscirono a fornire una corrente costante e gli elettromagneti a rivelarla. In Gran Bretagna William Fothergill Cooke e Charles Wheatstone brevettarono nel giugno 1837 un telegrafo ad aghi, descritto con cinque aghi, e provarono lo stesso anno un apparecchio ad aghi fra le stazioni londinesi di Euston e Camden Town. Nel 1839 la Great Western Railway installò uno dei loro telegrafi su circa 21 km di linea a partire da Paddington. Gli apparecchi britannici successivi funzionavano con uno o due aghi.

Negli Stati Uniti Samuel Morse, pittore e professore a New York, lavorò con Alfred Vail, che costruiva gli strumenti. Presentarono il loro telegrafo il 6 gennaio 1838 nella ferriera della famiglia Vail, vicino a Morristown, su circa tre chilometri di filo. Nel 1843 il Congresso stanziò 30.000 dollari per una linea da Washington a Baltimora, e il 24 maggio 1844 Morse vi trasmise le parole «What hath God wrought» («Che cosa ha operato Dio»). Nel 1850 le linee raggiungevano tutte le città importanti a est del Mississippi, e una arrivò in California nel 1861.

Sezione del cavo atlantico d’alto mare del 1865-66: sette fili di rame nella guttaperca, uno strato di iuta catramata e dieci fili di ferro rivestiti di canapa.

Un cavo sottomarino unì Dover e Calais nel 1851. Il primo cavo atlantico, posato nell’agosto 1858, smise di funzionare dopo poche settimane; uno duraturo fu portato a terra nel luglio 1866. Gli ingegneri impararono a far passare più messaggi sullo stesso filo, prima uno per senso contemporaneamente con il duplex perfezionato da Joseph Stearns nel 1868, poi due per senso con il quadruplex di Thomas Edison. Il traffico telegrafico britannico toccò il massimo verso il 1900, con circa 90 milioni di messaggi l’anno. Poi il telefono si prese gran parte del lavoro, e verso il 1980 satelliti e nuovi cavi avevano reso superata la telegrafia sottomarina.