Relais
Funktionsweise des Relais
Ein Relais ist ein Schalter, der nicht von Hand, sondern mit Hilfe eines Elektromagneten betätigt wird. Es besteht aus zwei getrennten Stromkreisen. Der erste Stromkreis wird als Steuerstromkreis und der Zweite als Arbeitsstromkreis bezeichnet. Wird der Steuerstromkreis über einen Schalter (S1)geschlossen, dann zieht der Elektromagnet (bestehend aus einer Spule mit Eisenkern) den Schalter (S2) im Arbeitskreis an und der zweite Stromkreis ist ebenfalls geschlossen. Wir der erste Schalter S1 geöffnet, dann lässt der Magnet den Schalter S2 los, und der Arbeitsstromkreis ist unterbrochen. Das Relais bietet somit die Möglichkeit, mit kleinen Spannungen, z.
B. Batteriespannungen, Stromkreise mit hohen Spannungen und Strömen zu steuern. Auch in vielen elektrischen Geräten und Maschinen findet man Relais, z.B. als Schutz-Relais zum Abschalten bei falschen Betriebswerten.
Historischer Hintergrund
Ursprünglich war der Begriff "Relais" der Name für eine Station, an der die Postkutschen früher ihre Pferde wechseln konnte.
Doch der englische Physiker Charles Wheatstone (1802-1875) gab diesem Begriff eine völlig neue Bedeutung. Er erfand eine Schaltung, die es ermöglichte, Stromkreise selbst über lange Strecken intakt zu halten. Diese Schaltung wurde als erstes bei der Eisenbahn eingesetzt. Wenn damals ein Zug abfuhr, so wurde es dem nächste Bahnhof durch eine Klingelzeichen mitgeteilt. Man verband dazu eine Batterie auf dem ersten Bahnhof mit einer Klingel auf dem Zweiten. Doch da die Bahnhöfe meiste durch Kilometer weite Strecken voneinander getrennt waren, floß in dem Stromkreis der Batterie meist nur ein geringer Strom, der nicht dazu ausreichte, die Klingel läuten zu lassen.
Wheatstone baute also am zweiten Bahnhof eine Schaltvorrichtung an, die durch die Batterie des ersten Bahnhofs betätigt wurde. Sie funktionierte schon bei geringer Stromzufuhr und schloß einen weiteren Stromkreis, der die Klingel betätigte.
Telegraphie/Morsen
Das Prinzip des Relais findet sich auch im Morseapparat wieder. Diese Relais waren recht große Geräte mit mächtigen Spulen, die sich nur noch durch die Einzelteile den heutigen Relais ähneln. Der Morseapparat besteht (zum Senden) aus einer Taste mit der lange und kurze elektrische Impulse ("Punkte" und "Striche") auf die Leitung gegeben werden können, und (zum Empfangen) aus einem Elektromagneten mit Anker, der im Takt der Impulse einen Schreibstift gegen einen gleichmäßig bewegten Papierstreifen drückt und so Punkte oder Striche erzeugt.
Chronologischer Abriß der elektrischen Telegraphie
1753: Erste Erwähnung der elektrischen Telegraphie, allerdings ohne die Angabe von technischen Apparaten
seit 1774: Technische Versuche von Lesage, Reiser 1786, Lomond 1787, Cavallo 1795, Salva 1796 und Bétancourt 1787.
Die Geräte verwenden meistens statische Elektrizität aus Kleistschen Flaschen um Holundermarkkügelchen zu bewegen und funktionieren über eine Distanz von bis zu 60 km .
1809: Samuel Thomas von Sömmering stellt den ersten galvansischen und elektrochemischen Telegraphen der Münchener Akademie vor.
1816: Francis Ronalds konstruiert den ersten elektrischen Zeigertelegraphen in London, den er jedoch der Admiralität nicht vorführen kann.
seit 1820 werden elektromagnetische Telegraphen vorgestellt (Ampère, Laplace)
1829: Fechner entwickelt einen elektrischen Telegraphen
1832: Samuel Finley Freese Morse, ein amerikanischer Historienmaler beginnt eigene Telegraphieversuche
1832: Pawel Lwowitch Schilling von Cannstadt konstruiert einen Nadeltelegraphen mit fünf Nadeln und stellt ein Alphabet zusammen
1833: Karl Friedrich Gauss und Wilhelm E. Weber verbinden eine Sternwarte und Physikalisches Kabinett in Göttingen (Distanz von 1500m) mit zwei Drähten und bauen die erste elektromagnetische Telegraphenanlage.
1835: Erdmann entwickelt auf Grund der Versuche in Göttingen die Eisenbahntelegraphie in Deutschland
1837: William Fothergill Cooke und Charles Wheatstone führen die Eisenbahntelegraphie in England ein.
1837: Morse führt seinen ersten Apparat Freunden vor
1839: De Heer führt seinen elektrophysikalischen Telegraphen in Deventer vor.
1840: Morse patentiert seinen "Tastertelegraphen"
1842: Siemens befaßt sich auf Grund des Wheatstonesche Telegraph mit der Telegraphie
1843-1844 Erste Telegraphenlinien nach dem System von Morse zwischen Washingtion und Baltimore.
1845: Wheatstone verbessert sein System mit nur einem Zeiger für die Eisenbahntelegraphie.
1846: Alexander Bein ändert seinen elektochemischen Telegraphen für Schnellbetrieb um, indem er die Depeschen vorher in einen Lochstreifen stanzt.
1846: Walter Siemens konstruiert einen Zeigertelegraphen mit Selbstunterbrechung für den Eisenbahnverkehr.
1847: Der Morsetelegraph wird zum erstenmal in Europa von der hannoverschen Staatsbahn eingeführt.
1853: Gintl zeigt, wie über eine Leitung gleichzeitig mehr als ein Telegramm übermittelt werden kann, indem das Gegensprechen durch eine "Kompensations- Batterie" unterdrückt wird.
1854: W. Siemens und Karl Frischen entwickeln ein Gegensprechverfahren mit nur einer Batterie und Induktionsspulen, welches später auch im Telefon eingesetzt werden kann.
1854: Gaetano Bonelli versucht die telegraphische Verbindung aus fahrenden Zügen einzuführen.
1856: Siemens und Halske entwickeln einen erfolgreichen Magnet-Induktions-Zeigertelegraphen
1861: Während des Bürgerkrieges in Amerika rüstet man einen Luftballon mit Morsetelegraphen aus
1874: Thomas Alva Edison gelang es vier Telegramme auf einer Leitung in eine Richtung zu senden und vier zu empfangen. Es arbeiteten somit 8 Telegraphisten an jedem Ende der Leitung.
(Quadruplex-Telegraphie)
Beschreibung der Entwicklung und Funktionsweise der Telegraphie
Es gibt in der Telegraphie zwei verschiedene Arten der Nachrichtenübermittlung
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