پیام‌رسان خانگی

هم‌نشینی با علم > یک تجربه > پیام‌رسان خانگی

تاریخ انتشار: ۹ شهریور ۱۴۰۰

problem

پیام‌رسان خانگی خودتان را بسازید و پیام‌های تلگرافی بفرستید. فرستادن پیام و دریافت پیام در عصر تلگراف را تجربه کنید.

دست به کار شوید!

۱

این وسایل را آماده کنید:

  • ۱۰ تا ۱۵ متر سیم مسی روکش‌دار (از مغازه‌ی الکتریکی سراغ سیم لاکی را بگیرید)
  • کلید قطع و وصل جریان
  • فوم یا تخته برای برقرار کردن مدار
  • باتری ۱/۵ ولت
  • گیره‌ی کاغذ یا سنجاق‌سر فلزی که به آهن‌ربا بچسبند.
  • پیچ یا میخ آهنی
  • نوار چسب برق

۲

حدود ۲۰ سانتی‌متر از سیم را ببرید و کناری بگذارید. حدود ۲۰ سانتی‌متر دیگر از سر سیم را باز کرده و بعد از ادامه‌ی آن به دور پیچ بپیچید. در حدود دویست دور بپیچید. سیم‌پیچ آماده است. هرچه تعداد دورها کم‌تر باشد خاصیت مغناطیسی ایجادشده ضعیف‌تر خواهد بود.

۳

یک سر آزاد سیمی که از سیم‌پیچ آمده است را با چسب برق به یک سر باتری وصل کنید. یک سر سیم آزادی را که قبلا ًبریده‌اید به سر دیگر باتری وصل کنید. می‌توانید از محفظه‌ی اتصال باتری در مدار استفاده کنید.

 

توجه: پیش از هر اتصالی روکش سر سیم را با کمک حرارت یا سیم‌چین پاک‌ کنید تا به خود سیم رسانای جریان برسید. دیگر اینکه موقع اتصال به باتری توجه کنید سر سیم را دقیقاً به مرکز دو سر باتری بچسبانید تا اتصال برقرار شود.

۴

سر دیگر تکه سیم را به کلید وصل کنید. سر دیگر سیمِ سیم‌پیچ که آزاد است را هم به سر دیگر کلید وصل کنید. حالا یک مدار الکتریکی کامل دارید که سیم‌پیچ، باتری و کلید با سیم به هم وصل شده‌اند. پیچ را در فوم فرو کنید و کلید و باتری را هم به فوم وصل کنید.

توجه: امتحان کنید که وقتی کلید وصل است، پیچ آهن‌ربا شده است یا خیر. سنجاق یا سوزنی را نزدیک کنید و ببینید به پیچ می‌چسبد یا خیر. اگر نشد اتصال‌ها را بررسی کنید و مطمئن شوید روکش سیم‌ها در محل اتصال خوب پاک شده باشد.

۵

سنجاق سر را مشابه تصویر باز کنید. بعد در کنار پیچ در فوم فرو کنید طوری‌که لبه‌ی برگشته‌ی آن به سرِ پیچ بخورد.

۶

کلید را قطع و وصل کنید. آیا سر ِسنجاق به پیچ می‌خورد؟ اگر نمی‌خورد کمی آن را جا‌به‌جا کنید تا فاصله‌ی کمی با سر ِ پیچ داشته باشد. اگر می‌خورد تلگراف شما آماده است.

 

توجه: این مرحله کمی چالشی است و باید چندین بار آزمون و خطا کنید تا فاصله‌ی مناسب سنجاق با سرپیچ را پیدا کنید. مجبور می‌شوید چندین بار سنجاق را جابه‌جا کنید. در ویدئو به سوراخ‌های روی فوم توجه کنید که نشان از آزمون و خطا در محل نصب سنجاق دارند!

آزمایش را با باتری‌ قوی‌تر یا ضعیف‌تر امتحان کنید. تعداد باتری‌ها را بیشتر کنید. نتیجه چه فرقی می‌کند؟ اگر با سیم روکش‌دار معمولی امتحان می‌کنید که ضخیم‌تر است احتمالاً نمی‌توانید تعداد دورهای سیم به دور پیچ را زیاد کنید. تلاش کنید از باتری قوی‌تر استفاده کنید. خاصیت آهن‌ربایی سیم‌پیچ، هم به تعداد دورهای سیم‌پیچ وابسته است و هم به شدت جریان الکتریکی که از آن می‌گذرد.

چطور اتفاق افتاد؟

آنچه در ساخت تلگراف اتفاق افتاد چیزی نیست به جز یک خاصیت ساده در طبیعت، خاصیتی که شناخت آن تحولی بزرگ در علم و فناوری ایجاد کرد: ارتباط الکتریسیته و مغناطیس. هر سیمی که حامل جریان الکتریکی باشد یا هر میدان الکتریکی متغیری، در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و هر میدان مغناطیسی متغیری،‌ میدان الکتریکی ایجاد می‌کند که باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. این پدیده‌ها نخستین بار در قرن نوزدهم میلادی (حدود دویست سال پیش) کشف شدند. در ابتدای این قرن نخستین باتری ساخته شد و بعد آزمایش‌های مختلف با مدارهای الکتریکی منجر به شناخت الکترومغناطیس شد و فیزیکدان‌های مختلفی آزمایش‌ها و محاسبه‌های مفصلی انجام دادند و این خاصیت در طبیعت را بهتر شناختند و آن را به کار گرفتند.

سیم‌پیچ الکترومغناطیسی که با پیچیدن سیم به دور هسته‌ی آهنی ساخته شده است.

 

در تلگرافی که ساختیم با کلید قطع و وصل و با کمک باتری، جریان الکتریکی در سیم برقرار شد و این جریان، میدان مغناطیسی یا همان خاصیت آهن‌ربایی در پیچ ایجاد کرد. البته چون این خاصیت خیلی ضعیف است مجبور شدیم سیم را با تعداد دورهای زیادی حول پیچ بپیچیم تا میدان مغناطیسی ِحاصل، آن‌قدر قوی باشد که سنجاق سر را جذب کند.

تلگراف‌های الکتریکی سال‌ها مهم‌ترین ابزار ارتباطی بین نقاط مختلف زمین بودند. سیم‌های تلگراف بین شهرها کشیده می‌شدند و حتی از کف اقیانوس‌ها می‌گذشتند. مدار این تلگراف‌ها چیزی نبود به جز مدار ساده‌ای که دستور ساختش در بالا آمده است. کلید این مدار در شهری گذاشته می‌شد که می‌خواست پیام بفرستد و بعد سیمی از کلید به شهر مقصد کشیده می‌شد و سیم‌پیچ و سوزنِ تلگراف در شهر مقصد گذاشته می‌شد و دوباره سیمی از آن شهر به شهر مبدأ کشیده می‌شد تا مدار کامل شود. متصدی تلگراف با زدن بر روی کلید پیام را از شهری به شهر دیگر می‌فرستاد.

 

به صدای ویدئوی بالا دقت کنید. وقتی روی کلید می‌زنیم کلید و سنجاق تق صدا می‌دهند. قراردادی برای انتقال حروف با همین تق‌تق‌ کردن‌ها وجود دارد. حالتی را که سنجاق دو بار و با فاصله‌ی کم به سر محور سیم‌پیچ بخورد را نقطه و حالتی را که با فاصله‌ی زمانی بلندتری برخورد کند خط می‌نامیم. یعنی با قطع و وصل کلید و با فاصله‌ی زمانی بین این کار، دو علامت می‌فرستیم: نقطه و خط. حال کافی است قراری بگذاریم و بر اساس نقطه‌ها و خط‌ها حروف را بازتعریف کنیم. یعنی مثلاً بگوییم هر وقت دو تق پشت هم خورد و بعد یک تق با فاصله، یعنی الف و همین‌طور الی آخر برای باقی حروف.

جالب است بدانید…

الکترومغناطیس تحولی بزرگ در زندگی بشر در دویست سال گذشته ایجاد کرده است. از وسایل ارتباطاتی مثل تلگراف، تلفن، رادیو، تلویزیون، اینترنت و کامپیوتر گرفته تا مولّد‌های برق و موتورهای الکتریکی و ….

تلگراف با این خاصیت کار می‌کند که جریان الکتریکی میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. موتورهای الکتریکی هم از این خاصیت استفاده می‌کنند. میدان مغناطیسیِ حاصل از جریان الکتریکی باعث چرخش محور سیم‌پیچ در موتورها می‌شود. موتورهای الکتریکی در بسیاری از وسایل زندگی ما وجود دارند طوری که تصور زندگی بدون آنها دشوار است. موتورهای الکتریکی در وسایل برقی خانگی از چرخ گوشت و آبمیوه‌گیری و هم‌زن برقی تا کولر و پمپ‌های آب به کار می‌روند.

با تغییر میدان مغناطیسی جریان الکتریکی ایجاد می‌شود و در ساخت مولد‌های برق شهری از این پدیده استفاده می‌شود. الکتریسیته و مغناطیس و ارتباط بین‌ آنها، هم برق ایجاد می‌کند و هم مبنای کار وسایل مصرف‌کننده‌ی برقی است. برای انتقال تغییراتِ میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی نیازی نیست که همیشه از سیم‌ها و کابل‌های برق استفاده کنیم. امواج الکترومغناطیس این تغییرات را بدون نیاز به سیم منتشر می‌کنند و این فناوری مبنای کار ماهواره‌های ارتباطی، تلفن‌های همراه، کنترل‌های وسایل صوتی تصویری در خانه و بسیاری وسایل دیگر در زندگی امروز ماست.

مطالب مرتبط