عرض مصدر جهاز إرسال فجوة الشرارة

{{يتيمة|تاريخ =نوفمبر 2024}}
[[ملف:Morseapparat-2.JPG|تصغير|upright=1.7|يسار|جهاز إرسال فجوة الشرارة مقترن بالحث منخفض الطاقة معروض في المتحف الكهربائي، [[فراستانز]]، [[النمسا]]. توجد فجوة الشرارة داخل الصندوق ذي الغطاء الشفاف في المنتصف العلوي.]]

'''جهاز إرسال فجوة الشرارة''' {{إنج|spark-gap transmitter}} هو نوع قديم من [[جهاز إرسال|أجهزة إرسال الراديو]] التي تولد [[موجة راديو|موجات راديوية]] عن طريق [[شرارة كهربائية]].<ref name="Hempstead">"Radio Transmitters, Early" in {{استشهاد بكتاب|مؤلف=Hempstead|الأول=Colin|مسار=https://books.google.com/books?id=2ZCNAgAAQBAJ&q=encyclopedia+%22spark+transmitter%22&pg=PA650|عنوان=Encyclopedia of 20th-Century Technology|تاريخ=2005|ناشر=Routledge|صفحات=649–650|مؤلف2=Worthington|الأول2=William|isbn=978-1135455514|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241111074047/https://books.google.com/books?id=2ZCNAgAAQBAJ&q=encyclopedia+%22spark+transmitter%22&pg=PA650|تاريخ أرشيف=2024-11-11}}</ref><ref name="Morris">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Morris|الأول=Christopher G.|مسار=https://books.google.com/books?id=nauWlPTBcjIC&q=%22spark+transmitter%22&pg=PA2045|عنوان=Academic Press Dictionary of Science and Technology|تاريخ=1992|ناشر=Gulf Professional Publishing|صفحات=2045|isbn=978-0122004001|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241113043620/https://books.google.com/books?id=nauWlPTBcjIC&q=%22spark+transmitter%22&pg=PA2045|تاريخ أرشيف=2024-11-13}}</ref> كانت أجهزة إرسال فجوة الشرارة أول نوع من أجهزة إرسال الراديو، وكانت النوع الرئيسي المستخدم خلال عصر [[إبراق لاسلكي|التلغراف اللاسلكي]] أو "الشرارة"، العقود الثلاثة الأولى من [[اتصال راديوي|تقنية الاتصال الراديوي]]، من عام 1887 حتى نهاية الحرب العالمية الأولى.<ref name="Champness">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The spark era - the beginning of radio|صحيفة=Silicon Chip Online|مسار=http://www.siliconchip.com.au/Issue/2010/April/The+spark+era%3A+the+beginning+of+radio|مؤلف=Champness|الأول=Rodney|تاريخ=April 2010|صفحات=92–97|تاريخ الوصول=14 March 2018|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241113001154/https://www.siliconchip.com.au/Issue/2010/April/The+spark+era%3A+the+beginning+of+radio|تاريخ أرشيف=2024-11-13}}</ref><ref name="Terman">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Terman|الأول=Frederick Emmons|مسار=https://archive.org/stream/RadioEngineering/Terman-RadioEngineering#page/n19/mode/2up|عنوان=Radio Engineering|ناشر=McGraw-Hill Book Co.|سنة=1937|طبعة=2nd|مكان=New York|صفحات=6–9|تاريخ الوصول=September 14, 2015}}</ref> قام الفيزيائي الألماني [[هاينريش هرتز|هاينريش هيرتز]] ببناء أول أجهزة إرسال فجوة الشرارة التجريبية في عام 1887، والتي أثبت من خلالها وجود الموجات الراديوية ودرس خصائصها.

كان أحد القيود الأساسية لأجهزة إرسال فجوة الشرارة هو أنها تولد سلسلة من النبضات العابرة القصيرة من الموجات الراديوية تسمى [[الموجه التناقصيه|الموجات المخففة]] [[:en:Damped wave (radio transmission)|damped waves]]؛ وهي غير قادرة على إنتاج {{Ill-WD2|الموجات المستمرة|id=Q1129003}} [[:en:Continuous wave|continuous waves]] المستخدمة لنقل [[هندسة صوتية|الصوت]] في عمليات إرسال الراديو الحديثة [[بث إذاعي بتضمين السعة|ذات تعديل السعة AM]] أو [[بث إذاعي بتضمين التردد|تعديل التردد FM]]. لذلك لم تتمكن أجهزة إرسال فجوة الشرارة من إرسال الصوت، وبدلاً من ذلك كانت تنقل المعلومات عن طريق [[إبراق لاسلكي|التلغراف اللاسلكي]]؛ حيث يقوم المشغل بتشغيل جهاز الإرسال وإيقاف تشغيله باستخدام [[مفتاح تلغراف|مفتاح التلغراف]]، مما يؤدي إلى إنشاء نبضات من الموجات الراديوية لتهجئة الرسائل النصية بطريقة [[ترميز مورس]].

جرى تطوير أول أجهزة إرسال واستقبال بطريقة فجوة الشرارة للاتصالات الراديوية بواسطة [[غولييلمو ماركوني|جولييلمو ماركوني]] حوالي عام 1896. وكان أحد الاستخدامات الأولى لأجهزة إرسال فجوة الشرارة على متن السفن، للتواصل مع الشاطئ وبث نداء استغاثة إذا كانت السفينة في حالة خطر. لقد لعبت تلك الأجهزة دورا حاسما في عمليات الإنقاذ البحرية مثل كارثة 1912 لسفينة [[آر إم إس تيتانيك|آر إم إس ''تيتانيك'']]. بعد الحرب العالمية الأولى، ظهرت أجهزة إرسال تعتمد على الأنبوب المفرغ ([[:en:Vacuum tube oscillator|vacuum tube transmitters]])، والتي كانت أقل تكلفة وقادرة على إنتاج موجات مستمرة ذات نطاق أكبر، وأنتجت تداخلا أقل، ويمكنها أيضا حمل الصوت، مما يجعل أجهزة إرسال فجوة الشرارة قديمة بحلول عام 1920. الإشارات الراديوية التي تنتجها أجهزة إرسال فجوة الشرارة "صاخبة" كهربائيا؛ ولديها [[عرض نطاق|عرض نطاق ترددي]] واسع، مما يخلق [[Radio frequency interference|تداخل في تردد الراديو]] التي يمكن أن تُعطل البث. هذا النوع من الانبعاثات الراديوية محظور بموجب القانون الدولي منذ عام 1934.<ref name="FCC">Individual nations enforce this prohibition in their communication laws. In the United States, Federal Communications Commission (FCC) regulations make it a felony to operate a spark transmitter: {{استشهاد بويب|عنوان=Section 2.201: Emission, modulation, and transmission characteristics, footnote (f)|مسار= https://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2007-title47-vol1/xml/CFR-2007-title47-vol1-sec2-201.xml|ناشر=US Government Publishing Office website|تاريخ الوصول=16 March 2018|صحيفة=Code of Federal Regulations, Title 47, Chapter I, Subchapter A, Part 2, Subpart C|تاريخ=1 October 2007|مسار أرشيف= https://archive.today/20121212114403/http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR-2007-title47-vol1/xml/CFR-2007-title47-vol1-sec2-201.xml|تاريخ أرشيف=2012-12-12}}</ref><ref name="Schroeder">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Schroeder|الأول=Peter B.|مسار=https://books.google.com/books?id=sEeaJC_y22EC&q=spark&pg=PA14-IA15|عنوان=Contact at Sea: A History of Maritime Radio Communications|تاريخ=1967|ناشر=The Gregg Press|صفحات=26–30|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241111074914/https://books.google.com/books?id=sEeaJC_y22EC&q=spark&pg=PA14-IA15|تاريخ أرشيف=2024-11-11}}</ref>

== نظرية التشغيل ==
تشع [[موجة كهرطيسية|الموجات الكهرومغناطيسية]] بواسطة [[شحنة كهربائية|الشحنات الكهربائية]] عندما يجري [[تسارع|تسريعها]].<ref name="Serway">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Serway|الأول=Raymond|مسار=https://books.google.com/books?id=CX0u0mIOZ44C&q=%22electromagnetic+wave%22+charge+acceleration&pg=PA714|عنوان=College Physics|تاريخ=2008|ناشر=Cengage Learning|طبعة=8th|صفحات=714|مؤلف2=Faughn|مؤلف3=Vuille|الأول2=Jerry|الأول3=Chris|isbn=978-0495386933|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241224191448/https://books.google.com/books?id=CX0u0mIOZ44C&q=%22electromagnetic+wave%22+charge+acceleration&pg=PA714|تاريخ أرشيف=2024-12-24}}</ref><ref name="Ellingson">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Ellingson|الأول=Steven W.|مسار=https://books.google.com/books?id=QMKSDQAAQBAJ&q=%22radio+wave%22+time+varying+electric+current&pg=PA16|عنوان=Radio Systems Engineering|تاريخ=2016|ناشر=Cambridge University Press|صفحات=16–17|isbn=978-1316785164|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241219024542/https://books.google.com/books?id=QMKSDQAAQBAJ&q=%22radio+wave%22+time+varying+electric+current&pg=PA16|تاريخ أرشيف=2024-12-19}}</ref> يمكن توليد [[موجة راديو|الموجات الراديوية]]، وهي موجات كهرومغناطيسية ذات [[تردد]] راديوي، عن طريق [[تيار كهربائي|تيارات كهربائية]] متغيرة مع الزمن، تتكون من [[إلكترون]]ات تتدفق عبر موصل وتغير سرعتها فجأة، وبالتالي تتسارع.<ref name="Ellingson" /><ref name="Nahin1">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Nahin|الأول=Paul J.|مسار=https://books.google.com/books?id=V1GBW6UD4CcC&q=%22electromagnetic+waves%22+accelerated+&pg=PA27|عنوان=The Science of Radio: with MATLAB and Electronics Workbench demonstrations|تاريخ=2001|ناشر=Springer Science and Business Media|طبعة=2nd|صفحات=27–28|isbn=978-0387951508|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241113045703/https://books.google.com/books?id=V1GBW6UD4CcC&q=%22electromagnetic+waves%22+accelerated+&pg=PA27|تاريخ أرشيف=2024-11-13}}</ref>

كانت [[سعة كهربية|المكثفات]] المشحونة كهربائيًا التي يجري تفريغها من خلال [[شرارة كهربائية]] عبر فجوة شرارة [[:en:Spark gap|spark gap]]<nowiki/>بين موصلين هي أول جهاز معروف يمكنه توليد موجات راديوية.<ref name="Aitken2014">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Aitken|الأول=Hugh G.J.|مسار=https://books.google.com/books?id=ebr_AwAAQBAJ&pg=PA3|عنوان=The Continuous Wave: Technology and American Radio, 1900-1932|تاريخ=2014|ناشر=Princeton University Press|isbn=978-1400854608|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241111083035/https://books.google.com/books?id=ebr_AwAAQBAJ&pg=PA3|تاريخ أرشيف=2024-11-11}}</ref> {{صفحات مرجع|p.3}} الشرارة في حد ذاتها لا تنتج الموجات الراديوية، بل تعمل فقط [[مفتاح كهربائي|كمفتاح]] سريع المفعول لإثارة [[تيار كهربائي|التيارات الكهربائية]] [[رنين (فيزياء)|المتذبذبة ذات]] [[تردد الراديو|التردد الراديوي]] الرنان في موصلات الدائرة المتصلة. تشع الموصلات الطاقة في هذا التيار المتذبذب على شكل موجات راديوية.

بسبب [[محاثة|المحاثة]] المتأصلة في موصلات الدائرة، فإن تفريغ المكثف من خلال مقاومة منخفضة بما فيه الكفاية (مثل الشرارة) يكون [[تذبذب (فيزياء)|متذبذبًا]]؛ وتتدفق الشحنة بسرعة ذهابًا وإيابًا عبر فجوة الشرارة لفترة وجيزة، مما يؤدي إلى شحن الموصلات على كل جانب بالتناوب بالإيجاب والسلب، حتى تتلاشى التذبذبات.<ref name="CodellaSparkRadio">{{استشهاد بويب|ناشر=C. F. Codella's private website|صحيفة=Ham Radio History|تاريخ=2016|مؤلف=Codella|الأول=Christopher F.|عنوان=Spark Radio|تاريخ الوصول=22 May 2018|تاريخ أرشيف=12 نوفمبر 2024|مسار=http://w2pa.net/HRH/spark-radio/|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20241112211614/http://w2pa.net/HRH/spark-radio/}}</ref><ref name="Fleming2">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Fleming|الأول=John Archibald|مسار=https://archive.org/stream/cu31924074412739#page/n45/mode/2up/|عنوان=The Principles of Electric Wave Telegraphy|تاريخ=1906|ناشر=Longmans Green and Co.|مكان=London|صفحات=15–16}}</ref>
[[ملف:Spark_gap_transmitter_diagram_(alt).png|تصغير|رسم تخطيطي مصور لجهاز إرسال فجوة شرارة بسيط من كتاب هوايات للأولاد يعود تاريخه إلى عام 1917، يوضح أمثلة للمكونات الإلكترونية المبكرة المستخدمة. وكان من المعتاد أن يقوم آلاف الهواة ببناء أجهزة إرسال منخفضة الطاقة في منازلهم خلال هذه الفترة لاستكشاف تقنية الراديو الجديدة المثيرة.]]
يتكون جهاز إرسال فجوة الشرارة العملي من الأجزاء التالية:<ref name="مولد تلقائيا1">{{استشهاد بويب|ناشر=C. F. Codella's private website|صحيفة=Ham Radio History|تاريخ=2016|مؤلف=Codella|الأول=Christopher F.|عنوان=Spark Radio|تاريخ الوصول=22 May 2018|تاريخ أرشيف=12 نوفمبر 2024|مسار=http://w2pa.net/HRH/spark-radio/|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20241112211614/http://w2pa.net/HRH/spark-radio/}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFCodella2016">Codella, Christopher F. (2016). [http://w2pa.net/HRH/spark-radio/ "Spark Radio"]. ''Ham Radio History''. C. F. Codella's private website<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">22 May</span> 2018</span>.</cite></ref><ref name="Kennedy">{{استشهاد بويب|ناشر=American Radio Relay League|صحيفة=The history of QST Vol. 1 - Technology|تاريخ=1990|مؤلف=Kennedy|الأول=Hal|عنوان=How spark transmitters work|تاريخ الوصول=27 March 2018|تاريخ أرشيف=25 نوفمبر 2024|مسار=http://www.arrl.org/files/file/History/History%20of%20QST%20Volume%201%20-%20Technology/Kennedy%20N4GG.pdf|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20241125173139/http://www3.arrl.org/files/file/History/History%2520of%2520QST%2520Volume%25201%2520-%2520Technology/Kennedy%2520N4GG.pdf}}</ref><ref name="Morecroft">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Morecroft|الأول=John H.|مسار=https://archive.org/details/principlesofradi00moreuoft|عنوان=Principles of Radio Communication|تاريخ=1921|ناشر=John Wiley and Sons|مكان=New York|صفحات=[https://archive.org/details/principlesofradi00moreuoft/page/275 275]–279}}</ref><ref name="Hyder">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The final days of ham spark|صحيفة=QST|مسار=http://rfcec.com/RFCEC/Section-3%20-%20Fundamentals%20of%20RF%20Communication-Electronics/13%20-%20HISTORY/Radio%20History%2002%20-%20The%20Final%20Days%20of%20Ham%20Spark%20(By%20Harry%20Hydir%20W7IV).pdf|مؤلف=Hyder|الأول=Harry R.|تاريخ=March 1992|ناشر=American Radio Relay League|المجلد=|العدد=|صفحات=29–32|المعرف=|تاريخ الوصول=5 February 2022|issn=|دوي=|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20230602205258/http://rfcec.com/RFCEC/Section-3%20-%20Fundamentals%20of%20RF%20Communication-Electronics/13%20-%20HISTORY/Radio%20History%2002%20-%20The%20Final%20Days%20of%20Ham%20Spark%20(By%20Harry%20Hydir%20W7IV).pdf|تاريخ أرشيف=2023-06-02}}</ref>

* [[محول]] الجهد العالي، لتحويل الكهرباء ذات [[جهد كهربائي|الجهد]] المنخفض من مصدر الطاقة، وهو بطارية أو مخرج كهربائي، إلى جهد مرتفع بما يكفي (من بضعة [[فولت|كيلو فولت]] إلى 75-100 كيلو فولت في أجهزة الإرسال القوية) للقفز عبر فجوة الشرارة. يقوم المحول بشحن المكثف. في أجهزة الإرسال ذات الطاقة المنخفضة التي تعمل بالبطاريات كان هذا عادةً عبارة عن [[ملف حث]] (ملف Ruhmkorff).
* [[دائرة ملف ومكثف|دائرة رنين]] واحدة أو أكثر (دوائر مضبوطة أو دوائر خزانية) تعمل على إنشاء [[تذبذب (فيزياء)|تذبذبات]] كهربائية [[تردد الراديو|بتردد لاسلكي]] عند إثارتها بواسطة الشرارة. تتكون الدائرة الرنانة من [[مكثف (كهرباء)|مكثف]] (في الأيام الأولى كان يسمى النوع [[قارورة ليدن]]) والذي يخزن الكهرباء ذات الجهد العالي من المحول، وملف من الأسلاك يسمى [[محث|المحث]] أو ملف الضبط، متصلين معًا. تحدد قيم السعة والمحاثة [[تردد]] الموجات الراديوية الناتجة.
** لم تكن أجهزة إرسال فجوة الشرارة الأولى قبل عام 1897 تحتوي على دائرة رنين؛ وكان الهوائي يؤدي هذه الوظيفة، ويعمل بمثابة [[رنان|مرنان]]. ومع ذلك، فإن هذا يعني أن الطاقة الكهرومغناطيسية التي ينتجها المرسل تتبدد عبر نطاق واسع، مما يحد من نطاقها الفعال إلى بضعة كيلومترات على الأكثر.
** تحتوي معظم أجهزة إرسال فجوة الشرارة على دائرتي رنين متصلتين معًا بمحول قلب هوائي يسمى ''المحول الرنان'' أو ''محول التذبذب''.<ref name="مولد تلقائيا1" /> وقد أطلق على هذا الجهاز اسم جهاز الإرسال ''المقترن بالحث inductively-coupled transmitter''. فجوة الشرارة والمكثف المتصلين [[محول|بالملف الأساسي]] للمحول شكلا دائرة رنين واحدة، والتي تولد التيار المتذبذب. أدى التيار المتذبذب في الملف الأولي إلى إنشاء [[حقل مغناطيسي|مجال مغناطيسي]] متذبذب أدى إلى توليد تيار في [[محول|الملف الثانوي]]. يجري توصيل الهوائي والأرض بالملف الثانوي. ترددت سعة الهوائي مع الملف الثانوي لإنشاء دائرة رنين ثانية. يُضبط دائرتي الرنين على نفس [[رنين (فيزياء)|التردد الرنان]]. كانت ميزة هذه الدائرة هي أن التيار المتذبذب استمر في دائرة الهوائي حتى بعد توقف الشرارة، مما أدى إلى إنشاء موجات طويلة ورنانة ومخففة قليلاً، حيث تركز الطاقة في [[عرض نطاق|نطاق ترددي]] أضيق، مما أدى إلى تقليل التداخل مع أجهزة الإرسال الأخرى.
* فجوة الشرارة تعمل [[مفتاح كهربائي|كمفتاح]] يجري التحكم فيه بالجهد في دائرة الرنين، مما يؤدي إلى تفريغ المكثف من خلال الملف.
* [[هوائي|الهوائي]]، وهو موصل معدني مثل سلك مرتفع، يشع الطاقة في التيارات الكهربائية المتذبذبة من دائرة الرنين إلى الفضاء على شكل [[موجة راديو|موجات راديو]].
* مفتاح التلغراف لتشغيل جهاز الإرسال وإيقافه للتواصل بالرسائل باستخدام [[ترميز مورس]].

=== دورة التشغيل ===
يعمل المُرسِل في دورة متكررة سريعة حيث يجري شحن المكثف إلى جهد عالي بواسطة المحول ثم تفريغه عبر الملف بواسطة شرارة عبر فجوة الشرارة.<ref name="مولد تلقائيا1" /> تعمل الشرارة النبضية على إثارة دائرة الرنين ليحدث"الرنين" مثل الجرس، مما ينتج عنه تيار متذبذب قصير يمكن إشعاعه على شكل موجات كهرومغناطيسية بواسطة الهوائي.<ref name="CodellaSparkRadio" /> يكرر المُرسِل هذه الدورة بمعدل سريع، بحيث تبدو الشرارة مستمرة، وتبدو الإشارة اللاسلكية مثل الأنين أو الطنين في [[مستقبل راديوي|جهاز استقبال الراديو]].
[[ملف:Massie_spark_gap.jpg|يسار|تصغير|عرض توضيحي لجهاز إرسال فجوة الشرارة في محطة ماسي اللاسلكية الذي جري ترميمه عام 1907]]

# تبدأ الدورة عندما يقوم التيار القادم من المحول بشحن المكثف، وتخزين شحنة كهربائية موجبة على أحد ألواحه وشحنة سالبة على الأخرى. أثناء شحن المكثف، تكون فجوة الشرارة في حالتها غير الموصلة، مما يمنع الشحنة من الهروب عبر الملف.
# عندما يصل الجهد على المكثف إلى [[جهد الانهيار|جهد انهيار]] فجوة الشرارة، [[تأين|يتأين]] الهواء في الفجوة، مما يؤدي إلى بدء [[شرارة كهربائية]]، مما يقلل [[المقاومة والمواصلة الكهربائية|مقاومته]] إلى مستوى منخفض للغاية (عادة أقل من [[أوم]] واحد). يؤدي هذا إلى إغلاق الدائرة بين المكثف والملف.
# يجري تفريغ الشحنة الموجودة على المكثف على شكل تيار عبر الملف وفجوة الشرارة. بسبب [[محاثة]] الملف عندما يصل جهد المكثف إلى الصفر فإن التيار لا يتوقف بل يستمر في التدفق، مما يؤدي إلى شحن ألواح المكثف بقطبية معاكسة، حتى يجري تخزين الشحنة في المكثف مرة أخرى، على الألواح المقابلة. ثم تتكرر العملية، مع تدفق الشحنة في الاتجاه المعاكس عبر الملف. يستمر هذا الأمر، مما يؤدي إلى تدفق التيارات المتذبذبة بسرعة ذهابًا وإيابًا بين ألواح المكثف عبر الملف وفجوة الشرارة.
# ترتبط دائرة الرنين بالهوائي، وبالتالي تتدفق هذه التيارات المتذبذبة أيضًا في الهوائي، فتقوم بشحنه وتفريغه. يخلق التيار [[حقل مغناطيسي|مجالًا مغناطيسيًا]] متذبذبًا حول الهوائي، في حين يخلق الجهد [[حقل كهربائي|مجالًا كهربائيًا]] متذبذبًا. تنطلق هذه المجالات المتذبذبة بعيدًا عن الهوائي إلى الفضاء على شكل [[موجة كهرطيسية|موجة كهرومغناطيسية]] ؛ موجة راديوية.
# تقتصر الطاقة في دائرة الرنين على كمية الطاقة المخزنة أصلاً في المكثف. تستهلك الموجات الراديوية المشعة، إلى جانب الحرارة التي تولدها الشرارة، هذه الطاقة، مما يتسبب في انخفاض التذبذبات بسرعة في [[سعة (موجة)|السعة]] إلى الصفر. عندما ينخفض التيار الكهربائي المتذبذب في الدائرة الأولية إلى نقطة حيث يصبح غير كافٍ للحفاظ على تأين الهواء في فجوة الشرارة، تتوقف الشرارة، مما يؤدي إلى فتح دائرة الرنين وإيقاف التذبذبات. في جهاز إرسال يحتوي على دائرتي رنين، قد تستمر التذبذبات في الدائرة الثانوية والهوائي لبعض الوقت بعد انتهاء الشرارة. ثم يبدأ المحول بشحن المكثف مرة أخرى، وتتكرر الدورة بأكملها.

الدورة سريعة جدًا، وتستغرق أقل من جزء من الألف من الثانية. مع كل شرارة، تنتج هذه الدورة إشارة راديو تتكون من موجة [[موجة جيبية|جيبية]] متذبذبة تتزايد بسرعة إلى [[سعة (موجة)|سعة]] عالية وتنخفض [[تضاؤل أسي|بشكل كبير]] إلى الصفر، وتسمى الموجة المخففة.<ref name="مولد تلقائيا1" /> [[تردد|التردد]] <math>f</math> من التذبذبات، وهو تردد الموجات الراديوية المنبعثة، يساوي [[رنين (فيزياء)|تردد الرنين]] لدائرة الرنين، والذي يمكن تحديده بواسطة [[سعة كهربية|سعة المكثف]] <math>C</math> [[محاثة|والمحاثة]] <math>L</math> من الملف بالعلاقة التالية:

: <math>f = \frac {1}{2 \pi} \sqrt { \frac {1}{LC}} \,</math>

يكرر المرسل هذه الدورة بسرعة، وبالتالي يكون الخرج عبارة عن سلسلة متكررة من الموجات المخففة. وهذا يعادل إشارة راديو [[تضمين السعة|معدلة السعة]] بتردد ثابت، وبالتالي يمكن [[فك تعديل]]ها في جهاز استقبال راديو بواسطة كاشف [[تضمين السعة|AM]] [[مقوم]]، مثل [[مكشاف بلوري|كاشف البلورات]] أو [[صمام فلمنغ|صمام فليمنج]] الذي كان يُستخدم خلال عصر التلغراف اللاسلكي. يقع [[تردد]] التكرار (معدل الشرارة) في نطاق [[تردد صوتي|الصوت]]، وعادة ما يكون من 50 إلى 1000 شرارة في الثانية، وبالتالي تبدو الإشارة في [[سماعات رأس|سماعات الأذن]] الخاصة بالمستقبِل وكأنها نغمة ثابتة أو أنين أو طنين.<ref name="مولد تلقائيا2">{{استشهاد بويب|ناشر=American Radio Relay League|صحيفة=The history of QST Vol. 1 - Technology|تاريخ=1990|مؤلف=Kennedy|الأول=Hal|عنوان=How spark transmitters work|تاريخ الوصول=27 March 2018|تاريخ أرشيف=25 نوفمبر 2024|مسار=http://www.arrl.org/files/file/History/History%20of%20QST%20Volume%201%20-%20Technology/Kennedy%20N4GG.pdf|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20241125173139/http://www3.arrl.org/files/file/History/History%2520of%2520QST%2520Volume%25201%2520-%2520Technology/Kennedy%2520N4GG.pdf}}<cite class="citation web cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFKennedy1990">Kennedy, Hal (1990). [http://www.arrl.org/files/file/History/History%20of%20QST%20Volume%201%20-%20Technology/Kennedy%20N4GG.pdf "How spark transmitters work"] <span class="cs1-format">(PDF)</span>. ''The history of QST Vol. 1 - Technology''. American Radio Relay League<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">27 March</span> 2018</span>.</cite></ref>

من أجل نقل المعلومات بهذه الإشارة، يقوم المشغل بتشغيل جهاز الإرسال وإيقافه بسرعة عن طريق النقر على [[مفتاح كهربائي|مفتاح]] يسمى مفتاح التلغراف في الدائرة الأساسية للمحول، مما يؤدي إلى إنتاج تسلسلات من السلاسل القصيرة (النقطة) والطويلة (الشرطة) من الموجات المخففة، لتهجئة الرسائل بطريقة [[ترميز مورس]]. طالما يتم الضغط على المفتاح فإن فجوة الشرارة تشتعل بشكل متكرر، مما يخلق سلسلة من النبضات من الموجات الراديوية، وبالتالي فإن ضغطة المفتاح في جهاز الاستقبال تبدو وكأنها طنين؛ وتبدو رسالة ترميز مورس بأكملها وكأنها سلسلة من الطنينات المنفصلة بفترات توقف. في أجهزة الإرسال ذات القدرة المنخفضة، يقوم المفتاح بقطع الدائرة الأساسية لمحول الإمداد بشكل مباشر، بينما في أجهزة الإرسال ذات القدرة العالية، يقوم المفتاح بتشغيل [[مرحل|مُرحل]] عالي التحمل يقطع الدائرة الأساسية.

=== دائرة الشحن ومعدل الشرارة ===
تحدد الدائرة التي تشحن المكثفات، جنبًا إلى جنب مع فجوة الشرارة نفسها، ''معدل شرارة'' المرسل، وعدد الشرارات ونبضات الموجة المخففة الناتجة التي ينتجها في الثانية، مما يحدد نغمة الإشارة المسموعة في المستقبِل. لا ينبغي الخلط بين معدل الشرارة ''وتردد'' المرسل، وهو عدد التذبذبات الجيبية في الثانية في كل موجة مخففة. نظرًا لأن جهاز الإرسال ينتج نبضة واحدة من الموجات الراديوية لكل شرارة، فإن طاقة خرج جهاز الإرسال كانت متناسبة مع معدل الشرارة، لذا تم تفضيل المعدلات الأعلى. تستخدم أجهزة إرسال الشرارة بشكل عام أحد ثلاثة أنواع من دوائر الطاقة وهي:<ref name="مولد تلقائيا1" /><ref name="مولد تلقائيا2" /><ref name="Sarkar">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Sarkar|الأول=T. K.|مسار=https://archive.org/stream/HistoryOfWireless#page/n260/mode/2up|عنوان=History of Wireless|تاريخ=2006|ناشر=John Wiley and Sons|مؤلف2=Mailloux|مؤلف3=Oliner|الأول2=Robert|الأول3=Arthur A.|isbn=978-0471783015}}</ref>{{صفحات مرجع|p.359–362}}

==== ملف الحث ====
يُستخدم [[ملف حث|ملف تحريض]] (ملف Ruhmkorff) في أجهزة الإرسال منخفضة الطاقة، عادةً أقل من 500 واط، وغالبًا ما تعمل بالبطارية. الملف الحثي هو نوع من المحولات التي تعمل بالتيار المستمر، حيث يقوم مفتاح اهتزازي على الملف يسمى [[قاطع كهربائي|القاطع الكهربي]] بقطع الدائرة التي توفر التيار للملف الأساسي بشكل متكرر، مما يتسبب في توليد الملف نبضات ذات جهد عالي. عند تشغيل التيار الأساسي للملف، فإن الملف الأساسي يخلق مجالًا مغناطيسيًا في القلب الحديدي والذي يسحب ذراع القاطع الزنبركي بعيدًا عن جهة اتصاله، مما يفتح المفتاح ويقطع التيار الأساسي. ثم ينهار المجال المغناطيسي، مما يخلق نبضة من الجهد العالي في الملف الثانوي، ويتحرك ذراع القاطع مرة أخرى لإغلاق جهة الاتصال مرة أخرى، وتتكرر الدورة. كل نبضة من الجهد العالي تشحن المكثف حتى تشتعل فجوة الشرارة، مما يؤدي إلى شرارة واحدة لكل نبضة. كانت القواطع محدودة بمعدلات شرارة منخفضة تتراوح بين 20 إلى 100&nbsp;هرتز، يبدو مثل طنين منخفض في جهاز الاستقبال. في أجهزة إرسال الملفات الحثيثة القوية، بدلاً من القواطع المهتزة، تم استخدام [[ملف حث|قاطع توربيني من الزئبق]]. وقد يؤدي هذا إلى قطع التيار بمعدلات تصل إلى عدة آلاف من الهيرتز، ويمكن تعديل المعدل لإنتاج أفضل نغمة.

==== محول التيار المتردد ====
في أجهزة الإرسال ذات القدرة العالية التي تعمل بالتيار المتردد، يقوم [[محول|المحول]] برفع جهد الدخل إلى الجهد العالي المطلوب. يُطبق الجهد الجيبي من المحول مباشرة على المكثف، وبالتالي فإن الجهد على المكثف يتراوح من جهد موجب عالي، إلى صفر، إلى جهد سلبي عالي. يجري تعديل فجوة الشرارة بحيث تحدث الشرارات فقط بالقرب من الحد الأقصى للجهد، عند ذروات [[موجة جيبية|موجة الجيب]] للتيار المتردد، عند شحن المكثف بالكامل. نظرًا لأن موجة الجيب المتردد تحتوي على ذروتين لكل دورة، فمن الأفضل أن تحدث شرارتان أثناء كل دورة، وبالتالي فإن معدل الشرارات كان مساويًا لضعف تردد طاقة التيار المتردد<ref name="مولد تلقائيا3">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The final days of ham spark|صحيفة=QST|مسار=http://rfcec.com/RFCEC/Section-3%20-%20Fundamentals%20of%20RF%20Communication-Electronics/13%20-%20HISTORY/Radio%20History%2002%20-%20The%20Final%20Days%20of%20Ham%20Spark%20(By%20Harry%20Hydir%20W7IV).pdf|مؤلف=Hyder|الأول=Harry R.|تاريخ=March 1992|ناشر=American Radio Relay League|المجلد=|العدد=|صفحات=29–32|المعرف=|تاريخ الوصول=5 February 2022|issn=|دوي=|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20230602205258/http://rfcec.com/RFCEC/Section-3%20-%20Fundamentals%20of%20RF%20Communication-Electronics/13%20-%20HISTORY/Radio%20History%2002%20-%20The%20Final%20Days%20of%20Ham%20Spark%20(By%20Harry%20Hydir%20W7IV).pdf|تاريخ أرشيف=2023-06-02}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFHyder1992">Hyder, Harry R. (March 1992). [http://rfcec.com/RFCEC/Section-3%20-%20Fundamentals%20of%20RF%20Communication-Electronics/13%20-%20HISTORY/Radio%20History%2002%20-%20The%20Final%20Days%20of%20Ham%20Spark%20(By%20Harry%20Hydir%20W7IV).pdf "The final days of ham spark"] <span class="cs1-format">(PDF)</span>. ''QST''. American Radio Relay League: 29–32<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">5 February</span> 2022</span>.</cite></ref> (غالبًا ما تحدث شرارات متعددة أثناء ذروة كل نصف دورة). معدل شرارة أجهزة الإرسال التي تعمل بتردد 50 أو 60 هيرتز وبالتالي فإن طاقة التيار الكهربائي الرئيسية كانت 100 أو 120 هرتز. ومع ذلك، فإن الترددات الصوتية الأعلى تقطع التداخل بشكل أفضل، لذلك في العديد من أجهزة الإرسال، يجري تشغيل المحول بواسطة مجموعة [[محرك مولد|محرك-مولد]]، وهو [[محرك كهربائي]] ويقوم عموده بإدارة [[منوب|مولد]]، والذي ينتج تيارًا مترددًا بتردد أعلى، عادةً 500 هرتز، مما يؤدي إلى معدل شرارة بتردد 1000 هرتز.<ref name="Hyder" />

==== فجوة الشرارة المطفأة ====
السرعة التي يمكن بها إرسال الإشارات محدودة بطبيعة الحال بالوقت الذي يستغرقه إطفاء الشرارة. إذا لم يبرد البلازما الموصلة، أثناء النقاط الصفرية للتيار المتناوب، كما هو موضح أعلاه، بدرجة كافية لإطفاء الشرارة، تظل "شرارة مستمرة" حتى تبديد الطاقة المخزنة، مما يسمح بالتشغيل العملي فقط لما يصل إلى حوالي 60 إشارة في الثانية. إذا تم اتخاذ تدابير فعالة لكسر القوس (إما عن طريق نفخ الهواء عبر الشرارة أو عن طريق إطالة فجوة الشرارة)، فمن الممكن الحصول على "شرارة مطفأة" أقصر بكثير. لا يزال نظام الشرارة المطفأة البسيط يسمح بالعديد من التذبذبات لدائرة المكثف في الوقت الذي يستغرقه إطفاء الشرارة. في حالة كسر دائرة الشرارة، يتم تحديد تردد الإرسال فقط بواسطة دائرة رنين الهوائي، مما يسمح بضبط أبسط.

==== فجوة الشرارة الدوارة ====
في جهاز إرسال مزود بفجوة شرارة "دوارة" ''(أدناه)''، يُشحن المكثف بالتيار المتردد من محول عالي الجهد كما هو موضح أعلاه، ويجري تفريغه بواسطة فجوة شرارة تتكون من أقطاب كهربائية متباعدة حول عجلة تدور بواسطة محرك كهربائي، والذي يُنتج شرارات أثناء مرورها عبر قطب كهربائي ثابت.<ref name="مولد تلقائيا1" /><ref name="مولد تلقائيا3" /> كان معدل الشرارة مساويًا لعدد الدورات في الثانية مضروبًا في عدد أقطاب الشرارة الموجودة على العجلة. كان بإمكانه إنتاج معدلات شرارة تصل إلى عدة آلاف من الهيرتز، وكان من الممكن تعديل المعدل عن طريق تغيير سرعة المحرك. كان دوران العجلة متزامنًا عادةً مع [[موجة جيبية|الموجة الجيبية]] للتيار المتردد بحيث يمر القطب المتحرك بالقطب الثابت عند ذروة الموجة الجيبية، مما يؤدي إلى بدء الشرارة عندما يتم شحن المكثف بالكامل، مما ينتج نغمة موسيقية في جهاز الاستقبال. عندما تم ضبطها بشكل صحيح بهذه الطريقة، تم القضاء على الحاجة إلى التبريد الخارجي أو تدفق الهواء للتبريد، وكذلك فقدان الطاقة مباشرة من دائرة الشحن (بالتوازي مع المكثف) من خلال الشرارة.

== انظر أيضا ==

* [[تاريخ الاتصال الراديوي|تاريخ الراديو]]
* [[اختراع المذياع|اختراع الراديو]]
* [[اللاسلكي للهواة|راديو الهواة]]
* راديو عتيق
* متماسك
* [[مستقبل راديو بلوري|راديو كريستال]]

== المراجع ==
{{مراجع}}
{{روابط شقيقة}}
{{شريط بوابات|إلكترونيات|اتصال عن بعد|الفيزياء|تقانة|هندسة}}

== قراءة إضافية ==

* {{استشهاد بكتاب|مؤلف=Morecroft|الأول=John Harold|عنوان=Principles of Radio Communication|ناشر=Wiley|سنة=1921|مكان=New York|صفحات=275–363|الفصل=Spark Telegraphy|تاريخ الوصول=September 12, 2015|مسار الفصل=https://archive.org/details/principlesofradi00moreuoft}}
* {{استشهاد بكتاب|مؤلف=Zenneck|الأول=Jonathan|مسار=https://archive.org/details/wirelesstelegra00zenngoog|عنوان=Wireless Telegraphy|ناشر=McGraw-Hill Book Company|آخرون=Translated by Alfred E. Seelig|سنة=1915|مكان=New York|مؤلف-وصلة=Jonathan Zenneck|تاريخ الوصول=September 14, 2015}}

== روابط خارجية ==

* [http://home.freeuk.net/dunckx/wireless/wireless.html المولد والقوس والشرارة]
* [https://www.ewh.ieee.org/reg/7/millennium/radio/radio_radioscientist.html فيسيندن والتاريخ المبكر لعلم الراديو]
* [https://web.archive.org/web/20130325082927/http://www.vistech.net/users/w1fji/spark.html نبذة تاريخية عن الشرارة]
* [https://newsm.org/buildings/massie/ جهاز إرسال ماسي سبارك] متحف نيو إنجلاند اللاسلكي والبخاري
*
* [http://www.radioana.com/ مراجعة The Sparks Telegraph Key]
* [http://www.geojohn.org/Radios/MyRadios/Sparks/Sparks.html تكنولوجيا الراديو في الاستخدام الشائع حوالي عام 1914]
* [https://www.electronics-notes.com/articles/history/spark-gap-transmitters/history.php تاريخ وتشغيل جهاز إرسال فجوة الشرارة]

{{اتصالات}}
{{ضبط استنادي}}

[[تصنيف:إبراق]]
[[تصنيف:تحويل الطاقة الكهربائية]]
[[تصنيف:قوس كهربائي]]
[[تصنيف:هندسة لاسلكية]]