Изобретение телефона

 

 

Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «История мировой и отечественной связи»

                   

 

Тема:

Изобретение телефона.

 

 

 

 

 

К/р. №1, Тема №10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт Петербург

2004

 

 

 

Содержание:

 

«Телефон» древности: передача информации на дальние расстояния звуками.	3
Телефонный аппарат А.Г.Белла.	5
Голубицкий - отец русских телефонов	6
Усовершенствование телефона	7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Телефон» древности: передача информации на дальние расстояния звуками.

 

Первое упоминание о передаче информации на расстояние встречается еще в древнегреческом мифе о Тесее. Отец этого героя, Эгей, отправляя сына на битву с чудовищем Минотавром, проживавшем на острове Крит, попросил сына в случае успеха поднять на возвращающемся корабле белый парус, а в случае поражения - черный. Тесей убил Минотавра, но паруса, как всегда, перепутали, и несчастный отец, подумав, что чудовище задрало сына, утопился. В честь этого события море, где утопился чадолюбивый Эгей, до сих пор носит название Эгейского.

Далее человечество особо не мудрствовало над трансляцией сигналов и символов на дальние расстояния. Самым надежным средством связи всегда были гонцы, как люди, так и птицы. Когда особо желающих бегать в любую, даже самую отвратительную погоду со всякими сообщениями не находилось, то пользовались просто голосом, или дымом, или огнем костра или еще чем-то условным. Правда, в конце ХVI итальянский ученый Джованни делла Порта предложил проложить «переговорные трубы» вроде тех, что используются на пароходах для связи капитана с машинным отделением, по всей Италии. Но эта идея, почему-то, не встретила понимания со стороны его современников.

 использовали своеобразную акустическую эстафету - цепь людей расставленных друг от друга на расстояние нескольких сот метров, так, чтобы каждый слышал, что ему кричит его сосед. По уверениям Диодора Сицилийского такая цепь глашатаев передавала за день сообщение на расстояние, для покрытие которого посыльному потребовалось бы не менее месяца. Подобная связь, применявшаяся галлами в галльской войне, приносила Цезарю массу огорчений, так как галлы были всегда в курсе передвижения римских легионов.

Славный рыцарь английского короля Карла Самуэль Морланд изобрёл рупор, незамысловатый прибор, верно служащий и до сих пор. Рупор позволял и передавать речь на большие расстояния, и намного лучше слышать, что говорит корреспондент.

В 1667 году известный физик Роберт Гук обнаружил, что звук хорошо распространяется по туго натянутой бечёвке. Это нашло широкое применение, в основном, в детской забаве - "нитяном телефоне". Но не только. Были построены линии связи - нити, натянутые на столбах на значительные расстояния до нескольких десятков метров.

Гораздо перспективнее оказался трубчатый телефон. Идею этого телефона сформулировал ещё в 1579 году Дж. Делла Порта, который даже предложил покрыть страну сетью говорящих труб. Но реально акустическая трубчатая связь получила своё распространение после того, как физик Био открыл и исследовал распространение звука на большие расстояния по трубам. Он с удивлением увидел, как общаются через бульвар Капуцинов друг с другом рабочие, прокладывавшие водопровод. Био предложид идею нового средства связи, а в 1900 году Фрайтаг предложил трубы для лучшей связи наполнять светильным газом, что намного повышало надёжность и дальность связи. Акустическая связь по трубам существует и до сих пор, в частности, на судах для связи капитанского мостика и машинного отделения.

Кауперкольсом был предложен "зеркальный телефон". Он представлял собой вогнутое зеркало, которое фокусировало акустическую волну и направляло её в нужном направлении.

Применить электричество для передачи звуков на большие расстояния решили сначала американец Ч. Пейдж из Салема, а затем, 24 года спустя, Филипп Рейс. О последнем стоит рассказать подробнее. Он родился в семье пекаря, рано осиротел, и его опекуны не стали учить мальчишку, чтобы не тратить на это дело деньги. Мальчик перебирается во Франкфурт, где устраивается подматерьем-красильщиком. Он копил каждый пфенниг, чтобы учиться в одной из частных школ. В этой школе часть предметов преподавали сами ученики. Рейс преподавал географию, и так успешно, что со временем он становится преподавателем в Фридрисдорфе. Именно здесь в сарае он и оборудовал то, что можно назвать лабораторией. Позже изобретатель писал: "Под влиянием своих занятий физикой я в 1860 году вернулся к исследованию органов слуха, которым занимался уже ранее. Вскоре мои усилия увенчались успехом. Мне удалось изобрести аппарат, при помощи которого можно было ясно и наглядно демонстрировать принцип действия уха и переносить с помощью гальванического тока любые тоны на любое расстояние. Свой аппарат я назвал "телефоном".

Прибор был построен из пробки от бочонка, вязальной спицы, старой разбитой скрипки и гальванического элемента. И тем не менее, телефон работал.

В качестве рупора была коробка, в верхней стенке которой вырезано отверстие, затянутое мембраной с тонкой иглой посередине. Острие иглы в спокойном состоянии касалось помещённой над иглой металлической пластинки. Приёмная часть состояла из резонатора в котором находилась вязальная спица, обмотанная проволокой.

От звука голоса говорящего мембрана с иглой приходила в движение. Если цепь была замкнута, то игла, отскакивая от пластинки, размыкала цепь, а возвращаясь, замыкала её. Спица в резонаторе, механически деформировалась, повторяя частоту замыканий и размыканий цепи, ворчала. Если слоги сказанного произносились медленно и внятно, то, находившиеся в соседней комнате могли различить слова говорящего. Было построено несколько аппаратов, и даже удалось продать их. Они использовались скорее как детская игрушка, чем сколь-либо серьёзное и полезное устройство

Вскоре изобретатель умер и был забыт. Однако в 1885 году в Гнельгаузене ему был воздвигнут памятник, по поводу этого события генеральный директор почт США прислал следующую телеграмму: "В чести, мир не оказал Филиппу Рейсу при его жизни, он не откажет ему теперь, когда его уже нет среди нас, ибо его великий дух жив и движет мир".

Случилось так, что один из аппаратов Рейса попал в Эдинбург, где в этот момент находился американец Александр Грехем Белл, который был учителем школы глухонемых. Поэтому ему было далеко небезразлично всё, что связано с речью и слухом.

Поэтому неудивительно, что Белл решил прежде всего преобразовать электрические сигналы в световые. Возясь с аппаратом Рейса, усовершенствуя его Белл понял, что в его руках возможный аппарат для передачи речи на большое расстояние, но он должен быть в другом исполнении.

Спустя некоторое время изобретатель сделал такое заявление: "Я изобрёл телефон благодаря своему незнанию электротехники. Ни один человек, хотя бы элементарно знакомый с электротехникой, ни за что бы не изобрёл телефона". Зерно истины здесь есть. Аппарат, созданный Беллом оказался во много раз более простым и эффективным, чем аппарат Рейса.

В деревянную ручку приёмника был вставлен стальной намагниченный сердечник с катушкой изолированной проволоки на нём. Над сердечником находилась тонкая стальная мембрана. Обмотка катушки приёмника была соединена проводами с катушкой электромагнита передатчика. Конструкция была подобна описанной конструкции приёмника. Под действием звуковых колебаний мембрана и катушка передатчика колебались, колебания вызывали в катушке ток, который передавался катушке приёмника и там возникали такие же колебания вследствие электромагнитной индукции. Аппарат не нуждался в источнике энергии, воспроизведённый звук был хоть и слабым, но чётким.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Телефонный аппарат А.Г.Белла.

 

Изобретение телефона было запатентовано 14 февраля 1876 года Александром Грехем Беллом на два часа ранее, чем была подана заявка на такое же изобретение Греем. Неудача постигла не только Грея. Подобное изобретение сделал ещё в 1849 году А. Медуччи, а в 1854 году Ш. Бурсель.

Но заявки или не подавались, или были затеряны в бюрократических архивах. Но было бы несправедливо приписывать лавры отца телефонии только лишь А. Беллу. Его изобретение действительно является великим. Но ему предшествовали работы многих ученых. В частности, одно из первых открытий, которые впоследствии привели к созданию телефона, сделал в 1837 г. американский физик Ч. Пейдж. Он обнаружил явление, названное им гальванической музыкой, - прерывистый ток, протекающий по обмотке электромагнита и вызывающий звуки определенного тона. В 1861 г. немецкий физик Ф. Рейс построил "музыкальный телефон", передающий звуки по электрическим проводам. Но это были лишь отдельные звуки с искаженным тембром, и поэтому аппарат не применялся на практике. Прибор Рейса состоял из передатчика, гальванической батареи, соединительного провода и приемника. Под влиянием звуковых волн перепонка передатчика приходила в колебание, то погружая в ртуть, то извлекая из нее платиновый штифт, связанный линейным проводом с одним концом медной обмотки катушки приемника. Другой конец заземлялся. Таким образом в цепи создавался прерывистый ток, под действием которого стальной стержень приемника намагничивался и размагничивался, что и обусловливало его звучание.

  Значительный шаг вперед в области развития идеи частотного телеграфирования был сделан профессором Харьковского университета Ю. И. Морозовым. В 1869 г. он разработал передатчик, представляющий собой сосуд, наполненный токопроводящей жидкостью с двумя опущенными в нее электродами. Один из них был изготовлен в виде металлической пластинки с жестко укрепленным концом. При ее колебании между ней и неподвижным электродом по синусоидальному закону изменялось электрическое сопротивление. Соответственно изменялся и ток в цепи. Передатчик Морозова представлял собой прообраз микрофона.

На всемирных выставках сначала в Филадельфии в 1876 г, а затем в 1881 году в Париже телефон Белла был основным чудом, увидеть которое стремились толпы любопытных.

Александр Белл является также изобретателем конструкции, которая впоследствии легла в основу миноискателя. В 1882 году изобретатель преподнёс в дар одной американской больнице портативный электромагнитный прибор, который был предназначен для безболезненного поиска пуль и других металлических предметов в теле человека. И этот прибор долго и успешно служил в клиниках как Америки, так и Европы вплоть до того, когда его вытеснили рентгеновские аппараты.

Существенное усовершенствование в телефонную связь внёс Юз, уже получивший к тому времени благодаря изобретению в 1855 г буквопечатающего телеграфа. Юз снабдил телефон микрофоном. Вначале это был угольный стерженёк с заточенными концами, упиравшимися в контакты. Через стержень проходил ток, который менялся в зависимости от того, каким было сопротивление в контактах. А сопротивление менялось в зависимости от падающей на угольный стерженёк звуковой энергии. Впоследствии стержень был заменен угольным порошком, который соприкасался со стальной эластичной мембраной. Изобретение микрофона позволило подключать в сеть сильные источники тока и образовывать сложные разветвлённые телефонные линии.

 

 

П. М. Голубицкий - отец русских телефонов

Павел Михайлович Голубицкий, один из первых русских изобретателей в области телефонии, родился 16 (28 по старому стилю) марта 1845 г. в деревне Почуево Тарусского уезда Калужской губернии. В 1870 г. он окончил физико-математический факультет Петербургского университета.

Путь П. М. Голубицкого в телефонию начался с изучения телефона Белла, изобретенного в 1876 г. В 1878 г. Павел Михайлович создал свой оригинальный телефон - так называемый телефон-вибратор. Но это был лишь первый результат его кропотливой работы. К началу 80-х годов относится еще одно знаменитое изобретение русского инженера - многополюсный телефон, успешно выдержавший испытания на расстоянии 353 км.

Аппараты Голубицкого быстро получили признание как в России, так и за рубежом. В частности, комиссия французского морского министерства признала их непревзойденными. П. М. Голубицкий предложил настольный телефонный аппарат с рычагом переключения вызов - разговор. При обычном положении телефонной трубки контактный рычаг поддерживал аппарат в состоянии готовности к приему вызова, а при снятии телефонной трубки схема аппарата автоматически приводилась в состояние готовности для ведения переговоров. Эта идея - коммутация электрических цепей в зависимости от положения телефонной трубки - применяется и в современных аппаратах.

До сих пор используется и принцип, положенный в основу созданного Голубицким первого микрофонного капсюля с угольным порошком. Изобретатель указал, что микрофон с угольными стержнями искажает речь из-за искрения в контактах. Для устранения этого явления необходимо максимально уменьшить сопротивление микрофона и увеличить его поверхность, вибрирующую под действием звуковой волны. В 1883 г. он сконструировал и запатентовал микрофон с угольным порошком. Однако в России к этому изобретению отнеслись с некоторым недоверием. И стесненный в средствах на продолжение опытов Голубицкий продал права на его использование французской телефонной компании. А для русских чиновников, заказывавших Голубицкому телефонные аппараты для железных дорог и с опаской относившихся к порошковым микрофонам, он создал "гребешковый" микрофон - с привычными угольными палочками, но с большим, чем ранее, числом контактов.