В розділі: Своїми руками
В розділі: Краса і Здоров'я
В розділі: Цікаво знати
В розділі: Своїми руками
В розділі: Психологія
В розділі: Цікаво знати
В розділі: Краса і Здоров'я
  • Цікаво знати
  • Сад і Город
  • Здоров'я
» » Історія винаходу телефону

Історія винаходу телефону

Категорія: Цікаво знати Переглядів: 6 861 Коментарів: 0 Додав: remo Час:

Винахідник : Олександр Грехем Белл Країна : США Час винаходу : 14 лютого 1876

Перша згадка про передачу інформації на відстань зустрічається ще в давньогрецькому міфі про Тесея. Батько цього героя Егей, відправляючи сина на битву з чудовиськом Мінотавром, що проживав на острові Крит, попросив синапри поверненні в разі успіху підняти на  кораблі білі вітрила, а в разі поразки - чорні. Тесей убив Мінотавра, але вітрила, як завжди, переплутали, і нещасний батько, подумавши, що чудовисько задерло сина, втопився. На честь цієї події море, де втопився чадолюбний Егей, до цих пір носить назву Егейського.

 

Далі людство особливо не мудрувало над трансляцією сигналів і символів на далекі відстані. Найнадійнішим засобом зв'язку завжди були гінці, як люди, так і птиці. Коли особливо охочих бігати в будь-яку, навіть саму огидну погоду з усякими повідомленнями не знаходилося, то користувалися просто голосом, або димом, або вогнем багаття або ще чимось умовним.

Правда, в кінці ХVI італійський вчений Джованні запропонував прокласти «переговорні труби» на зразок тих, що використовуються на пароплавах для зв'язку капітана з машинним відділенням, по всій Італії. Але ця ідея, чомусь, не зустріла розуміння з боку його сучасників.

Французька революція принесла з собою колосальний прорив у сфері передачі інформації. У 1789 році механік Клод Шапп запропонував Конвенту покрити Францію мережею веж з встановленими на них пристроями, що складаються з планок, добре видимих ??на відстані. Вночі на кінцях планок запалювалися ліхтарі.

Телеграфіст, що сидить всередині вежі, міняв розташування планок, орієнтуючись на вежу, що знаходиться в межах його видимості. Наступний телеграфіст копіював його і так повідомлення йшло по ланцюжку від відправної точки до кінцевої. Змінюючи розташування планок, можна було отримати близько 200 комбінацій. Шифр, застосовуваний у телеграфі Шаппа, складався з 92 сторінкового зошити, на кожній сторінці якого було рівно по такій же кількості слів. Телеграфіст передавав номер сторінки і номер слова. Телеграфісти проміжних станцій, як правило, не знали шифру і просто передавали комбінації, які бачили з сусідніх станцій.

Наполеон був великим шанувальником телеграфу Шаппа і постарався впровадити його по всій Європі. Швидкість передачі повідомлень була дуже високою. Наприклад, по лінії оптичного телеграфу Петербург - Варшава повідомлення йшло в гарну погоду за 45 хвилин. «... Махіна, влаштована на підвищенні, через яку за допомогою різних знаків можна сповіщати про те, що відбувається». Так характеризував телеграф російський словник за 1818.

Історія винаходу телефону

  Відкривши електрику, вчені довго не могли придумати куди її пристосувати. Передача інформації на відстань - перший досвід її корисного застосування. Ідея електричного телеграфу першою прийшла в голови австрійським військовим, які, бачачи недоліки телеграфу Шаппа. У 1809 Член Мюнхенській академії Самуїл Томас фон Земмеринг винайшов щось, що з'єднуються 35 проводами, відповідних букв алфавіту і цифр. Повідомлення надходило в ванночку з водою, де при замиканні електричного кола виділялися бульбашки газу, по яких і читалося повідомлення.

Настільки складна, в порівнянні з апаратом Шаппа конструкція, якось не прижилася, і перший більш менш придатний до експлуатації електротелеграф з'явився тільки в 1832 році. Його винайшов російський вчений Шиллінг. Надалі його вдосконалили англійці Уїтстона і Кук.

У 1837 році Морзе публічно продемонстрував свій передавальний апарат і свою телеграфну абетку. Почався тріумфальний хід електричного телеграфу по світу. У перебігу десяти років телеграфні лінії буквально обплутали більшу частину Європи і Північної Америки. 

Історія винаходу телефону

Справжнім тріумфом електричного телеграфу стала прокладка кабелю по дну Атлантичного океану спеціально побудованим для цього кораблем «Грейт Істерн» в 1866 році. Телеграф жив довго і щасливо.

З винаходом радіо азбука Морзе перекочувала в ефір. До цих пір, незважаючи на масове поширення Інтернету, стільникового, супутникового та іншого навороченого зв'язку, знаходяться любителі відправляти телеграми, як у великих містах, так і у віддалених аулах.

Телефон, напевно, основний засіб зв'язку початку ХХ століття, народився значно пізніше свого попередника телеграфу. Вже тоді,  телеграф став основним, не рахуючи пошти, засобом зв'язку і передачі інформації.

Тим часом багато винахідники мріяли про більш досконалий і комунікабельний спосіб зв'язку, за допомогою якого можна було б передавати на будь-які відстані живий звук людської мови або музику. 
Перші експерименти в цьому напрямку зробив в 1837 році американський фізик Пейдж. Суть дослідів Пейджа була дуже проста.

Він зібрав електричний ланцюг, в яку входили камертон, електромагніт і гальванічні елементи. Під час своїх коливань камертон швидко розмикав і замикав ланцюг. Цей переривчастий струм передавався на електромагніт, який так само швидко притягував і відпускав тонкий сталевий стрижень. В результаті цих коливань стрижень виробляв співаючий звук, подібний до того, який видавав камертон. Таким чином, Пейдж показав, що передавати звук за допомогою електричного струму в принципі можливо, треба тільки створити досконаліші передавальні і приймальні пристрої.

  Наступний важливий етап у розвитку телефонії пов'язаний з ім'ям англійського винахідника Рейса. Ще в студентські роки Рейс зацікавився проблемою передачі звуку на відстань за допомогою електричного струму. До 1860 року він сконструював до десятка різних пристроїв. Найбільш досконале з них мало наступний вигляд.

Передавач представляв собою порожнистий ящик, забезпечений спереду звуковим отвором і який мав у своїй верхній частині отвір, закритий тонкою, туго натягнутою перетинкою. На цій перетинці лежала тонка платинова пластина, а зверху знаходилося вістря пружної платинової голки, яка була пристосована таким чином, що доторкалася пластини, коли перетинка перебувала в спокої. Дотик цей переривався при коливанні перетинки.

Внаслідок цих поперечних торкань замикався і розмикався струм, що йде від батареї через зажим в платинову пластину і через голку в другий зажим, від останнього провід йшов до приймача, проходив через спіраль і повертався в батарею через зажим і сполучений з ним дріт. Всередині спіралі, містилася тонка залізна спиця, яка двома своїми кінцями прикріплялася до двох стійок  на резонаторній дошці. Частини утворювали на обох станціях пристосування, які мали на меті дати знати віддаленому слухачеві про початок переговорів.

Відтворення звуку, проспіваного в розтрубі, було основане на тому, що залізна спиця, намагнічуючись і размагнічуючись електричним струмом, що проходив по спіралі, починала здійснювати коливальні рухи; вони відчувалися як звук, що відповідав тому звуку, який сприймався приймачем, і коливаннями що приводила в рух перетинка . Резонансна дошка служила для посилення звуку. 
За допомогою телефону Рейса вже можна було передавати не тільки окремі звуки, а й складні музичні фрази і навіть частково  людську мову.

Але якість передачі залишалося настільки низьким, що часто було абсолютно неможливо що-небудь розібрати.Побічні шуми, від замиканням і розмиканням ланцюга, заглушали передачу, а звуки, що відтворюються сталевою голкою, були дуже далекі від модуляцій людського голосу.

Для виразної передачі звуку необхідно було домогтися того, щоб пластинки, як відправника, так і приймача виводилися з свого стану спокою в крайнє положення струмом, сила якого наростала б поступово, і щоб при убуванні струм знову проходив через первинне положення спокою.

Всі ці плавні коливання тембру звуку, складові багатства людської мови, були абсолютно недоступні телефону Рейса - притягання тут наступало стрімко і залишалося незмінним протягом деякого часу, а потім зовсім припинялося.

  Вирішити проблему передачі звуку тільки замиканням і розмиканням ланцюга виявилося неможливим. 
Минуло ще 15 років, перш ніж шотландський винахідник Олександр Белл знайшов більш досконалий спосіб перетворення звуків в електричні сигнали.

За професією Белл був учителем глухонімих дітей. З дитинства він багато займався акустикою, вченням про звук, і мріяв винайти телефон. У 1870 році Белл переїхав до Канади, а в 1872 році - в Америку. Поселившись в Бостоні, він ввів в тамтешній школі для глухонімих дітей розроблену ним систему «видимої мови». Вона мала великий успіх, і незабаром Белл став професором Бостонського університету. Тепер у нього була лабораторія і достатньо коштів, для того, щоб присвятити себе роботі над винаходом телефону.

Забуваючи про сон, Белл цілими ночами просиджував над своїми дослідами. Перші його експерименти повторювали роботи Пейджа.

  Влітку 1875 Белл і його помічник Томас Ватсон зробили установку, що складалася з магнітів з рухомими язичками, які приводилися в дію коливаннями струму. У ланцюг з магнітами включалися різні пристрої Ватсон і Белл перебували в сусідніх кімнатах. Ватсон передавав, а Белл приймав.

Одного разу, коли Ватсон натиснув на кнопку в кінці дроту, щоб привести в дію дзвінок, зіпсувався контакт, і електромагніт притягнув до себе молоточок дзвінка. Ватсон спробував відтягнути його, внаслідок чого навколо магніту виникли коливання. Рух пружини, виробленої Ватсоном, змінило інтенсивність струму і викликало коливальні рухи в пружині протилежної станції в кімнаті Белла, і дріт передав зовсім слабкий звук першого телефону.

  Так, зовсім випадково, Белл виявив, що магніт з легким якорем може бути і передавачем і приймачем сигналу. Після цього здійснити передачу та відтворення звуку за допомогою електричного струму вже не представляло великого труда.

Щоб зрозуміти, як це відбувається, уявімо собі постійний магніт і поблизу від нього гнучку залізну пластину, яка коливається під дією звукових хвиль.

Наближаючись до полюса магніту, вона буде посилювати його магнітне поле, а віддаляючись від нього - послаблювати. Не вдаючись у подробиці, зауважимо, що причиною цьому буде те ж явище електромагнітної індукції. У пластині, яка рухається в магнітному полі, виникатиме електричний струм; цей струм буде створювати навколо пластини власне магнітне поле, яке і накладатиметься на магнітне поле магніту, то посилюючи, то послаблюючи його.

Тепер помістимо на наш уявний магніт котушку з дротом. При коливаннях магнітного поля в котушці виникатиме змінний електричний струм, причому, то в одну, то в іншу сторону. Пропускаючи отриманий струм через обмотки іншого магніту, ми будемо впливати на його магнітне поле, яке теж буде те зростати, то спадати, причому в точності повторюючи всі зміни, що відбуваються в магнітному полі першого магніту.

Якщо у полюса цього другого, що приймає магніту помістити залізну пластинку, вона буде то притягатися до цього магніта під дією посилюється магнітного поля, то віддалятися від нього під впливом своєї пружності і при цьому породжувати звукові хвилі, у всьому подібні тим, що привели у коливання першу пластинку.

Власне, це і сталося при описаних вище обставинах. Роль залізної пластини тут зіграв гнучкий якір магніту. Але це було занадто грубе пристосування, не здатне передати багатьох нюансів звуку. Белл став шукати, чим можна його замінити.

Один знайомий лікар запропонував йому скористатися для експериментів людським вухом і роздобув йому вухо від трупа. Уважно вивчаючи його будову, Белл встановив, що звукові хвилі приводять у коливання барабанну перетинку, від якої вони передаються на слухові кісточки. Це навело його на думку зробити тонку металеву мембрану, помістити її поряд з постійним магнітом і, таким чином, перетворити звукові коливання в електричні.

Минуло кілька місяців напруженої праці, перш ніж телефон заговорив. Тільки 10 березня 1876 Ватсон виразно почув на приймальні станції слова Белла: «Містер Ватсон, будь ласка, прийдіть сюди, мені потрібно з вами поговорити».

Ще раніше, 14 лютого, Белл зробив патентну заявку на свій винахід. Всього через дві години після нього таку ж заявку на ідентичний апарат подав інший винахідник - Ілайша Грей. Однак патент був виданий в березні Беллу, оскільки він перший заявив про своє відкриття. (Пізніше Беллу довелося вести кілька судових процесів з Греєм та іншими винахідниками, відстоюючи свою першість).

Зрештою, Белл купив у Грея право на експлуатацію телефону. На виставці у Філадельфії, що проходила в тому ж році, телефон Белла став головним експонатом.

З цього часу, незважаючи на те, що перші апарати були ще дуже недосконалі, телефони стали швидко розповсюджуватися.

У серпні того ж 1876 року в вживанні було вже близько 800 телефонів, і попит на них все збільшувався.

Пристрій перших апаратів був дуже примітивним. Постійний магніт у формі стрижня був оточений на одному полюсі короткою індукційною спіраллю з тонкого мідного дроту, закінчується двома більш товстими дротами, які за допомогою затискачів були поєднані з дротами. У одного полюса магніту містилася затиснута по краях пластинка з м'якого листового заліза.Все було вставлено в 

дерев'яну оправу, яка в частині мала над платівкою воронкообразное отвір, що служило звуковим конусом. Знизу дерев'яна оправа звужувалася, так як тут вона містила в собі тільки магнітний стрижень, закріплений у своєму становищі гвинтом, і два дроти.

Цей апарат міг служити одночасно і передавачем і приймачем. На станції відправника і на приймальні станції було по такому телефону.

Їх індукційні спіралі з'єднувалися між собою за допомогою дротів і затискачів. Коли конусом користувалися як трубкою і говорили в нього, платівка перед полюсом магніту приходила в коливання; внаслідок цього в спіралі виникали індукційні струми, зміна яких відповідало чинним на платівку звуковим коливанням. Ці струми надходили через дроти в спіраль приймального телефону і викликали коливання мембрани.

Притиснувши конус до вуха, можна було почути голос  на іншому кінці дроту абонента. Індукційні струми, породжувані рухом мембрани, були дуже слабкі, тому стійке спілкування можна було налагодити лише на відстані декількох сот метрів. Далі голоси  ставали настільки тихими, що тонули в гомоні перешкод.

Знадобилася праця багатьох і багатьох винахідників, перш ніж телефон перетворився на надійний засіб зв'язку.

Взагалі телефонний апарат Белла виявився більш пристосований для перетворення хвиль струму в звукові хвилі, ніж назад.

Тому дуже важливим в історії телефонії було відкриття в 1877 році англійським винахідником Юзом мікрофонного ефекту.

У своєму первісному вигляді мікрофон мав наступний пристрій.

Між двома шматками вугілля, укріплених на пластині, встановлювався вугільний стрижень із загостреними кінцями. Струм від елемента проходив через цей вугільний стрижень і через обмотку телефону. При струшуванні горизонтальної пластинки, що грала роль резонатора, вугільний стрижень зміщувався. У цей момент зменшувався його опір струму в місцях контактів, а це, в свою чергу, виробляло помітне посилення сили струму в телефоні. Мембрана починала коливатися з більшою амплітудою, відчого первісний звук посилювався в кілька разів. Слабке цокання годинника, покладених на підставку, сприймалося в телефоні як дуже гучне. Навіть повзання мухи по пластині відтворювалося у вигляді цілком помітного шуму.

Через кілька років після винаходу Юза з'явилося безліч різних конструкцій мікрофонів. 
Широке поширення набули мікрофони, в яких замість стрижнів використовувався вугільний порошок. Коливання мембрани викликали в цьому випадку те ущільнення порошку, то його розпушення, внаслідок чого постійно змінювалося його опір. З'єднаний з мікрофоном телефон став працювати набагато надійніше, але він як і раніше залишався недосконалим.

Слабкі індукційні струми були не в змозі долати опір передавальних проводів. Необхідно було якимось чином посилити їх напруга, не змінюючи при цьому характеру їх коливань. 
Дотепний вихід з положення знайшов знаменитий американський винахідник Едісон, який запропонував використовувати для посилення напруги індукційну котушку.

Так телефонний апарат був доповнений трансформатором.

Якщо насадити дві котушки на один і той же залізний сердечник і пропускати через одну з них змінний струм, то в другій котушці теж індукується змінний струм. Створене перше котушкою змінюється магнітне поле індукує в кожному витку другої котушки струм певної напруги. Витки котушки можна розглядати як послідовно з'єднані джерела струму. Тоді загальну напругу на обмотці другої котушки буде дорівнює сумі напруг всіх її витків. Якщо ми хочемо збільшити напругу, що знімається з другої котушки, ми повинні збільшити число витків.

Таким чином, змінюючи число витків на другій котушці, ми можемо отримати на ній напругу меншу, рівну або більшу, ніж на першому. Однак у скільки разів зростає напруга, в стільки ж разів зменшується сила струму, так що їх добуток у першій та другій котушці залишається рівним (насправді, через неминучі втрати у вторинній катушці цей добуток навіть дещо менший).

Трансформаторний ефект був відкритий одночасно з явищем електромагнітної індукції, але оскільки в техніці довгий час використовувався тільки постійний струм, він спочатку не знаходив застосування. Телефон виявився одним з перших пристроїв, де трансформатор (у вигляді індукційної котушки) отримав деяке поширення.

У створеному Едісоном апараті телефон і мікрофон включалися в два окремі ланцюгаи.

Джерело струму, мікрофон і первинна обмотка трансформатора з'єднані в один ланцюг, інша котушка і телефон-приймач - в іншу.

Принцип роботи цього телефону зрозумілий: внаслідок коливання мембрани опір в мікрофоні постійно змінювався, від чого постійний струм батареї перетворювався в пульсуючий. Цей струм подавався на первинну обмотку трансформатора. У вторинній обмотці індукувався такі ж за формою струми, але більш високої напруги. Вони без труда долали опір проводів і могли передаватися на значні відстані.Вдосконалений таким чином телефон незабаром набув широкого поширення.

У перший час апарати зв'язувалися між собою попарно. Вони не мали комутаторів і дзвінків. Для виклику абонента до апарату просто стукали олівцем по мембрані.

Згодом Едісоном були введені електричні дзвінки.

У 1877 році з'явилася перша центральна телефонна станція в Нью-Хей-вені (США). Порядок з'єднання тут був такий. Абонент, який бажав говорити з будь-якою особою або установою, в абонентній книжці розшукував потрібний номер і дзвонив на центральну станцію. Коли остання відповідала, він повідомляв потрібний йому номер, і, якщо цей номер був не зайнятий, оператор з'єднував його з необхідною особою за допомогою спеціальних штекерів і повідомляв йому, що з'єднання готове. Після цього абонент звертався вже до з'єднаної з ним особи. Після закінчення розмови їх роз'єднували.

Сучасники дуже швидко оцінили зручності, які давав телефон. Незабаром телефонні станції були побудовані у всіх великих містах. Водночас зростав попит на телефонні апарати. У 1879 році Белл створив свою фірму з виробництва телефонів, яка перетворилася незабаром на потужний концерн.

Протягом десяти років тільки в США було встановлено понад 100 тисяч телефонних апаратів, а через 25 років їх вже налічувалося більше мільйона. Потім ця цифра збільшилася ще на порядок.

Белл прожив довге життя і міг спостерігати за поширенням телефонії по всьому світу. Він помер в 1922 році, і пам'ять його вшанували своєрідною хвилиною мовчання: коли труну з тілом винахідника опускали в могилу, всі телефонні розмови припинилися. Пишуть, що в США в цю хвилину мовчало більше 13 мільйонів телефонів.

Удосконаленням телефонних пристроїв зайнялося безліч інших винахідників, і до 1900 року в цій області було видано понад 3 тисяч патентів. З них можна відзначити мікрофон, сконструйований російськими інженерами М. Махальським (1878 р.) і незалежно від нього П. Голубіцким (1883 р.), а також першу автоматичну станцію на 10000 номерів С. М. Апостолова (1894 р.) і перший АТС крокової системи на 1000 номерів С. І. Бердичівського (1896 р.).

Як телефон, так і телеграф набули статусу недоторканних. Ні війни,  ні революції не могли перешкодити їх нормальному функціонуванню. «Алле, Смольний». «Алле, Зимовий.» Улюбленим заняттям военоначальників червоної і білої армій під час Громадянської війни в Росії було перелаюватись по телеграфу. Можна для початку подивитися розповіді Андрія Платонова про громадянську війну.

У двадцятих роках минулого століття телефонні станції, що обслуговуються телефоністками, поступово витісняються автоматичними телефонними станціями, скорочено АТС. У 1956 році прокладається перший телефонний трансатлантичний кабель ТАТ-1. Він поєднав Шотландію та Канаду. Після цього було прокладено більше 100 000 кілометрів телефонних трансатлантичних кабелів, в число яких увійшов знаменитий спеціальний урядовий провід Москва - Вашингтон, за яким могли спілкуватися лише керівник СРСР і американський президент.

Хоча кабельний та дротовий телефонний зв'язок є більш дорожчий, враховуючи кількість закопаної і втопленої в якості телефонних кабелів міді, підрахувати її вартість у порівнянні з радіотелефонним зв'язком неможливо. Тим не менш, вона не збирається здавати своїх позицій.

Здавалося б наступ стільникового зв'язку мало поставити хрест на розвитку дротового зв'язку, але велика надійність і впровадження нових технологій, оптико-волоконної і т.д. і т.п., кажуть про живучість традиційного телефону, особливо у великих мегаполісах. Не треба забувати, що Інтернетом ми користуємося по тим самим телефонних лініях, за якими розмовляли наші бабусі і дідусі, а в центрі Москви, наприклад, прабабусі і прадідусі. Телефон, завдяки новим технологіям міцно освоївши ефір, з нерухомого об'єкта перетворився на зручного супутника сучасної людини.



Сподобалася стаття. Натисніть на кнопки соцмереж і поділіться нею зі своїми друзями:
Ще цікавих матеріалів з нашого сайту:

Додати коментар
Ім'я:*
E-Mail:
b
i
u
s
|
left
center
right
|
emo
url
leech
color
|
hide
quote
translit
Введіть код: *