Изобретение телефона

Изобретение телефона

Телефоном называют любой аппарат, способный передавать голос на расстояние.

История изобретения телефона

Изобретение телефона

Передавать звуковые сигналы люди пытались разными способами. Первым телефоном, который был придуман много веков назад, можно считать «верёвочный телефон». Соединив верёвкой 2 пустые консервные банки, мы получим его образец. Когда в одну банку начинают говорить, звуковые колебания по верёвке передаются другой банке. И если приложить её к уху, можно услышать голос говорящего.

Изобретение телефона 

Верёвочный телефон

Звук передавали и с помощью труб. Этот способ связи до сих пор используется на судах. В защищённых местах корабля проводятся сделанные из латуни или красной меди переговорные трубы. В конечных пунктах они заканчиваются раструбами для передачи и приёма звука.

Изобретение телефона

Передача звука на корабле

Все эти средства связи были механическими приборами. Они передавали звук с помощью колебаний упругой среды. То есть, схема была такой: звук - среда - звук. Но из-за того, что звуковые колебания сильно затухают в среде, акустические телефоны не могли передавать звук на большие расстояния. Кроме того, скорость звука всего 340 м/с в воздухе, поэтому в пункт назначения он приходил не сразу, а спустя некоторое время.

А что если звук преобразовать в электрические сигналы, а затем передать их по проводам? Ведь скорость распространения электрических сигналов по проводам приближается к скорости света. Значит, звук будет передаваться практически мгновенно. Над этим задумывались многие изобретатели. Но путь от механического телефона до электрического был долгим.

Впервые принцип действия телефона изложил в своей диссертации французский инженер-механик и вице-инспектор парижского телеграфа Шарль Бурсель в 1854 г.

Изобретение телефона

Шарль Бурсель

Он же первым употребил слово «телефон». Нужно сказать, что эта идея пришла ему в голову ещё в 1849 г., когда считающемуся автором телефона Александру Беллу было всего 2 года. Она была проста: преобразовать звуковые колебания в электрический ток на передающей станции, передать его по проводам, а на принимающей станции преобразовать ток снова в звук. Было проделано много опытов, но создать телефон на практике Бурселю не удалось.

В середине XIX века итальянец Антонио Меуччи пришёл к такому же выводу, что и Шарль Бурсель, - звуковые колебания можно преобразовывать в электрические сигналы и передавать их по проводам.

Изобретение телефона

Антонио Меуччи

Но создать аппарат он смог только в 1860 г., когда уже жил в Америке. Он назвал его телектрофон, а сообщение о своём изобретении опубликовал в газете. После чего, продав свои разработки компании «Вестерн Юнион» из-за материальных затруднений, он стал ждать предложений о дальнейшем сотрудничестве, которое было ему обещано. Заявку на патент он подал только в 1871 г., но окончательную регистрацию не завершил. К сожалению, компания не проявила интереса к изобретению Меуччи, а в 1874 г. вообще сообщила ему, что документы утеряны. В 1876 г. он прочитал в газете, что патент на изобретение телефона выдан Александру Беллу.

В 1861 г. Иоганн Филипп Рейс, немецкий физик и изобретатель, продемонстрировал созданное им устройство, которое передавало по проводам музыкальные тона и звуки речи. Оно состояло из микрофона, гальванической батареи как источника питания и динамика. Это был первый прототип телефона. Сам Рейс назвал его Telephon.

Изобретение телефона

Иоганн Филипп Рейс

Александр Грэхем Белл в 1876 г. был профессором Бостонского университета и преподавал в нём физиологию речи. Но это не помешало ему заниматься изучением передачи сигнала по каналам электросвязи. Нужно сказать, что Белл пытался изобрести не телефон, а «гармонический телеграф». И в 1875 г. ему был выдан патент на «многоразовый телеграф», который мог посылать 2 сигнала одновременно. А вскоре он создал устройство, способное преобразовывать электричество в звук.

Первый в мире сеанс телефонной связи произошёл совершенно случайно. Белл находился на чердаке своего дома, а его коллега, механик Ватсон, в подвале. Их разделяло несколько этажей. Говорят, что Белл произнёс фразу: «Мистер Ватсон, идите сюда, Вы мне нужны». Она попала в микрофон устройства и была услышана Ватсоном.

В патенте на своё изобретение, полученном Беллом 7 марта 1876 г., не было слова «телефон». Его аппарат назывался «говорящий телеграф». Но он мог передавать речь на расстояние 500 м. Поэтому можно сказать, что всё-таки это был первый телефон. Но одновременно говорить и слушать с помощью этого аппарата было невозможно. Это нужно было делать поочерёдно. Кроме того, в аппарате Белла не было звонка.

Уже в июне того же года Белл продемонстрировал свой аппарат на Всемирной электротехнической выставке в Филадельфии, где он стал главной сенсацией.

Изобретение телефона

Александр Грэхем Белл демонстрирует своё изобретение

Нужно сказать, что 14 февраля 1876 г., в день, когда Белл подал заявку в Патентное бюро на своё изобретение, через 2 часа другой американский изобретатель Элиша Грэй также подал заявку на «Устройство для передачи и приема вокальных звуков телеграфным способом». Но вскоре он отказался от неё.

Изобретение телефона

Элиша Грэй

Вскоре Белл основал компанию Bell Laboratories Telephone, которая занялась внедрением телефона в повседневную жизнь. И уже через 2 года в США в штате Коннектикут заработала единственная в мире в то время телефонная станция, у которой был всего 21 абонент. Но связь была довольно неустойчивой из-за помех.

Несмотря на то, что изобретателем телефона считается Александр Белл, споры о том, кто же всё-таки изобрёл телефон раньше, велись долгое время.

Телефон в России

Изобретение телефона

Павел Михайлович Голубицкий

Хотя первые телефонные линии открылись в крупных городах России в 1881 г., первый русский телефон был создан в 1878 г. изобретателем Павлом Михайловичем Голубицким. Через 4 года им был создан настольный телефонный аппарат, который он продемонстрировал в Европе в 1883 г. Его телефон обеспечил прекрасную связь без помех на расстоянии более 350 км. В этом же году он создал специальную телефонную аппаратуру с отличным качеством связи для железных дорог. Голубицкий - автор микрофона с угольным порошком, а также телефонной трубки, в которой он объединил микрофон и устройство для приёма звука.

Изобретение телефона

Телефонный аппарат Голубицкого

В 1886 г. он создал коммутатор, который попарно соединял несколько телефонных линий. И в этом же году в Главном штабе Петербурга установили телефонную станцию Голубицкого, первую русскую станцию.

31 декабря 1898 г. была открыта телефонная линия Москва - Петербург.

Как работает телефон

Изобретение телефона

 

1 – телефонная трубка; 2 – микрофон; 3 – телефон; 4 – звонок; 5 – кнопочный номеронабиратель (тастатура); 6 – электронные устройства коммутации и управления

Мы часто называем телефоном телефонный аппарат. Но если быть точным, то телефон - это не весь телефонный аппарат, а всего лишь та часть телефонной трубки, которую прикладывают к уху, чтобы расслышать, что говорят на другом конце электрического провода. Это устройство, которое принимает электрические колебания, передаваемые по проводам, и преобразовывает их в звук. Кроме телефона в телефонной трубке находится микрофон - устройство, которое принимает звуки нашего голоса и преобразовывает их в электрические сигналы, передаваемые затем по электрическим проводам. Эти сигналы принимает другой телефон. Так происходит передача звука на расстояние.

Для вызова нужного абонента с телефонного аппарата посылается серия электрических импульсов, соответствующих коду вызываемого абонента. Они образуются при замыкании контактов в момент вращения диска аппарата или нажатии соответствующих клавишей.

Микрофоны и телефоны хорошо пропускают звук частотой 300-3400 Гц. Поэтому речь передаётся и принимается отчётливо.

Современные телефонные аппараты имеют встроенную память, в которой хранятся занесённые в неё телефонные номера. Это позволяет автоматический набор любого из них. Угольный микрофон заменён на электрический. Звук в таких аппаратах можно слышать не только в трубке, но и по громкой связи. Появилась в них и функция тонового набора.

Внешне они изменились тоже. В некоторых аппаратах все части помещены в конструкцию, напоминающую разговорную трубку. Такие телефоны в быту называют телефонами-трубками. Их Они связаны с телефонной линией через устройство, называемое базой. А трубке находится специальныё приёмопередатчик, принимающий радиосигналы от трубки и передающий их на неё. К базе могут быть подключены несколько трубок, которые могут связываться и с базой, и между собой.

Современная телефонная связь

Изобретение телефона

Сотовая связь

В наше время проводная связь активно вытесняется мобильной радиосвязью. Вместо телефонных линий для связи используются радиоканалы.

Мобильная связь делится на сотовую и спутниковую.

Сотовая состоит из большого числа базовых станций. Они связаны между собой центральными коммутаторами. При включении сотовый телефон регистрируется на базовой станции, расположенной ближе всего к нему. Если на его номер поступает звонок, центральный коммутатор переводит вызов на ближайшую к телефону базовую станцию. Базовые станции - это вышки сотовой связи. Во время движения звонок передаётся от одной вышки к другой, пока не поступит на ближайшую к абоненту. А её сигнал примет телефон абонента.

Мобильный телефон передаёт и получает информацию через специальный коммуникационный спутник, областью покрытия которого может быть вся Земля. Спутниковый телефон похож на первые мобильные аппараты, которыми мы пользовались в 90-е годы, но в отличие от них он имеет дополнительную антенну.

В последнее время стало возможным передавать оцифрованный и сжатый с помощью специальных цифровых методов голос через сети, созданные на основе компьютерных технологий (IP-технологии). В 2005 г. создана программа Skype, с помощью которой общаются люди, находящиеся в самых разных точках земного шара.