Как работают телефоны?

Как работают телефоны?

 

Это был один из тех моментов, когда мир
меняется навсегда. 10 марта 1876 года Томас Уотсон смотрел на странный
электрический прибор, когда услышал, как он произнес слова,
вошедшие в историю: «Мистер Уотсон! Подойдите сюда! Я хочу вас видеть!» Эти три коротких
восклицания знаменуют момент, когда телефон
появился на свет благодаря блестящему коллеге Уотсона
Александру Грэхему Беллу (1847–1922). С того момента, чуть больше века
назад, телефон стал одним из самых распространенных
изобретений в мире.
Помимо обработки голосовых вызовов, он позволял отправлять документы по факсу, а также является базовой
инфраструктурой, на которой построен Интернет.
Телефоны кажутся довольно простыми, но что они на самом деле собой представляют и как они маршрутизируют наши звонки по
всему миру? Давайте рассмотрим их поближе!

Фото: Раньше телефоны были громоздкими и дорогими устройствами, и до тех пор, пока
мобильные телефоны не стали популярными с 1980-х годов, они всегда были
зафиксированы на месте. Когда вы звонили по телефону, набранный вами номер попадал в определенное место;
часто вам приходилось просить соединить вас с нужным вам человеком и ждать, пока он подойдет к телефону. Мобильные телефоны
перевернули все это с ног на голову. Теперь телефонные номера привязаны не к местам, а к людям, которые берут свои телефоны и телефонные номера с собой
, куда бы они ни пошли, даже из одной страны в другую.

От телеграфов к телефонам

Вы когда-нибудь пробовали
сделать
телефон из консервной банки
из двух банок из-под печеной фасоли и куска веревки?
Это действительно работает! Мало того, это дает
вам отличное представление о том, как телефон переносит голоса людей с
места на
место. Обычно звуки распространяются по воздуху как невидимые волны,
передавая энергию от чего-то, что
вибрирует (например, кожи барабана или
гитарной струны, движущейся вперед и назад), к нашим барабанным перепонкам. Передача звуков
по воздуху допустима, когда
человек, с которым мы хотим поговорить, сидит в той же комнате. Но если
он находится в другом здании или даже в другой стране, нам нужна другая
форма общения.

 

Работа: Телефоны из жестяных банок посылают звуки в виде вибраций по струне, которая
их соединяет. Струна должна быть намного туже, чем я ее здесь нарисовал!

В 19 веке, незадолго до изобретения телефона,
еще одно электрическое оборудование, называемое телеграфом,
было вершиной коммуникационных технологий. Телеграф представлял собой простую
электрическую цепь, протянувшуюся на многие мили между двумя городами, как правило,
вдоль железнодорожной линии. Сообщения можно было отправлять туда и обратно по
телеграфной линии в виде электрических разрядов.
Как это работало? Представьте себе
фонарик. Это очень простая электрическая цепь: петля кабеля,
соединяющая вместе лампу, выключатель и батарею. Обычно, когда свет
выключен, выключатель устанавливается так, чтобы он разрывал цепь. Выключатель представляет собой
своего рода «разводной мост», который останавливает ток. Когда вы щелкаете
выключателем, вы опускаете разводной мост: вы устраняете разрыв в
цепи, поэтому электроны из батареи непрерывно текут по нему, зажигая лампу
.

 

Иллюстрация: Сэмюэл Морзе демонстрирует свой телеграф: по сути, электрическую цепь, которую вы размыкаете
или замыкаете, чтобы посылать сообщения, закодированные в виде импульсов электричества.
Иллюстрация из иллюстрированной газеты Фрэнка Лесли, 1871 г., любезно предоставлена
​​Библиотекой Конгресса,
Отделом эстампов и фотографий.

Предположим, вы могли бы сделать абсолютно гигантский фонарик
длиной в сотни миль. Если бы вы поместили часть с выключателем на одном конце, скажем, в Нью-
Йорке, а часть с лампой на другом конце, скажем, в Детройте, вы
могли бы
отправлять сообщения между этими двумя местами, включая и выключая выключатель
. Вы бы стояли в Нью-Йорке, щелкая выключателем, а кто-то другой
стоял бы в Детройте, наблюдая, как загорается и гаснет свет. Чтобы отправлять
сообщения, вам нужно было бы заранее согласовать специальный код
, чтобы разные виды вспышек означали разные вещи. Если бы вы хотели быть
действительно
умными, вы могли бы поставить два таких гигантских фонарика рядом,
один для отправки сообщений из Нью-Йорка в Детройт, а другой для
отправки ответов обратно. То, что вы бы построили, было бы
своего рода телеграфом. В настоящих телеграфах вместо лампы есть устройство,
которое издает щелкающий звук на одном конце каждый раз, когда выключатель (который
известен как ключ) включается и выключается на
другом конце. А люди на обоих концах используют заранее условленную последовательность
коротких и длинных щелчков («точек» и «тире»), называемую
азбукой Морзе, для отправки своей информации.

Телеграфы произвели революцию в области коммуникаций, но они были медленными и
довольно трудоемкими в использовании. Одной из главных трудностей было то, что людям
приходилось изучать азбуку Морзе, прежде чем они могли отправлять и получать сообщения;
еще одна проблема заключалась в том, что сообщения приходилось отправлять и получать
в специальных телеграфных отделениях: было невозможно отправить их
прямо к себе домой. Телефоны все изменили.

Фото: Современные телефоны черпают энергию из телефонной линии,
батарей или адаптера; до того, как электроэнергия стала настолько удобной и распространенной,
пользователям телефонов приходилось вырабатывать часть своей собственной энергии для звонка, используя встроенный ручной
генератор, называемый
магнето.
Это ранний пример магнето-телефона в исторической деревне Буффало-Гэп, датируемый
концом 19 века. Фото из коллекции фотографий Лиды Хилл Техас в проекте «Америка» Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса,
Отдел гравюр и фотографий.

Настоящий телефон — это нечто среднее между телефоном из банки с фасолью
и телеграфом. Когда вы «звоните» другу по
телефону из банки с фасолью, вы говорите в банку на одном конце, и звук вашего
голоса заставляет банку вибрировать. Затем струна переносит вибрации в
банку, которую держит ваш друг, которая тоже вибрирует и производит звуки, которые
может услышать ваш друг. В отличие от телефона из банки с фасолью, вы не можете
говорить в телеграф. Вместо этого вы
отправляете сообщения в виде закодированных импульсов электричества, щелкая переключателем
. Предположим, вы могли бы объединить эти две идеи: что, если бы вы
могли превратить звук вашего голоса в электрический сигнал, который мог бы
передаваться по проводу любой длины, а затем превращаться обратно в звук
, который мог бы услышать кто-то другой на другом конце? Такая идея
пришла в голову Александру Грэхему Беллу — и это принцип, лежащий в основе
телефона.

Части телефона

Телефон — это не просто то, что стоит у вас дома на столе.
Это целая система: трубка на вашем конце, кабель, который идет
в стену, целый набор коммуникационных аппаратов
(медные кабели,
оптоволокно, микроволновые вышки и
спутники), которые передают
телефонные сигналы по всей стране, некое коммутационное оборудование, которое обеспечивает
доставку звонков по нужному адресу, и трубка на другом конце.

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Правильный ремонт стен и потолков с использованием шурупов по штукатурке

Давайте представим себе типичную телефонную трубку. Сверху
находится динамик, который вы прижимаете к уху. Снизу
находится микрофон, который вы подносите ко рту. Из
трубки выходят две пары медных проводов, обернутые в
один толстый спиральный кабель. Одна пара
— выход: она принимает исходящие электрические
сигналы от микрофона к телефонной системе; другая пара —
вход: она принимает входящие сигналы от телефонной системы к
громкоговорителю.

 

Фото: Вы можете очень четко увидеть относительно простой громкоговоритель (слева) и микрофон (справа), когда откручиваете мундштук и наушник этого старинного телефона.
Оба соединены всего двумя проводами: один проводит
электричество внутрь, другой — обратно.
Фото Тони Дуэлла опубликовано на Wikimedia Commons
по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

Громкоговоритель и микрофон работают похожим, но противоположным образом.
Микрофон содержит гибкий кусок
пластика, называемый диафрагмой, с прикрепленной к нему железной катушкой и
магнитом поблизости. Когда вы говорите в рупор, звуковая энергия
вашего голоса заставляет диафрагму вибрировать, перемещая катушку ближе или
дальше от магнита. Это создает электрический ток в катушке
, который соответствует звуку вашего голоса: если вы говорите громко,
генерируется большой ток; если вы говорите тихо, ток меньше. Вы
можете представить себе микрофон как устройство преобразования энергии: он превращает
звуковую энергию вашего голоса в электрическую энергию. То, что
преобразует энергию из одной формы в другую, называется преобразователем.
Громкоговоритель в телефоне работает наоборот
: он принимает входящий электрический ток и использует
магнетизм для преобразования электрической энергии обратно в звуковую энергию, которую вы
можете слышать. В некоторых
телефонах громкоговоритель и микрофон практически идентичны,
просто подключены противоположным образом. (Вы можете прочитать больше в наших
статьях о громкоговорителях и
микрофонах.)

Что внутри старинного телефона?

Они не делают их так, как раньше! Снимите крышку со старинного телефона, и вот что вы увидите:

 

Фото: Внутри старомодного британского телефона GPO 1901 года.
Фото Тони Дуэлла опубликовано на Wikimedia Commons
по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

  1. Механизм набора номера: вращаясь, диск
    прерывает цепь между телефоном и коммутатором, создавая
    импульсы набора номера. Если вы набираете номер «9», вы создаете девять импульсов, набираете
    «5» и создаете пять импульсов и т. д.
  2. Звонки: В старых телефонах на самом деле были настоящие,
    блестящие металлические колокольчики внутри, чтобы сообщать о входящем звонке! Современные
    телефоны имеют электронные зуммеры или пищалки, которые звучат далеко не так
    приятно.
  3. Электромагнит: Когда звонит телефон,
    этот электрически управляемый магнит быстро включается и выключается, перемещая
    язык между колокольчиками спереди и заставляя их звонить.
    Механизм похож на тот, что вы найдете в
    электрическом дверном звонке.
    Замечательно наблюдать за этим, когда вы снимаете крышку. Это как
    вернуться в 19 век!
  4. Механизм переключателя наклона: определяет
    , когда трубка поднята или опущена. Если трубка лежит на переключателе
    , он прерывает соединение между телефоном и местной
    АТС. Цепь — соединяющая АТС с телефоном — замыкается только тогда, когда вы поднимаете трубку.
  5. Печатная плата: Все маленькие провода
    , которые управляют различными частями телефона (набором номера,
    переключателем наклона и т. д.), соединяются на этой печатной плате.

Где можно купить антикварный телефон?

Например, на eBay все еще можно найти телефоны, подобные этой модели британского почтового отделения
1970-х годов, но вокруг полно поддельных старинных
телефонов, так что будьте осторожны.

Импульсный набор, используемый в некоторых старых телефонах, больше не работает на некоторых
цифровых коммутаторах, поэтому, хотя такие телефоны и принимают
входящие звонки, они не всегда набирают исходящие.
Они отлично выглядят и звучат фантастически, когда звонят,
но динамик и микрофон довольно грубые по сравнению с
теми, что есть в более современных телефонах, и у вас могут возникнуть проблемы с использованием одного из них,
если у вас проблемы со слухом.

Звонок

Все знают, что происходит, когда вы звоните по телефону: вы снимаете
трубку, набираете номер и ждете, пока человек на другом конце ответит.
Но, просто для разнообразия, давайте подумаем об этом с точки зрения телефона
.

1. Снимите трубку.

Когда вы снимаете трубку, вы включаете телефонную цепь:
снятие трубки фактически то же самое, что и щелчок переключателя,
который замыкает электрическую цепь между трубкой и местной
телефонной станцией (здание, полное
телефонного оборудования в вашем местном городе, которое направляет все звонки к вам домой и из вашего дома).
Я объясню, что происходит на телефонной станции позже в этой статье.

2. Наберите номер

Одной из важных частей телефона, о которой мы еще не упоминали, является
кнопочная клавиатура . Мы все еще говорим
о «наборе» телефонных номеров, хотя вряд ли какой-либо телефон (за исключением
антикварных, таких как описанный выше) имеет дисковый
набор. На одном из этих старых телефонов вы набираете номер, используя систему,
называемую импульсным набором. Если вы слушаете
трубку во время набора, вы слышите множество щелчков, идущих по линии, когда
вращается диск. На самом деле диск временно прерывает
электрический ток, текущий по линии, когда он вращается. Быстрые
импульсы, которые он генерирует таким образом, указывают местной телефонной станции, на какой
номер телефона вы хотите позвонить. Современный телефон использует другую систему,
называемую тональным набором (также известную как DTMF, или
двухтональный многочастотный набор). Когда вы нажимаете цифры на клавиатуре, вы
слышите музыкальные ноты, идущие по линии, вместо щелчков. Телефонная станция
распознает нужный вам номер по музыкальным звукам,
издаваемым вашей трубкой. (Тональный набор также полезен для таких вещей, как телефонный банкинг.)

 

Фото: Кнопочная клавиатура: Беспроводная телефонная трубка, подобная этой, представляет собой нечто среднее между стационарным и мобильным телефоном. Как и мобильный телефон, она использует радиоволны для связи с базовой станцией, подключенной к обычной стационарной розетке. У нее довольно маломощный радиопередатчик, поэтому она работает только в пределах небольшого радиуса действия вашего дома и сада. На этой фотографии вы можете видеть выдвинутую беспроводную антенну. Кнопочные телефоны постепенно начали заменять дисковые телефоны с 1960-х годов, после развития тонального набора номера (DTMF). У старых телефонов были диски, которые вместо этого посылали импульсы тока по линии на коммутатор. Импульсный набор был намного медленнее, и было довольно легко набрать неправильный номер, не заметив этого.

3. Установите связь

На фото: Женщина-телефонистка сидит за коммутатором в 1965 году.
Фото Мартина Брауна предоставлено Исследовательским
центром имени Гленна в НАСА (NASA-GRC).

Вы сняли трубку и набрали номер. Теперь коммутатор
должен перенаправить ваш звонок на другой телефон в чьем-
то доме. Представьте, как это работает. Вы можете представить коммутатор как
огромное здание с тысячами проводов, идущих в него из
домов людей. Если бы
вы хотели подключить телефон Тома к телефону Энн, теоретически все, что вам нужно
было бы сделать, это взять два кабеля, идущие к их домам, и
временно соединить их
. В конце 19 века, когда телефоны были еще довольно новыми,
примерно это и происходило на коммутаторе. Был человек
(обычно женщина), которого называли оператором коммутатора.
Она брала телефонную линию одного человека и физически подключала ее к другому,
вставляя в розетку на деревянной доске. Она могла подключить
телефон любого человека к любому другому, переключая соединения на
доске — вот почему ее называли коммутатором. Вскоре эти
ручные коммутаторы были заменены электромагнитными, которые переключались
автоматически с помощью реле.
Когда
в конце 1940-х годов были изобретены транзисторы,
коммутаторы начали становиться меньше, быстрее и эффективнее. Сегодня
коммутаторы по сути являются просто компьютерами или цифровыми
коммутаторами, которые выполняют всю телефонную маршрутизацию автоматически, но они по-прежнему работают по сути так
же, как и ручные коммутаторы: они создают прямое электрическое
соединение от трубки в вашем доме к той, в которую вы звоните
.

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Размеры и стандарт поворотного окна

4. Говорите в телефон.

После того, как на ваш звонок ответили, вы говорите в микрофон
телефона. Ваш голос генерирует звуковую энергию, когда голосовые связки в
вашем горле вибрируют. Звуковая энергия проходит по воздуху в
микрофон и заставляет вибрировать диафрагму внутри. Диафрагма
преобразует энергию вашего голоса в электричество, и эта
электрическая энергия течет по телефонной линии. Когда она достигает
трубки на другом конце, она течет в громкоговоритель в
наушнике. Там электрическая энергия преобразуется обратно в звук — и
ваш голос волшебным образом воссоздается в ухе другого человека.
Когда другой человек говорит, весь процесс происходит в обратном порядке. Поскольку провода
идут
в обоих направлениях, вы можете и говорить, и слушать одновременно
.

 

Подведем итог тому, что происходит с энергией, когда вы звоните другу по телефону:

  1. Звуковая энергия вашего голоса заставляет воздух вибрировать. Вибрирующий воздух переносит звуковую энергию в телефон.
  2. Диафрагма в рупорном микрофоне преобразует звуковую энергию в электрическую.
  3. Электрическая энергия передается от телефона через коммутаторы на телефон вашего друга.
  4. Диафрагма в динамике телефона вашего друга преобразует поступающую электрическую энергию обратно в звуковую энергию.
  5. Звуковая энергия передается из наушника в ухо вашего друга.

Таким образом, телефонный звонок заключается в преобразовании энергии
звука в электричество, передаче электричества по очень длинному проводу и последующем
обратном превращении электричества в звук. Но если вы хотите позвонить
в другую страну, необходимо сделать еще несколько вещей.

Международные звонки

Когда-то все звонки передавались по проводам с одного телефона на другой.
Вот почему междугородние (иногда называемые «транк») звонки требовали больше времени
для маршрутизации и были дороже. Международные звонки требовали так
много времени для маршрутизации, что между вами и человеком на другом конце была очень заметная (и довольно запутанная)
задержка, которая была вызвана
временем, необходимым для прохождения сигнала по проводу. Теперь звонки передаются
самыми разными способами. Большинство звонков по-прежнему идут из домов на
местные АТС по старым медным проводам
(организованным в то, что называется витой парой). Но звонки могут передаваться между АТС по сверхбыстрым, высокопроизводительным
оптоволоконным кабелям.
Звонки на большие расстояния часто передаются между городскими центрами
с помощью микроволновых вышек (подобно небольшим спутниковым антеннам, установленным на высоких
зданиях). Международные звонки обычно передаются по всему миру
с помощью космических спутников. Оптоволокно,
микроволновые вышки и спутники
отправляют и принимают телефонные звонки не как электрические сигналы, а как импульсы
электромагнитного излучения
(света или радиоволн), движущиеся со скоростью света. Вот почему современные международные телефонные звонки стали намного
быстрее, дешевле и надежнее, чем раньше, и почему
сейчас почти нет задержки во время звонков.

Что делает телефонная станция?

В этой статье я несколько раз упомянул телефонные станции, не уточнив, чем
они занимаются и как это делают.

Предположим, что на вашей улице живет пять человек, и все они хотят иметь
телефоны, чтобы общаться друг с другом. Если у вас есть несколько
банок с фасолью, их легко подключить. Каждому человеку нужно
соединение со всеми остальными, но это означает довольно запутанный беспорядок:
четыре банки с фасолью в каждом доме и четыре линии, натянутые к другим зданиям. Это не очень здорово, но мы
могли бы с этим жить. Теперь предположим, что в вашей деревне живет пять тысяч человек
, и все они хотят общаться друг с другом. Каждому дому
понадобится 4999 линий! Или что, если 10 миллионов
человек в городе захотят вместо этого телефонные линии? У вас действительно есть
место для 10 миллионов телефонных линий в вашем доме? Вы можете видеть, что все это
очень быстро становится слишком большим.

Иллюстрация: Что делает телефонная станция. Вверху: Без станции нам нужна отдельная линия, соединяющая каждый дом с каждым другим домом: каждому из этих девяти домов нужно восемь входящих линий! Внизу: С центральной станцией каждому дому нужна только одна линия, соединяющая его с станцией, которая может направлять звонки во все остальные дома.

Вот тут -то и появляются телефонные станции
. Вместо того, чтобы каждый человек был подключен ко всем остальным, они все подключены к своей
местной станции, а сами станции соединены вместе.
В нашем первом примере четырем людям понадобится только одна линия
на каждого, и станция сможет соединить любую пару из них
вместе; в нашем последнем примере 10 миллионам человек по-прежнему
понадобится только одна линия на каждого. Но по мере увеличения количества людей нам
нужно добавлять больше местных станций, и теперь мы не просто соединяем
одного человека с другим, а одного человека через их местную станцию
​​(и потенциально серию станций) с другой местной станцией, пока не достигнем
получателя звонка. В итоге мы получаем своего рода паутину взаимосвязей, совсем как наш
современный Интернет. Нет никаких постоянных соединений между какой-либо одной линией и
любой другой: просто серия цепей, которые можно переключать, чтобы они
соединялись вместе для совершения звонков. Эта технология называется коммутацией каналов .

Когда телефонов было относительно немного, было
достаточно просто иметь операторов на телефонных станциях, которые могли вручную
отслеживать звонки, подключая провода к коммутаторам и отключая их.
Но по мере того, как система быстро увеличивалась в размерах, и люди стали
ожидать более быстрых звонков, автоматизированное телефонное
оборудование быстро взяло верх. Хотя вы можете подумать, что телефоны
были изобретены до коммутаторов, вы ошибаетесь. Коммутационные станции были
изобретены для телеграфа за несколько лет до того, как Белл запатентовал свой телефон,
поэтому основная идея центральных коммутационных станций, которые могли бы соединять
места вместе для обмена электрическими сообщениями, действительно появилась
первой.

Кто изобрел автоматизированную биржу?

Фото: Один из электромагнитных коммутационных блоков в типичной телефонной
станции Строуджера, около 1924 г. Фото Harris & Ewing предоставлено Библиотекой Конгресса США.

То, что Белл сделал для телефона, Элмон Б. Строуджер (1839–1902) из ​​Канзас-Сити,
штат Миссури, сделал для телефонной станции. По общему мнению, он изобрел
автоматическую станцию, потому что работал
гробовщиком и не мог понять, почему звонки на его предприятие
не проходят; кто-то на коммутаторе
вместо этого отправлял их конкуренту. Должен быть более справедливый способ обработки
звонков, решил он, и быстро решил автоматизировать процесс.
Это был хороший звонок — и он принес ему славу и богатство.

В своем первом патенте на обмен, патенте США 447,918: Автоматическая телефонная станция, выданном 10 марта 1891 года, Строуджер описал, как традиционный
коммутатор можно заменить вращающимися цилиндрами с большим количеством
точек подключения на них, которые можно было бы автоматически поворачивать
электромагнитами, чтобы подключить одну телефонную цепь к примерно 100 другим.
Это называется пошаговым переключателем или переключателем Строуджера.
Метод, который он использует, известный как вращающийся набор , объясняет, почему сами телефоны
были оснащены вращающимися дисками. Когда вы набирали номер,
он посылал небольшие импульсы электричества по линии к станции.
Это заставляло ряд болтающих переключателей Строуджера подниматься или поворачиваться на определенное количество позиций,
так что ваш звонок автоматически направлялся к месту назначения. (Вы можете посмотреть видео
, как это происходит, по ссылкам ниже.)

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Все, что вам нужно знать об эмалевой краске

 

Иллюстрация: Как работал пошаговый переключатель Алмона Строуджера. Входящая телефонная линия, с которой осуществляется звонок, подключается к синей части переключателя через желтую подставку. Исходящие телефонные линии (оранжевые) подключаются к маленьким отверстиям в красном цилиндре. Когда вы набираете номер, ряд электромагнитов (зеленые) приводят в действие рычаги, которые перемещают синюю часть переключателя вверх или вниз и поворачивают красный цилиндр на столько мест, чтобы подключить входящую линию к соответствующей исходящей цепи через соответствующее отверстие. Один переключатель Строуджера может обслуживать около 100 линий, но объединение ряда переключателей вместе позволяет вам подключить любой номер. Иллюстрация из патента США 447,918: Автоматическая телефонная станция
Алмона Строуджера, любезно предоставлено Патентным и товарным знаком США.

Хотя в наши дни звонки маршрутизируются электронным способом
по оптоволоконным кабелям, базовая технология Строуджера
широко использовалась в течение почти столетия, с 1890-х до примерно 1980-х годов. Хотя Строуджер был
относительно неизвестен по сравнению с такими гигантами-изобретателями, как Эдисон, Морзе и Форд,
он, тем не менее, был одним из самых важных и влиятельных изобретателей
20-го века. Без него у нас, возможно, не было бы Интернета;
изобретенная им технология коммутации каналов в конечном итоге превратилась в совершенно другой
способ отправки информации по линиям, называемый коммутацией пакетов , именно
так вы сейчас читаете эти слова! (Вы можете узнать больше об этом
в нашей статье о том, как работает Интернет.

Кто на самом деле изобрел телефон?

Фото: Александр Грэм Белл.
Предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Хотя Александру Грэхему Беллу (1847–1922) обычно приписывают изобретение
телефонов, его история противоречива. Белл заинтересовался
звуком и речью во многом потому, что его мать была глухой. И его отец
, и дед были известными экспертами в обучении глухих людей, и Белл тоже
стал учителем глухих, прежде чем прославиться как изобретатель.

Но другие изобретатели работали над идеей создания телефона одновременно
с Беллом. Например, Элиша Грей (1835–1901) подал патент на похожее
изобретение всего через несколько часов после того, как Белл подал собственную патентную заявку.
Третий изобретатель, Антонио Меуччи (1808–1889), похоже, разработал
телефон в 1840-х годах — за много лет до Белла и Грея. В 2002 году его
вклад был наконец признан, когда Конгресс США принял законопроект
в его честь.

« Маленький прибор, который он запатентовал менее пятидесяти лет назад и который тогда высмеяли как шутку, к моменту его смерти стал основой для 13 000 000 телефонов, используемых во всех цивилизованных странах мира».

Умер доктор Белл, изобретатель телефона:
The New York Times, 3 августа 1922 г.

патент Белла

Патент Белла (патент США 174,465: телеграфия) был подан 14 февраля 1876 года и выдан примерно через три недели (7 марта 1876 года) и описывает различные усовершенствования простой телеграфии (метод отправки сообщений по длине провода с использованием электрического тока, прославленный Сэмюэлем Морзе). Самая интересная часть для современных читателей — это рисунок 7, показанный здесь, на котором Белл объясняет, как его оборудование может передавать сигналы «человеческим голосом или посредством музыкального инструмента» (другими словами, как его телеграф может использоваться в качестве телефона). Вы сразу поймете, как он работает, если прочтете остальную часть этой статьи.

 

Произведение искусства: Оригинальный патент на телефон Александра Грэхема Белла. Предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.

Вкратце:

  1. Спикер говорит в рупор.
  2. Звук их голоса заставляет вибрировать диафрагму (своего рода небольшую тугую барабанную кожу, натянутую на узкий конец рога).
  3. Вибрации перемещают катушку вблизи магнита, преобразуя механическую звуковую энергию в колеблющийся электрический ток.
  4. Электрический ток течет по проводу, длина которого (теоретически) может быть любой.
  5. На приемном конце аналогичное оборудование меняет процесс. Электрический ток течет в катушку, размещенную около
    магнита, заставляя катушку двигаться вперед и назад и толкая другую диафрагму.
  6. Диафрагма, натянутая на второй рупор, воссоздает оригинальный звук. Сужающаяся форма диафрагмы помогает усилить звук.

Журнал Scientific American в своей статье на первой странице от 6 октября 1877 года анонсировал «телефон профессора Грэма Белла»
, отметив, в частности, «простоту конструкции»
и набросав несколько предположительных вариантов его применения, которые так и не были реализованы:

«Возможно, в будущем оперные или концертные труппы и лекторы, вместо того чтобы
путешествовать по стране, просто разошлют телефоны в количестве
, достаточном для того, чтобы предоставить каждому слушателю в далеком
городе по инструменту, и смогут говорить и
петь раз и навсегда в метрополии».

Не хотите читать наши статьи? Попробуйте вместо этого послушать

Если вы предпочитаете слушать наши статьи, а не читать их, подпишитесь на наш новый подкаст
на Apple Podcasts,
Spotify,
Amazon,
Podchaser
или в вашем любимом приложении для подкастов или слушайте ниже:

 

Узнать больше

На этом сайте

  • Мобильные телефоны (Мобильные телефоны)
  • Факсимильные аппараты
  • История общения
  • Радио
  • Спутники
  • Передача голоса по интернет-протоколу (VOIP)

На других сайтах

  • Семейные документы Александра Грэхема Белла: ознакомьтесь с оригинальной историей телефона в Библиотеке Конгресса США. Вы можете прочитать записные книжки Белла и увидеть его настоящие эскизы телефонов!

Книги

Для юных читателей

  • Александр Грэм Белл: изобретатель телефона. Автор: редакторы Time и Джон Миклос-младший. Нью-Йорк: HarperTrophy, 2006.
  • Как работает сеть? Мэтта Аннисса. Нью-Йорк: Гарет Стивенс, 2014. Эта 48-страничная книга помогает юным читателям понять телефоны в более широком контексте современных компьютерных сетей и Интернета. Лучше всего подходит для детей 9–12 лет (и, вероятно, для детей старшего возраста).

Для читателей старшего возраста

  • «Неохотный гений: Александр Грэм Белл и страсть к изобретательству» Шарлотты Грей. Нью-Йорк: Hachette Book Group, 2006.
  • Телефонный гамбит: в погоне за секретом Александра Грэхема Белла Сета Шульмана. Нью-Йорк: WWNorton, 2008.

Технические книги для старших школьников

  • Телекоммуникационные коммутационные системы и сети Т. Вишванатана. PHI Learning, 2015.
  • «Инженерия телекоммуникационных систем» Роджера Л. Фримена. John Wiley and Sons, 2015.
  • Телефон и телефонные станции: их изобретение и развитие, Джон Э. Кингсбери. Longman, 1915. Классическое, легкое для понимания объяснение электромеханической телефонной системы, существовавшей большую часть 20-го века. Вы можете просмотреть весь текст бесплатно онлайн или скачать его в различных форматах.

Исторические статьи

  • Как будет работать ваш новый автоматический телефон Рэймонда Фрэнсиса Йейтса. Popular Science, ноябрь 1921 г. Представляем… телефоны, которые позволяют вам набирать свой собственный номер! Взгляд в будущее почти столетней давности.
  • Они все еще изобретают телефон, Ганс Фантель. Popular Science, декабрь 1965 г. Взгляд на грядущие инновации в телефонах, которые замаячили на горизонте полвека назад!
  • Умер доктор Белл, изобретатель телефона: The New York Times, 3 августа 1922 г. Некролог Белла из архива Times.
  • Новый телефон Белла: Scientific American, 6 октября 1877 г. SciAm объявляет о новом изобретении!

Видео

  • Архивы AT&T: Первый звонок: фильм 1930 года, посвященный изобретению Белла, отремонтирован и переиздан для YouTube с новым вступлением Джорджа Купчака из Архива и исторического центра AT&T.
  • Архивы AT&T: Электрическая передача речи: ранний немой фильм Bell, объясняющий работу телефона с помощью простых анимаций, которые демонстрируют, как электрические цепи могут передавать речь.
  • Архивы AT&T: Пошаговое переключение: отличное небольшое черно-белое видео, объясняющее, как Строуджер переключает телефонную станцию, перенаправляя звонки с одного телефона на другой.

 

Не можете найти то, что вам нужно? Поиск на нашем сайте ниже

 

Переведено в образовательных целях — источник: www.explainthatstuff.com

Ссылка на основную публикацию