От гальванической музыки до «трубки Белла»

Ольга Козловская

Датой рождения первого электрического телефона считается 14 февраля 1876 г. В этот день в американское патентное ведомство поступила заявка на аппарат для передачи звуков на расстояние посредством электрического тока, точнее - заявок было две. Первая принадлежала американскому изобретателю, преподавателю школы глухонемых А. Г. Беллу. Вторая, поступившая на два часа позже, - американскому физику И. Грею. Это и решило судьбу патента. Он был выдан Александру Грэхему Беллу.

Однако первый телефон в силу своего несовершенства не нашел широкого применения. Требовалась доработка. И тогда Белл, откупив права у Грея, привлек к работе над усовершенствованием аппарата ряд ученых. Первый телефон с постоянным магнитом, являющийся прообразом нынешнего, был создан в 1878 г. и получил название "трубки Белла".

Александр Грэхем Белл

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.

В числе изобретателей, создавших непосредственные предпосылки для развития телефонии, следует отметить физика Д. Юза. В 1878 г. он обнаружил свойство несовершенных контактов изменять свое электрическое сопротивление под воздействием звуковых колебаний. Оно легло в основу микрофона с угольной палочкой.

Усовершенствование телефона

Первые опыты передачи речи с помощью электричества привели к многочисленным попыткам практически воспользоваться открывшейся возможностью. В ряде городов мира, особенно широко в Париже, фирмы Белла - Блейка и Эдисона организовали телефонную связь. Однако она оказалась настолько низкокачественной, что в 1883 г. на Мюнхенской электротехнической выставке официальная экспертиза вынуждена была признать, что телефон "пригоден для передачи звуков только на расстояния до десяти километров".

Конструкции многополюсных телефонов, успешно выдержавших испытания при переговорах на расстояния, превышающие 350 км, впервые создал русский физик Павел Михайлович Голубицкий. В 1883 г. он проанализировал причины неудовлетворительной работы телефонной связи и обнаружил, что низкая чувствительность и неустойчивость работы телефона объясняются расположением магнита одним полюсом против центра мембраны, поскольку именно в центре мембраны образуется узел колебаний. Простейший из созданных Голубицким телефонов - с двумя полюсами, расположенными эксцентрично относительно центра мембраны, прочно вошел в эксплуатацию. В 1883 г. во Франции успешно прошла проверка аппаратов Голубицкого на линии Париж - Нанси. Русский изобретатель получил извещение, что комиссия французского морского министерства признала его телефоны непревзойденными. К числу изобретений Голубицкого относятся также микрофоны с угольным порошком (1883 г.) и микрофон с гребенчатым положением углей (1885 г.).

Дальнейшая история телефонии связана с применением индукционных катушек, положивших начало созданию телефонного аппарата с местными батареями.

Над разработкой и совершенствованием телефонных аппаратов трудились многие предприятия и отдельные изобретатели из различных стран. Наибольшее распространение получили конструкции Международной компании телефонов Белла, Всеобщей телефонной компании, французов Э. Берлинера и К. Адера, американцев Ф. Блейка и Т. Эдисона. Ряд телефонных аппаратов сконструировали русские изобретатели: П. М. Голубицкий, Р. Р. Вреден, Е. И. Гвоздев, А. А. Столповский и др.

Телефонная аппаратура специального назначения

Область применения телефонии постепенно расширялась. В 1880 г. профессор Ю. Охорович, ранее сконструировавший двухдиафрагменный телефон, предложил громкоговоритель. Это позволило впервые осуществить громкую телефонную передачу и стало по существу начальном современного проводного вещания.

В 1878 г. подполковник В. Б. Якоби (сын академика Б. С. Якоби) успешно провел испытания по использованию телеграфного кабеля для установления телефонной связи на дальние расстояния. В результате телефонная техника была принята на вооружение русской армии и все телеграфные парки получили приказ произвести испытания телефонов для выяснения тактико-технических условий использования нового средства связи. В 1881 г. В. Б. Якоби разработал миниатюрный телефонный аппарат ("телекаль"), предназначавшийся для военно-полевой связи.

В 80-х годах морской офицер, электрик Е. В. Колбасьев создал корабельный и подводный телефоны, а в 1893 г. организовал в Кронштадте мастерскую по производству телефонов для судов и водолазов. Совершенной для своего времени оказалась система внутренней корабельной связи, созданная Колбасьевым в 1904 г.

В 1885 году П. М. Голубицкий разработал, а затем впервые ввел на русских железных дорогах специальную аппаратуру постанционной телефонной связи и поездной телефон для связи любого пункта линии со станциями.

Литература

1. Тихонов В. А. От почтовой тройки до космической связи.// Ярославль, Яртелеком, 1993.
2. Очерки истории техники в России. 1861-1917 гг. кн. 2.// М., Наука, 1975.
3. Вемян Г. В. Передача речи по сетям электросвязи.// М., Радио и связь, 1985.