§3.16. Жизнь без телефона – не жизнь!

Ниже речь пойдёт не об учёном, подобном Амперу, Ому, Кирхгофу, Тесла и мно-

гим другим, интересы которых касались многих направлений физики, часто не связанных друг с другом.

Изначально Александр Грейам Белл был «однолюбом», интересовавшимся физио-

логией органов речи. Сейчас результатами работ Белла пользуются тысячи врачей-логопе-

дов, помогающих ребятишкам избавиться от дефектов речи.

Некоторые из них не произносят букву «р», некоторые заикаются, но абсолютное большинство из них в конце-концов начинают разговаривать нормально, как мы с вами, благодаря именно Беллу.

Его научные изыскания в конце концов привели к выдающемуся конечному резуль-

тату – изобретению телефона.

Слово «телефон» образо­вано из двух греческих слов: «теле» - «далеко» и «фоно» -«звук»; его можно перевести как «звук издалека».

Белл А.Г. (1847—1922 )

Белл родился в Эдинбурге, в Шотландии. Впоследствии семья Белла переехала в Канаду, а затем в США.

По образованию Белл не был ни инженером-электриком, ни физи­ком. Он начал по-

мощником учителя музыки и ораторского искусства, позд­нее стал работать с людьми, стра

дав­шими дефектами речи, потерявшими слух. Стремление помочь этим людям и любовь к девушке, оглохшей после тяжелой болезни, побудили его скон­струировать приборы, с по-

мощью которых он мог демонстрировать глу­хим артикуляцию звуковой речи.

Он открыл в Бостоне учебное заведение по подготовке преподавателей для глухих. С 1873 г. Белл - профессор физиологии органов речи Бостонско­го университета.

Белл глубоко изучил акустику, фи­зику человеческой речи. Он начал ста­вить опыты с аппа

ратом, в котором мембрана передавала колебания зву­ков на иглу.

Так он постепенно при­ближался к идее телефона, при помо­щи которого, как он пи-

сал, «станет возможной передача различных зву­ков, если только удастся вызвать колеба-

ния электрического тока, соот­ветствующие по интенсивности тем ко­лебаниям в плотности воздуха, которые производит данный звук».

Однако Белл неожиданно меняет направление деятельности и начина­ет работать над созданием телеграфа, с помощью которого можно было бы одновременно передавать несколько текстов.

Чистая случайность в работе по соз­данию телеграфа помогла Беллу от­крыть явле-

ние, которое обернулось изобретением телефона.

Однажды в передающем устройстве помощник Белла вытаскивал пластинку. В это время в приемном устройстве слух Белла уловил дребезжание. Как вы­яснилось, пластинка замыкала и раз­мыкала электрическую цепь.

Белл не прошел мимо этого случайного наблюдения. Через несколько дней первый телефонный аппарат - не­большая мембрана из барабанной кожи с сигнальным рожком для уси­ления звука - был сделан. Это был родоначальник всех телефонных аппа­ратов.

Однако и самому изобретателю, и инженерам других стран мира, в том числе и Рос

сии, пришлось еще очень много поработать, прежде чем теле­фонная связь превратилась в один из самых массовых видов электри­ческой связи.

Телефонная связь — один из самых распрост­раненных видов электрической связи. В на­стоящее время во всем мире имеется свыше 900 млн. телефонов.

Принцип действия телефонной связи заключается в преобразовании сигналов ин­формации ( звуков голоса) в колебания элект­рического тока, передаче этих сигналов по ли­нии и затем обратном их преобразовании в звуки, в точности соответствующие звукам, произнесенным вызывающим абонентом перед аппаратом.

Преобразователем звуковых колебаний в ко­лебания электрического тока является микро­фон ( рис. 3.17 ), состоящий из капсюля ( цилиндрического корпуса ), внутри которо

го находится угольный порошок.

Рис. 3.17. Телефон с угольным микрофоном

Снаружи капсюль закрыт упругой металлической пластиной - мембраной, к кото-

рой подведён «минус» источника питания – батареи. Эта пластина выполняет роль элект-

рода.

В донышко капсюля встроен второй плоский электрод. Таким образом, между эти-

ми электродами находится угольный порошок.

Электрод- донышко через линию передачи соединён с катушкой телефона. Поверх катушки находится плоская металлическая мембрана.

Сам телефон представляет собой электромагнит, состоящий из U- образного сердеч

ника и катушки, включенной последовательно с микрофоном и батареей.

Принцип действия телефона состоит в следующем: звуковые колебания ( голос че-

ловека, музыка ) попадают на мембрану микрофона и заставляют её вибрировать.

В результате угольный порошок то сжимается, то, наоборот ( как правильно ска-

зать ? ). Сопротивление столба при сжатии уменьшается, и наоборот. Это приводит к то-му, что ток в цепи начинает изменяться ( пульсировать ) в такт со звуковыми колебания-

ми.

В телефоне происходит обратное преобразование колебаний – пульсирующий ток заставляет вибрировать мембрану телефона, при этом её механические колебания превра-

щаются в звуковые.

Первые, угольные, микрофоны были несовершенными – они хрипели, скрипели, шумели, а общем - плохо передавали звуки.

На схему угольным микрофонами пришли т.н. электродинамические, устроенные так, как «капсюль» в телефоне на рис. 3.17. Иначе говоря, в современных телефонах оба «капсюля» - в микрофоне и телефоне, устроены одинаково, Чтобы убедиться в этом, доста

точно разобрать уличный телефонный аппарат ( но не надо – могут быть неприятности! ).

В честь Белла названа одна из единиц измерения физических величин – единица уровня громкости – белл.

На практике используют ещё одну единицу – децибел ( дБ ), которая в 10 раз ( деци = 10 ) больше белла.

Уровень звука достигает: при исполнении тяжелого рока 100 – 120 дБ, при взлёте реактивного самолёта российского или украинского производства – 180 дБ ( в Европе – не более 50-60 дБ - зачем плодить глухих? ).