|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Điện thoại. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Điện thoại là thiết bị truyền và nhận âm thanh (chủ yếu là giọng nói của con người) ở khoảng cách xa.
Với phát minh điện báo vấn đề truyền tin nhắn trên khoảng cách xa đã được giải quyết. Tuy nhiên, điện báo chỉ có thể gửi công văn bằng văn bản. Trong khi đó, nhiều nhà phát minh mơ ước về một phương pháp giao tiếp tiên tiến hơn, nhờ đó có thể truyền âm thanh trực tiếp của lời nói hoặc âm nhạc của con người đến mọi khoảng cách. Những thí nghiệm đầu tiên theo hướng này được thực hiện vào năm 1837 bởi nhà vật lý người Mỹ Page. Bản chất các thí nghiệm của Page rất đơn giản. Ông đã lắp ráp một mạch điện bao gồm một âm thoa, một nam châm điện và các phần tử điện. Trong quá trình dao động, âm thoa nhanh chóng mở và đóng mạch. Dòng điện không liên tục này được truyền đến một nam châm điện, nam châm này nhanh chóng hút và giải phóng một thanh thép mỏng. Kết quả của những rung động này là thanh tạo ra âm thanh giống như âm thanh do âm thoa tạo ra. Như vậy, Page đã chỉ ra rằng về nguyên tắc có thể truyền âm thanh bằng dòng điện, chỉ cần tạo ra những thiết bị phát và thu tiên tiến hơn là được.
Giai đoạn quan trọng tiếp theo trong quá trình phát triển của điện thoại gắn liền với tên tuổi của nhà phát minh người Anh Reis. Khi còn là sinh viên, Reis bắt đầu quan tâm đến vấn đề truyền âm thanh đi xa bằng dòng điện. Đến năm 1860, ông đã thiết kế tới hàng chục thiết bị khác nhau. Hoàn hảo nhất trong số họ có hình thức sau. Máy phát là một hộp rỗng được trang bị lỗ âm thanh A ở phía trước và một lỗ ở phần trên được phủ một lớp màng mỏng, căng chặt. Trên màng này đặt một tấm bạch kim mỏng p, và trên cùng là đầu kim bạch kim đàn hồi n, được điều chỉnh sao cho nó chạm vào tấm p khi màng ở trạng thái nghỉ. Sự tiếp xúc này bị gián đoạn bởi sự rung động của màng. Kết quả của các tiếp điểm ngang này, dòng điện được đóng và mở từ pin B qua cực a vào tấm bạch kim p và qua kim n vào cực thứ hai, từ cực sau dây đi đến máy thu, đi qua CC xoắn ốc và quay trở lại pin qua cực d và nối với dây e. Bên trong hình xoắn ốc có một nan sắt mỏng, ở hai đầu của nó được gắn vào hai giá đỡ ff đặt trên bảng cộng hưởng gg. Bộ phận hi và ki tạo thành các thiết bị ở cả hai trạm với mục đích là để người nghe ở xa biết về việc bắt đầu cuộc đàm phán. Việc tái tạo âm thanh được hát trong chuông A dựa trên việc bàn ủi nói, bị từ hóa và khử từ bởi dòng điện đi qua hình xoắn ốc, bắt đầu thực hiện các chuyển động dao động; chúng được cảm nhận như một âm thanh tương ứng với âm thanh được máy thu cảm nhận và những rung động của nó khiến màng chuyển động. Bảng cộng hưởng dùng để khuếch đại âm thanh. Sử dụng điện thoại của Reis, người ta không chỉ có thể truyền tải những âm thanh riêng lẻ mà còn cả những cụm từ âm nhạc phức tạp và thậm chí một phần lời nói của con người. Nhưng chất lượng truyền dẫn vẫn thấp đến mức thường không thể phát hiện được điều gì. Tiếng ồn bổ sung do việc đóng và mở mạch tạo ra đã bóp nghẹt đường truyền và âm thanh do kim thép tạo ra rất khác xa so với sự biến điệu của giọng nói con người. Để truyền âm thanh rõ ràng, cần phải đảm bảo rằng các tấm của cả người gửi và người nhận được đưa từ vị trí nghỉ sang vị trí cực đoan bởi một dòng điện có cường độ tăng dần và khi dòng điện giảm, nó sẽ lại đi qua vị trí nghỉ ban đầu. Tất cả những dao động mượt mà về âm sắc, tạo nên sự phong phú trong lời nói của con người, hoàn toàn không thể tiếp cận được với điện thoại của Reis - sức hút ở đây đến nhanh chóng và không thay đổi trong một thời gian, rồi dừng lại hoàn toàn. Hóa ra không thể giải quyết vấn đề truyền âm thanh chỉ bằng cách đóng và mở mạch. Phải 15 năm nữa nhà phát minh người Scotland Alexander Graham Bell mới tìm ra cách tốt hơn để chuyển đổi âm thanh thành tín hiệu điện. Theo nghề nghiệp, Bell là giáo viên dạy trẻ câm điếc. Từ nhỏ, anh đã học rất nhiều về âm học, nghiên cứu về âm thanh và mơ ước phát minh ra điện thoại. Năm 1870 Bell chuyển đến Canada và năm 1872 đến Hoa Kỳ. Sau khi định cư ở Boston, ông đã giới thiệu hệ thống “lời nói hữu hình” mà ông đã phát triển tại trường học địa phương dành cho trẻ câm điếc. Đó là một thành công lớn và Bell nhanh chóng trở thành giáo sư tại Đại học Boston. Bây giờ ông đã có một phòng thí nghiệm và đủ tiền để cống hiến hết mình cho việc phát minh ra điện thoại. Quên mất giấc ngủ, Bell dành cả đêm để làm thí nghiệm. Những thí nghiệm đầu tiên của ông lặp lại công việc của Page. Vào mùa hè năm 1875, Bell và trợ lý của ông là Thomas Watson đã thực hiện một công trình lắp đặt bao gồm các nam châm với các sậy có thể di chuyển được nhờ sự dao động của dòng điện. Nhiều thiết bị khác nhau được kết nối với một mạch bằng nam châm. Watson và Bell ở phòng cạnh nhau. Watson truyền đi và Bell nhận được. Một ngày nọ, khi Watson nhấn nút ở đầu dây để kích hoạt chuông, tiếp điểm bị hỏng và nam châm điện đã kéo búa chuông về phía chính nó. Watson cố gắng kéo nó lại, khiến xung quanh nam châm xuất hiện rung động. Chuyển động của lò xo do Watson tạo ra đã làm thay đổi cường độ dòng điện và gây ra chuyển động dao động trong lò xo của trạm đối diện trong phòng Bell, đồng thời sợi dây truyền đi một âm thanh rất yếu từ chiếc điện thoại đầu tiên. Vì vậy, khá tình cờ, Bell phát hiện ra rằng một nam châm có phần ứng nhẹ có thể vừa là máy phát vừa là máy thu tín hiệu. Sau này, việc truyền và tái tạo âm thanh bằng dòng điện không còn khó khăn nữa. Để hiểu điều này xảy ra như thế nào, hãy tưởng tượng một nam châm vĩnh cửu và một tấm sắt dẻo ở gần đó dao động dưới tác động của sóng âm. Khi đến gần cực của nam châm, từ trường sẽ tăng cường và di chuyển ra xa sẽ làm từ trường yếu đi. (Không đi sâu vào chi tiết, chúng tôi lưu ý rằng lý do của điều này sẽ là hiện tượng cảm ứng điện từ tương tự, đã được thảo luận ở chương trước: rõ ràng là một dòng điện sẽ xuất hiện trong một tấm chuyển động trong từ trường; điều này dòng điện sẽ tạo ra từ trường riêng của nó xung quanh từ trường tấm, từ trường này sẽ được đặt chồng lên từ trường của nam châm, làm tăng cường hoặc làm suy yếu nó.) Bây giờ chúng ta hãy đặt một cuộn dây lên nam châm tưởng tượng của chúng ta. Khi từ trường dao động sẽ xuất hiện một dòng điện xoay chiều trong cuộn dây, có khi theo chiều này hoặc chiều kia. Bằng cách truyền dòng điện thu được qua cuộn dây của một nam châm khác, chúng ta sẽ tác động đến từ trường của nó, từ trường này cũng sẽ tăng hoặc giảm và lặp lại chính xác tất cả những thay đổi xảy ra trong từ trường của nam châm đầu tiên. Nếu đặt một tấm sắt vào cực của giây này, nhận nam châm, nó sẽ bị hút bởi nam châm này dưới tác dụng của từ trường tăng dần, hoặc di chuyển ra xa nó dưới tác dụng của độ đàn hồi của nó, đồng thời tạo ra sóng âm thanh, về mọi mặt tương tự như những sóng khiến sóng âm đầu tiên bị rung. Trên thực tế, đây là những gì đã xảy ra trong hoàn cảnh được mô tả ở trên. Vai trò của tấm sắt ở đây được thực hiện bởi phần ứng nam châm linh hoạt. Nhưng nó là một thiết bị quá thô sơ, không thể truyền tải được nhiều sắc thái của âm thanh. Bell bắt đầu tìm kiếm thứ gì đó để thay thế nó. Một bác sĩ mà anh biết đã gợi ý rằng anh nên sử dụng tai người để làm thí nghiệm và lấy cho anh một chiếc tai từ xác chết. Nghiên cứu kỹ cấu trúc của nó, Bell xác định rằng sóng âm làm rung màng nhĩ, từ đó chúng được truyền đến các xương thính giác. Điều này khiến ông nảy ra ý tưởng chế tạo một màng kim loại mỏng, đặt nó bên cạnh một nam châm vĩnh cửu và từ đó chuyển đổi rung động âm thanh thành rung động điện. Vài tháng làm việc vất vả trôi qua trước khi điện thoại lên tiếng. Chỉ đến ngày 10 tháng 1876 năm 14, Watson mới nghe rõ ràng những lời của Bell ở trạm tiếp nhận: “Ông Watson, xin vui lòng đến đây, tôi cần nói chuyện với ông”. Thậm chí trước đó, vào ngày 1876 tháng 800, Bell đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phát minh của mình. Chỉ hai giờ sau anh ta, một nhà phát minh khác, Elisha Gray, đã nộp đơn đăng ký tương tự cho một thiết bị giống hệt. Tuy nhiên, bằng sáng chế đã được cấp vào tháng XNUMX cho Bell vì ông là người đầu tiên công bố phát hiện của mình. (Bell sau đó đã phải đấu tranh nhiều vụ kiện với Gray và các nhà phát minh khác để bảo vệ tính ưu việt của mình. Cuối cùng, Bell đã mua quyền vận hành điện thoại từ Gray.) Tại cuộc triển lãm ở Philadelphia tổ chức cùng năm đó, điện thoại của Bell đã trở thành thiết bị chính triển lãm. Kể từ thời điểm đó, mặc dù thực tế là những thiết bị đầu tiên vẫn còn rất không hoàn hảo nhưng điện thoại đã bắt đầu lan rộng nhanh chóng. Vào tháng XNUMX cùng năm XNUMX, khoảng XNUMX chiếc điện thoại đã được sử dụng và nhu cầu về chúng ngày càng tăng.
Thiết kế của những thiết bị đầu tiên rất thô sơ. Một nam châm vĩnh cửu A dạng thanh được bao quanh ở một cực bởi một cuộn dây cảm ứng ngắn B bằng dây đồng mỏng, kết thúc bằng hai dây CC dày hơn, được nối bằng kẹp DD với dây LL. Tại một cực của nam châm, người ta đặt một tấm EE làm bằng sắt tấm mềm, kẹp ở các cạnh. Mọi thứ được lắp vào một khung gỗ, một phần của GG có một lỗ hình phễu phía trên tấm EE, đóng vai trò như một hình nón âm thanh. Khung gỗ thuôn nhọn ở phía dưới, vì ở đây nó chỉ chứa một thanh từ tính, được cố định ở vị trí bằng vít và hai dây CC. Thiết bị này có thể đóng vai trò vừa là máy phát vừa là máy thu. Tại trạm gửi và trạm nhận đều có một chiếc điện thoại như vậy. Các cuộn dây cảm ứng của chúng được kết nối với nhau bằng dây LL và kẹp DD. Khi dùng nón GG làm ống và nói vào đó thì tấm EE ở phía trước cực của nam châm bắt đầu dao động; Kết quả là xuất hiện dòng điện cảm ứng theo hình xoắn ốc B, sự thay đổi của dòng điện này tương ứng với các dao động âm thanh tác động lên tấm kim loại. Những dòng điện này đi vào đường xoắn ốc của điện thoại nhận thông qua dây LL và khiến màng rung. Bằng cách áp chiếc nón vào tai, bạn có thể nghe thấy giọng nói của người đang nói ở đầu dây bên kia. Dòng điện cảm ứng được tạo ra bởi chuyển động của màng rất yếu nên chỉ có thể thiết lập liên lạc ổn định ở khoảng cách vài trăm mét. Sau đó, giọng nói của những người đang phát biểu trở nên im lặng đến nỗi họ chìm trong tiếng ồn ào của sự can thiệp. Phải mất công sức của rất nhiều nhà phát minh thì điện thoại mới trở thành một phương tiện liên lạc đáng tin cậy. Nhìn chung, điện thoại của Bell tỏ ra phù hợp hơn để chuyển đổi sóng hiện tại thành sóng âm hơn là ngược lại. Vì vậy, việc phát hiện ra hiệu ứng micrô vào năm 1877 của nhà phát minh người Anh Hughes có ý nghĩa rất quan trọng trong lịch sử điện thoại. Ở dạng ban đầu, micrô có thiết bị sau.
Giữa hai miếng than C và C' đặt trên tấm B có lắp một thanh than có đầu nhọn. Dòng điện từ phần tử E đi qua thanh carbon này và qua cuộn dây của điện thoại T. Khi tấm A nằm ngang, đóng vai trò là bộ cộng hưởng, bị rung chuyển, thanh carbon cũng bị dịch chuyển. Tại thời điểm này, điện trở dòng điện tại các điểm tiếp xúc của nó giảm xuống và điều này tạo ra sự gia tăng đáng kể về cường độ dòng điện trong điện thoại. Màng bắt đầu rung với biên độ lớn hơn khiến âm thanh ban đầu tăng lên gấp nhiều lần. Tiếng tích tắc nhẹ của chiếc đồng hồ đặt trên giá đỡ được cho là rất lớn trên điện thoại. Ngay cả tiếng ruồi bò trên đĩa cũng được tái tạo dưới dạng tiếng ồn khá dễ nhận thấy. Trong những năm sau phát minh của Hughes, nhiều thiết kế micro khác nhau đã xuất hiện. Những chiếc micro sử dụng bột carbon thay vì dạng que đã trở nên phổ biến. Sự rung động của màng trong trường hợp này gây ra sự nén chặt của bột hoặc làm nó lỏng ra, do đó điện trở của nó liên tục thay đổi. Điện thoại được kết nối với micrô bắt đầu hoạt động đáng tin cậy hơn nhiều, nhưng nó vẫn chưa hoàn hảo. Dòng điện cảm ứng yếu không thể vượt qua được điện trở của dây truyền tải. Cần phải bằng cách nào đó tăng cường độ căng của chúng mà không làm thay đổi bản chất rung động của chúng. Nhà phát minh nổi tiếng người Mỹ Edison đã tìm ra một cách khéo léo để thoát khỏi tình huống này, ông đề xuất sử dụng cuộn dây cảm ứng để khuếch đại điện áp. Vì vậy, bộ điện thoại đã được bổ sung một máy biến áp. Transformers sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong chương sau. Bây giờ chúng ta hãy giải thích nguyên lý hoạt động của nó. Nếu hai cuộn dây mắc vào cùng một lõi sắt và cho một dòng điện xoay chiều chạy qua một trong hai cuộn dây thì cuộn dây thứ hai cũng xuất hiện một dòng điện xoay chiều. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về hiện tượng này. Từ trường thay đổi được tạo ra bởi cuộn dây thứ nhất tạo ra một dòng điện có điện áp nhất định trong mỗi vòng của cuộn dây thứ hai. Số vòng của cuộn dây, như đã trình bày ở chương trước, có thể được coi là nguồn dòng nối tiếp. Khi đó tổng điện áp trên cuộn dây thứ hai sẽ bằng tổng điện áp ở tất cả các vòng dây của nó. Muốn tăng điện áp lấy từ cuộn dây thứ hai thì phải tăng số vòng dây. Do đó, bằng cách thay đổi số vòng dây trên cuộn thứ hai, chúng ta có thể nhận được điện áp trên nó nhỏ hơn, bằng hoặc lớn hơn trên cuộn thứ nhất. Tuy nhiên, dù điện áp tăng bao nhiêu lần thì dòng điện cũng giảm đi một lượng như nhau, do đó tích của chúng ở cuộn thứ nhất và cuộn thứ hai vẫn bằng nhau (thực tế do tổn thất không thể tránh khỏi ở cuộn thứ cấp nên tích này thậm chí còn chênh lệch một chút). ít hơn). Hiệu ứng máy biến áp được phát hiện đồng thời với hiện tượng cảm ứng điện từ, nhưng do chỉ sử dụng dòng điện một chiều trong công nghệ từ lâu nên ban đầu nó không được ứng dụng. Điện thoại hóa ra là một trong những thiết bị đầu tiên có máy biến áp (ở dạng cuộn dây cảm ứng) trở nên phổ biến. Trong thiết bị do Edison tạo ra, điện thoại và micrô được kết nối thành hai mạch riêng biệt. Nguồn dòng, micrô và cuộn sơ cấp của máy biến áp được nối ở đây thành một mạch, một cuộn dây khác và máy thu điện thoại vào một mạch khác. Nguyên lý hoạt động của chiếc điện thoại này rất rõ ràng: do màng rung, điện trở trong micrô liên tục thay đổi, khiến dòng điện một chiều của pin chuyển thành dòng điện dao động. Dòng điện này được cung cấp cho cuộn sơ cấp của máy biến áp. Dòng điện có cùng hình dạng nhưng ở điện áp cao hơn được tạo ra trong cuộn thứ cấp. Chúng dễ dàng vượt qua điện trở của dây và có thể truyền đi một khoảng cách đáng kể. Điện thoại được cải tiến theo cách này nhanh chóng trở nên phổ biến.
Lúc đầu, các thiết bị giao tiếp với nhau theo cặp. Họ không có tổng đài hoặc cuộc gọi. Để gọi một thuê bao đến thiết bị, họ chỉ cần dùng bút chì gõ nhẹ vào màng. Chuông điện sau đó được Edison giới thiệu. Năm 1877, tổng đài điện thoại trung tâm đầu tiên xuất hiện ở New Haven (Mỹ). Thứ tự kết nối ở đây như sau. Thuê bao muốn nói chuyện với bất kỳ cá nhân hoặc tổ chức nào, hãy tìm số điện thoại được yêu cầu trong sổ thuê bao và gọi đến trạm trung tâm. Khi người sau trả lời, anh ta báo số mình cần và nếu số này không bận, người điều hành sẽ kết nối anh ta với người được yêu cầu bằng phích cắm đặc biệt và thông báo cho anh ta rằng kết nối đã sẵn sàng. Sau đó, người đăng ký đề cập đến người được kết nối với anh ta. Vào cuối cuộc trò chuyện, họ đã tách ra. Người đương thời rất nhanh chóng đánh giá cao sự tiện lợi mà điện thoại mang lại. Chẳng bao lâu sau, các tổng đài điện thoại đã được xây dựng ở tất cả các thành phố lớn. Đồng thời, nhu cầu về điện thoại ngày càng tăng. Năm 1879, Bell thành lập công ty sản xuất điện thoại của riêng mình và công ty này nhanh chóng trở thành một tập đoàn lớn. Trong vòng mười năm, hơn 100 nghìn chiếc điện thoại đã được lắp đặt chỉ riêng ở Hoa Kỳ và sau 25 năm đã có hơn một triệu chiếc. Sau đó, con số này tăng thêm một bậc độ lớn khác. Bell sống rất thọ và có thể quan sát thấy sự phổ biến của điện thoại trên khắp thế giới. Ông qua đời vào năm 1922, và ký ức của ông được tôn vinh bằng một phút im lặng: khi quan tài với thi thể của nhà phát minh được hạ xuống mộ, mọi cuộc trò chuyện qua điện thoại đều dừng lại. Họ viết rằng tại Hoa Kỳ vào thời điểm đó, hơn 13 triệu điện thoại đã im lặng. Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ Xe chạy bằng nhiên liệu thay thế
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ TV SONY KDP57WS550 với đường chéo 57 inch ▪ Rừng bị chặt phá - miệng núi lửa xuất hiện ▪ Người cổ đại sử dụng hình xăm để chữa bệnh ▪ Khi đi đường vòng không giúp ích được gì
▪ phần của trang web Công nghệ nghiệp dư Radio. Lựa chọn bài viết ▪ Bạn có thể dựa vào lưỡi lê, nhưng bạn không thể ngồi trên chúng. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Tên của thành phố nơi Anna Karenina ném mình dưới một chuyến tàu là gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Limnantemum lily. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Hai máy phát hình sin trên logic. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Cải thiện khuôn tô. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này