Outros artigos da série:
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- História dos computadores eletrônicos
- História do transistor
- História da Internet
O telefone apareceu por acaso. Se Graças a um século de pesquisas sobre as possibilidades de transmissão de mensagens por meio da eletricidade, as pessoas tropeçaram no telefone em busca de um telégrafo melhorado. Portanto, é muito fácil atribuir uma data plausível, embora não totalmente certa, para a invenção do telefone – o ano do centenário da fundação dos Estados Unidos, 1876.
E não se pode dizer que o telefone não teve antecessores. Desde 1830, os cientistas têm procurado maneiras de converter som em eletricidade e eletricidade em som.
Som elétrico
Em 1837 ano , um médico e experimentador na área de eletromagnetismo de Massachusetts, se deparou com um fenômeno estranho. Ele colocou um fio espiral isolado entre as extremidades de um ímã permanente e depois colocou cada extremidade do fio em um recipiente de mercúrio conectado a uma bateria. Cada vez que ele abria ou fechava o circuito, levantando a ponta do fio do recipiente ou baixando-o ali, o ímã emitia um som que podia ser ouvido à distância de um metro. Page chamou isso de música galvânica e sugeriu que tudo se tratava da "desordem molecular" que ocorria no ímã. Page lançou uma onda de pesquisas sobre dois aspectos desta descoberta: a estranha propriedade dos materiais metálicos de mudar de forma quando magnetizados e a geração mais óbvia de som pela eletricidade.
Estamos particularmente interessados em dois estudos. A primeira foi conduzida por Johann Philipp Reis. Reis ensinava matemática e ciências para crianças em idade escolar no Instituto Garnier, perto de Frankfurt, mas nas horas vagas se dedicava à pesquisa elétrica. Nessa altura, vários eletricistas já tinham criado novas versões de música galvânica, mas Reis foi o primeiro a dominar a alquimia da tradução bidirecional do som em eletricidade e vice-versa.
Reis percebeu que um diafragma, semelhante a um tímpano humano, poderia fechar e abrir um circuito elétrico ao vibrar. O primeiro protótipo do aparelho telefônico, construído em 1860, consistia em uma orelha esculpida em madeira com uma membrana feita de bexiga de porco esticada sobre ela. Um eletrodo de platina foi fixado na parte inferior da membrana que, ao vibrar, abria e fechava o circuito com a bateria. O receptor era uma bobina de fio enrolada em uma agulha de tricô presa a um violino. O corpo do violino amplificava as vibrações da caneta que mudava de forma à medida que era alternadamente magnetizado e desmagnetizado.
Modelo antigo de telefone Reis
Reis apresentou muitas melhorias no protótipo inicial e, junto com outros experimentadores, descobriu que se você cantasse ou cantarolasse algo nele, o som transmitido permanecia reconhecível. As palavras eram mais difíceis de distinguir e muitas vezes tornavam-se distorcidas e incompreensíveis. Muitas mensagens de voz de sucesso usavam frases comuns como “bom dia” e “como vai você” e eram fáceis de adivinhar. O principal problema era que o transmissor de Reis apenas abria e fechava o circuito, mas não regulava a intensidade do som. Como resultado, apenas uma frequência com amplitude fixa poderia ser transmitida, e isso não poderia simular todas as sutilezas da voz humana.
Reis acreditava que seu trabalho deveria ser reconhecido pela ciência, mas nunca conseguiu isso. Seu aparelho era uma curiosidade popular entre a elite científica, e cópias apareceram na maioria dos centros dessa elite: em Paris, Londres, Washington. Mas o seu trabalho científico foi rejeitado pela revista Annalen der Physik [Anais de Física] do professor Poggendorff, uma das revistas científicas mais antigas e mais influentes da época. As tentativas de Race de anunciar o telefone junto às empresas de transmissão também falharam. Ele sofria de tuberculose e o agravamento da doença o impediu de realizar pesquisas mais sérias. Como resultado, em 1873, a doença ceifou sua vida e suas ambições. E esta não será a última vez que esta doença irá atrapalhar o desenvolvimento da história do telefone.
Enquanto Race melhorava seu telefone, estava dando os retoques finais em seu estudo seminal de fisiologia auditiva: “A Doutrina das Sensações Auditivas como Base Fisiológica para a Teoria da Música” [Die Lehre von den Tonempfindungen als fisiologische Grundlage für die Theorie der Musik], publicado em 1862. Helmholtz, então professor da Universidade de Heidelberg, foi um gigante da ciência no século XIX, trabalhando na fisiologia da visão, eletrodinâmica, termodinâmica, etc.
O trabalho de Helmholtz refere-se apenas brevemente à nossa história, mas seria uma pena perdê-lo. Em A Doutrina das Sensações Auditivas, Helmholtz fez pela música o que Newton fez pela luz - ele mostrou como uma sensação aparentemente única pode ser desmontada em suas partes componentes. Ele provou que as diferenças de timbres, do violino ao fagote, provêm apenas de diferenças na força relativa de seus harmônicos (tons em frequências duplas, triplas, etc. em relação à nota base). Mas para a nossa história, o mais interessante do seu trabalho reside na notável ferramenta que desenvolveu para demonstração:
Variante do sintetizador Helmholtz
Helmholtz encomendou o primeiro dispositivo na oficina de Colônia. Simplificando, era um sintetizador capaz de produzir sons a partir de uma composição de tons simples. Sua habilidade mais surpreendente era a inexplicável capacidade de reproduzir sons vocálicos que todos estavam acostumados a ouvir apenas vindos da boca humana.
O sintetizador funcionava a partir da batida do diapasão principal, que vibrava na nota base, fechando e abrindo o circuito, imergindo um fio de platina em um recipiente de mercúrio. Oito diapasões magnetizados, cada um vibrando com seu próprio tom, repousavam entre as extremidades de um eletroímã conectado a um circuito. Cada fechamento do circuito ativava os eletroímãs e mantinha os diapasões em estado vibratório. Ao lado de cada diapasão havia um ressonador cilíndrico capaz de amplificar seu zumbido a um nível audível. No estado normal, a tampa do ressonador estava fechada e abafava o som do diapasão. Se você mover a tampa para o lado, poderá ouvir esse harmônico, e assim “tocar” o som de uma trombeta, piano ou a letra vocálica “o”.
Este dispositivo desempenhará um pequeno papel na criação de um novo tipo de telefone.
Telégrafo harmônico
Uma das atrações para os inventores da segunda metade do século XIX foi o multitelégrafo. Quanto mais sinais telegráficos pudessem ser amontoados em um fio, maior seria a eficiência da rede telegráfica. No início da década de 1870, eram conhecidos vários métodos diferentes de telegrafia duplex (envio de dois sinais em direções opostas ao mesmo tempo). Logo depois, Thomas Edison os aprimorou criando quadruplex, combinando duplex e diplex (transmitindo dois sinais em uma direção ao mesmo tempo), para que o fio pudesse ser usado quatro vezes mais eficientemente.
Mas o número de sinais poderia ser aumentado ainda mais? Organizar algum tipo de octoruplex, ou até mais? O fato de as ondas sonoras poderem ser convertidas em corrente elétrica e vice-versa oferecia uma possibilidade interessante. E se usássemos tons de tons variados para criar um telégrafo acústico, harmônico ou, poeticamente falando, musical? Se vibrações físicas de diferentes frequências pudessem ser convertidas em vibrações elétricas e depois remontadas nas suas frequências originais no outro lado, então seria possível enviar muitos sinais simultaneamente sem interferência mútua. O próprio som seria então apenas um meio para um fim, um meio intermediário que forma correntes para que vários sinais possam existir em um fio. Para simplificar, referir-me-ei a este conceito como telégrafo harmónico, embora várias variações dos termos tenham sido utilizadas na época.
Esta não foi a única maneira de criar sinais multiplexados. Na França [após o qual a unidade de velocidade simbólica é nomeada - baud / aprox. trad.] em 1874 ele criou uma máquina com um distribuidor rotativo que coletava alternadamente sinais de vários transmissores telegráficos. Hoje em dia chamaríamos isso de multiplex dividido por tempo e não por frequência. Mas esta abordagem tinha uma desvantagem – não levaria à criação da telefonia.
Nessa altura, a telegrafia americana era dominada pela Western Union, que se tinha formado na década de 1850 numa tentativa de eliminar a concorrência desfavorável entre algumas grandes empresas telegráficas – uma explicação que poderia facilmente ser utilizada para justificar tais fusões antes do advento das leis antitrust. Um dos personagens da nossa história a descreveu como “provavelmente a maior empresa que já existiu”. Tendo milhares de quilômetros de fios e gastando enormes quantias de dinheiro na construção e manutenção de redes, a Western Union acompanhou com grande interesse os desenvolvimentos no campo da telegrafia multiplex.
Outro player também esperava por avanços no negócio telegráfico. , advogado e empresário de Boston, foi um dos principais proponentes de colocar o telégrafo americano sob o controle do governo federal. Hubbard acreditava que os telegramas poderiam ser tão baratos quanto as cartas e estava determinado a minar o que considerava o monopólio cínico e extorsionista da Western Union. O projecto de lei de Hubbard não propunha a nacionalização completa das companhias telegráficas existentes, como fizeram quase todas as potências europeias, mas estabeleceria um serviço telegráfico patrocinado pelo governo sob os auspícios do Departamento dos Correios. Mas o resultado provavelmente teria sido o mesmo e a Western Union teria abandonado este negócio. Em meados da década de 1870, o progresso na legislação tinha estagnado, mas Hubbard estava confiante de que o controlo da nova patente telegráfica crítica poderia dar-lhe uma vantagem na aprovação da sua proposta no Congresso.
Gardiner Green Hubbard
Existem dois factores únicos nos Estados Unidos: primeiro, a escala continental da Western Union. Nenhuma organização telegráfica europeia tinha linhas tão longas e, portanto, não havia razão para desenvolver a telegrafia multiplex. Em segundo lugar, há a questão aberta do controlo governamental sobre o telégrafo. O último reduto europeu foi a Grã-Bretanha, que nacionalizou o telégrafo em 1870. Depois disso, não sobrou nenhum lugar, exceto os Estados Unidos, onde a perspectiva tentadora de fazer um avanço tecnológico e minar o monopólio se aproximava. Talvez por isso a maior parte do trabalho do telégrafo harmônico tenha sido realizada nos Estados Unidos.
Havia principalmente três candidatos ao prêmio. Dois deles já eram inventores veneráveis - и . O terceiro era um professor de retórica e professor de surdos chamado Bell.
Cinza
Elisha Gray cresceu em uma fazenda em Ohio. Como muitos de seus contemporâneos, ele brincou com telegrafia quando adolescente, mas aos 12 anos, quando seu pai morreu, começou a procurar uma ocupação que pudesse sustentá-lo. Ele foi aprendiz por um tempo como ferreiro, depois como carpinteiro naval, e aos 22 anos aprendeu que poderia estudar no Oberlin College enquanto ainda trabalhava como carpinteiro. Após cinco anos de estudos, ele mergulhou na carreira de inventor na área de telegrafia. Sua primeira patente foi um relé autoajustável que, ao utilizar um segundo eletroímã em vez de uma mola para retornar a armadura, eliminou a necessidade de ajustar a sensibilidade do relé dependendo da intensidade da corrente no circuito.
Eliseu Gray, ca. 1878
Em 1870, já era sócio de uma empresa produtora de equipamentos elétricos, onde trabalhava como engenheiro-chefe. Em 1872, ele e um sócio mudaram a empresa para Chicago e a renomearam como Western Electric Manufacturing Company. A Western Electric logo se tornou o principal fornecedor de equipamentos telegráficos para a Western Union. Como resultado, deixará uma marca notável na história da telefonia.
No início de 1874, Gray ouviu um som estranho vindo de seu banheiro. Parecia o uivo de um reótomo vibrante, só que muito mais forte. O reótomo (literalmente "disjuntor de fluxo") era um dispositivo elétrico bem conhecido que usava uma lingueta de metal para abrir e fechar rapidamente um circuito. Olhando para o banheiro, Gray viu seu filho segurando uma bobina de indução conectada a um reótomo com uma das mãos e com a outra esfregando o revestimento de zinco da banheira, que zumbia na mesma frequência. Gray, intrigado com as possibilidades, deixou seu trabalho diário na Western Electric para voltar a inventar. No verão, ele desenvolveu um telégrafo musical de oitava completa, com o qual podia reproduzir sons em um diafragma feito de uma bacia de metal pressionando as teclas de um teclado.
Transmissor
Receptor
O telégrafo musical era uma novidade sem valor comercial óbvio. Mas Gray percebeu que a capacidade de transmitir sons de tons diferentes através de um fio lhe dava duas opções. Com um transmissor de design diferente, capaz de captar o som do ar, um telégrafo vocal poderia ser criado. Com outro receptor capaz de separar o sinal combinado em seus componentes, foi possível fazer telegrafia harmônica – ou seja, telegrafia multiplex baseada em som. Ele decidiu concentrar-se na segunda opção, uma vez que a indústria telegráfica tinha exigências óbvias. Sua escolha foi confirmada ao conhecer o telefone de Race, que parecia um simples brinquedo filosófico.
Gray fez o receptor telegráfico harmônico a partir de um conjunto de eletroímãs acoplados a tiras de metal. Cada faixa era sintonizada em uma frequência específica e soava quando o botão correspondente do transmissor era pressionado. O transmissor funcionava com o mesmo princípio do telégrafo musical.
Gray melhorou seu dispositivo nos dois anos seguintes e o levou para a exposição. Oficialmente o evento foi denominado "". Foi a primeira feira mundial realizada nos Estados Unidos e coincidiu com a comemoração do centenário do país, e por isso contou com a chamada. “Exposição Centenária” Aconteceu na Filadélfia, no verão de 1876. Lá, Gray demonstrou uma conexão "octruplex" (isto é, a transmissão de oito mensagens simultaneamente) em uma linha telegráfica especialmente preparada de Nova York. Esta conquista foi muito elogiada pelos jurados da exposição, mas logo foi eclipsada por um milagre ainda maior.
Edison
, o presidente da Western Union, soube rapidamente do progresso de Gray, o que o deixou muito nervoso. Na melhor das hipóteses, se Gray tiver sucesso, a situação resultará num licenciamento de patentes muito caro. Na pior das hipóteses, a patente de Gray tornar-se-ia a base para a criação de uma empresa rival que desafiaria o domínio da Western Union.
Assim, em julho de 1875, Orton puxou um ás na manga: Thomas Edison. Edison cresceu com a telegrafia, passou vários anos como operador de telégrafo e depois se tornou um inventor. Seu maior triunfo naquela época foi a comunicação quadruplex, criada com dinheiro da Western Union no ano anterior. Agora Orton esperava melhorar sua invenção e superar o que Gray havia conseguido fazer. Ele forneceu a Edison uma descrição do telefone de Race; Edison também estudou a obra de Helmholtz, recentemente traduzida para o inglês.
Edison estava no auge de sua forma e ideias inovadoras fluíam dele como faíscas de uma bigorna. No ano seguinte, ele mostrou duas abordagens diferentes para a telegrafia acústica - a primeira era semelhante ao telégrafo de Gray e usava diapasões ou palhetas vibrantes para criar ou sentir a frequência desejada. Edison não conseguiu fazer com que tal dispositivo funcionasse em um nível aceitável.
A segunda abordagem, que ele chamou de “transmissor acústico”, era completamente diferente. Em vez de usar palhetas vibratórias para transmitir frequências diferentes, ele as usou para transmitir pulsos em intervalos diferentes. Dividiu o uso do fio entre os transmissores por tempo e não por frequência. Isso exigia uma sincronização perfeita das vibrações em cada par receptor-transmissor para que os sinais não se sobrepusessem. Em agosto de 1876, ele tinha um quadruplex funcionando segundo esse princípio, embora a uma distância de mais de 100 quilômetros o sinal se tornasse inútil. Ele também teve ideias para melhorar o telefone de Race, que deixou de lado temporariamente.
E então Edison ouviu falar de uma sensação criada na Exposição do Centenário na Filadélfia por um homem chamado Bell.
Bell
nasceu em Edimburgo, na Escócia, e cresceu em Londres sob a orientação estrita de seu avô. Assim como Gray e Edison, ele demonstrou interesse pelo telégrafo quando menino, mas depois seguiu os passos de seu pai e avô, escolhendo a fala humana como sua principal paixão. Seu avô, Alexander, fez seu nome no palco e depois começou a ensinar oratória. Seu pai, Alexander Melville, também era professor e até desenvolveu e publicou um sistema fonético, que chamou de “fala visível”. O jovem Alexander (Alec, como era chamado na família), escolheu como ocupação ensinar fala para surdos.
No final da década de 1860, ele estudava anatomia e fisiologia na University College London. A estudante Marie Eccleston estudou com ele, com quem planejava se casar. Mas então ele abandonou o aprendizado e o amor. Seus dois irmãos morreram de tuberculose, e o pai de Alec exigiu que ele e o restante da família emigrassem para o Novo Mundo para preservar a saúde de seu único filho. Bell obedeceu, embora resistisse e se ressentisse, e partiu em 1870.
Depois de uma breve passagem por Ontário, Alexander, usando as conexões de seu pai, encontrou um emprego como professor em uma escola para surdos em Boston. Ali os fios do seu futuro começaram a ser tecidos.
Primeiro ele teve uma aluna, Mabel Hubbard, que perdeu a audição aos cinco anos devido à escarlatina. Bell continuou a dar aulas particulares mesmo depois de se tornar professor de fisiologia vocal e oratória na Universidade de Boston, e Mabel foi uma de suas primeiras alunas. Na época do treinamento, ela tinha pouco menos de 16 anos, dez anos mais nova que Bell, e em poucos meses ele se apaixonou por essa garota. Voltaremos à sua história mais tarde.
Em 1872, Bell renovou seu interesse pela telegrafia. Alguns anos antes, ainda em Londres, Bell conheceu os experimentos de Helmholtz. Mas Bell entendeu mal a conquista de Helmholtz, acreditando que ele não apenas criou, mas também transmitiu sons complexos usando eletricidade. Assim, Bell se interessou pela telegrafia harmônica – o uso combinado de um fio com vários sinais transmitidos em diversas frequências. Talvez inspirado pela notícia de que a Western Union havia adquirido a ideia do telégrafo duplex do colega bostoniano Joseph Stearns, Bell reconsiderou suas ideias e, como Edison e Gray, começou a tentar implementá-las.
Um dia, ao visitar Mabel, ele tocou no segundo fio de seu destino - ao lado do piano, ele mostrou à família dela um truque que havia aprendido na juventude. Se você cantar uma nota limpa no piano, a corda correspondente tocará e a tocará de volta para você. Ele disse ao pai de Mabel que um sinal telegráfico sintonizado poderia atingir o mesmo efeito e explicou como poderia ser usado na telegrafia multiplex. E Bell não poderia ter encontrado um ouvinte mais sintonizado com sua história: ele ressoou de alegria e entendeu instantaneamente a ideia principal: “há um ar para todos e apenas um fio é necessário”, ou seja, a propagação da onda da corrente em um fio pode copiar em miniatura a propagação nas ondas aéreas geradas por sons complexos. O ouvinte de Bell foi Gardiner Hubbard.
telefone
E agora a história está ficando muito confusa, por isso tenho medo de testar a paciência dos leitores. Tentarei acompanhar as principais tendências sem me prender a detalhes.
Bell, apoiado por Hubbard e pelo pai de outro de seus alunos, trabalhou diligentemente no telégrafo harmônico sem divulgar seu progresso. Alternava trabalho frenético com períodos de descanso quando sua saúde piorava, enquanto tentava cumprir suas obrigações universitárias, promover o sistema de "fala visível" de seu pai e trabalhar como tutor. Ele contratou um novo assistente , um mecânico experiente da oficina mecânica de Charles Williams em Boston - pessoas interessadas em eletricidade se reuniram lá. Hubbard incentivou Bell e não teve vergonha de usar a mão da filha como incentivo, recusando-se a casá-la até que Bell melhorasse seu telégrafo.
No verão de 1874, durante as férias perto da casa da família em Ontário, Bell teve uma epifania. Vários pensamentos que existiam em seu subconsciente se fundiram em um só - o telefone. Seus pensamentos foram influenciados não menos - o primeiro dispositivo de gravação de som do mundo que pintou ondas sonoras em vidro fumê. Isto convenceu Bell de que sons de qualquer complexidade poderiam ser reduzidos aos movimentos de um ponto no espaço, como o movimento da corrente através de um fio. Não vamos nos alongar nos detalhes técnicos, pois eles nada têm a ver com os telefones realmente criados e a praticidade de seu uso é questionável. Mas eles levaram o pensamento de Bell numa nova direção.
Esboço conceitual do telefone Bell original com "harmônicos" (não foi construído)
Bell deixou essa ideia de lado por um tempo para perseguir, como seus sócios esperavam dele, o objetivo de criar um telégrafo harmônico.
Mas ele logo se cansou da rotina de ajustar os instrumentos, e seu coração, cansado dos muitos obstáculos práticos que impediam um protótipo funcional de um sistema prático, gravitou cada vez mais em torno do telefone. A voz humana foi sua primeira paixão. No verão de 1875, ele descobriu que as palhetas vibrantes podiam não apenas fechar e abrir rapidamente um circuito como uma chave telegráfica, mas também criar uma corrente contínua semelhante a uma onda à medida que se moviam em um campo magnético. Ele contou a Watson sua ideia de um telefone e, juntos, eles construíram o primeiro modelo de telefone com base nesse princípio - um diafragma vibrando no campo de um eletroímã excitava uma corrente ondulatória no circuito magnético. Este dispositivo era capaz de transmitir certos sons de voz abafados. Hubbard não ficou impressionado com o dispositivo e ordenou que Bell voltasse aos problemas reais.
Telefone de forca vestigial de Bell do verão de 1875
Mas Bell ainda convenceu Hubbard e os outros parceiros de que a ideia deveria ser patenteada, uma vez que poderia ser usada em telegrafia multiplex. E se você solicitar uma patente, ninguém o proibirá de mencionar nela a possibilidade de utilizar o aparelho para comunicação de voz. Então, em janeiro, Bell adicionou um novo mecanismo para gerar corrente de onda ao projeto de patente: resistência variável. Ele queria conectar um diafragma vibratório, que recebesse som, com um contato de platina, abaixado e levantado de um recipiente com ácido, no qual havia outro contato estacionário. Quando o contato móvel afundou mais fundo, uma área superficial maior entrou em contato com o ácido, o que reduziu a resistência à corrente que flui entre os contatos - e vice-versa.
Esboço de Bell do conceito de um transmissor de resistência variável líquida
Hubbard, sabendo que Gray estava logo atrás de Bell, enviou o pedido de patente atual ao escritório de patentes na manhã de 14 de fevereiro, sem esperar pela confirmação final de Bell. E na tarde do mesmo dia, o advogado de Gray chegou com sua patente. Também continha uma proposta para gerar corrente de onda usando resistência variável líquida. Mencionou também a possibilidade de utilização da invenção tanto para transmissão telegráfica quanto para transmissão de voz. Mas ele se atrasou várias horas para interferir na patente de Bell. Se a ordem de chegada tivesse sido diferente, teria havido uma longa audiência de prioridade antes da concessão de uma patente. Como resultado, em 7 de março, a Bell recebeu a patente número 174, “Melhorias na Telegrafia”, que lançou a pedra fundamental para o futuro domínio do sistema Bell.
Mas esta história dramática não deixa de ter ironia. Pois em 14 de fevereiro de 1876, nem Bell nem Gray haviam construído um modelo funcional de telefone. Ninguém sequer tentou isto, excepto a breve tentativa de Bell em Julho passado, na qual não houve resistência variável. Portanto, as patentes não devem ser vistas como marcos na história da tecnologia. Este momento crítico no desenvolvimento da telefonia como empresa teve pouco a ver com o telefone como dispositivo.
Foi somente após a apresentação da patente que Bell e Watson tiveram a oportunidade de retornar ao telefone, apesar das constantes demandas de Hubbard pela continuação do trabalho no telégrafo multiplex. Bell e Watson passaram vários meses tentando fazer a ideia da resistência variável líquida funcionar, e um telefone construído com base nesse princípio foi usado para transmitir a famosa frase: "Sr. Watson, venha aqui, quero ver você."
Mas os inventores tiveram constantemente problemas com a confiabilidade desses transmissores. Assim, Bell e Watson começaram a trabalhar em novos transmissores usando o princípio do magneto que haviam experimentado no verão de 1875 – usando o movimento de um diafragma num campo magnético para excitar diretamente uma corrente. As vantagens eram simplicidade e confiabilidade. A desvantagem era que a baixa intensidade do sinal telefônico era consequência das vibrações do ar criadas pela voz do locutor. Isso limitou a distância operacional efetiva do transmissor magneto. E em um aparelho com resistência variável, a voz modulava a corrente criada pela bateria, que poderia ser tão forte quanto desejado.
Os novos magnetos funcionaram muito melhor do que os do verão passado, e Gardiner decidiu que, afinal, poderia haver algo de interessante na ideia do telefone. Entre outras atividades, ele atuou no Comitê de Exposição de Educação e Ciência de Massachusetts para a Exposição do Centenário que se aproximava. Ele usou sua influência para conseguir um lugar para Bell em uma exposição e competição onde os juízes julgavam invenções elétricas.
Transmissor magnético Bell/Watson. Um diafragma de metal vibrante D se move no campo magnético de um ímã H e excita uma corrente no circuito
Receptor
Os juízes procuraram Bell imediatamente após estudar o telégrafo harmônico de Gray. Deixou-os no receptor e dirigiu-se a um dos transmissores localizados cem metros adiante na galeria. Os interlocutores de Bell ficaram surpresos ao ouvi-lo cantando e palavras saindo de uma pequena caixa de metal. Um dos juízes era o colega escocês de Bell (que mais tarde recebeu o título de Lord Kelvin). Cheio de alegria, ele atravessou o corredor correndo até Bell para lhe dizer que tinha ouvido suas palavras, e mais tarde declarou que o telefone era “a coisa mais incrível que ele tinha visto na América”. Também esteve presente o Imperador do Brasil, que primeiro pressionou a caixa contra o ouvido e depois pulou da cadeira gritando: “Estou ouvindo, estou ouvindo!”
A publicidade que Bell gerou na exposição levou Edison a prosseguir com suas ideias anteriores de transmissão telefônica. Ele imediatamente atacou a principal desvantagem do dispositivo de Bell - o frágil transmissor magneto. A partir de seus experimentos com quadruplex, ele sabia que a resistência dos cavacos de carvão mudava com as mudanças na pressão. Depois de muitos experimentos com diferentes configurações, ele desenvolveu um transmissor de resistência variável operando com base neste princípio. Em vez de um contato se mover em um líquido, as ondas de pressão da voz do locutor comprimiram o “botão” de carbono, alterando sua resistência e, portanto, a intensidade da corrente no circuito. Isto foi muito mais confiável e mais fácil de implementar do que os transmissores líquidos concebidos por Bell e Gray, e foi uma contribuição decisiva para o sucesso a longo prazo do telefone.
Mas Bell ainda foi o primeiro a fabricar um telefone, apesar das óbvias vantagens em experiência e habilidades que seus rivais possuíam. Ele foi o primeiro não porque tivesse um insight que outros não haviam alcançado - eles também pensaram no telefone, mas o consideraram insignificante em comparação com o telégrafo melhorado. Bell foi o primeiro porque gostava mais da voz humana do que do telégrafo, tanto que resistiu aos desejos dos seus parceiros até conseguir comprovar a funcionalidade do seu telefone.
E o telégrafo harmônico, no qual Gray, Edison e Bell gastaram tanto esforço e reflexão? Até agora nada deu certo. Manter os vibradores mecânicos em ambas as extremidades do fio em perfeito alinhamento revelou-se muito difícil e ninguém sabia como amplificar o sinal combinado para trabalhar em longas distâncias. Foi somente em meados do século XNUMX, depois que a tecnologia elétrica começando com o rádio permitiu o ajuste preciso de frequência e a amplificação de baixo ruído, que a ideia de empilhar vários sinais para transmissão em um único fio se tornou realidade.
Adeus ao Bell
Apesar do sucesso do telefone na exposição, Hubbard não estava interessado em construir um sistema telefônico. No inverno seguinte, ele propôs a William Orton, presidente da Western Union, comprar todos os direitos do telefone sob a patente de Bell por US$ 100. Orton recusou, influenciado por uma combinação de antipatia por Hubbard e seus esquemas de telégrafo postal, autoconfiança e O trabalho de Edison sobre o telefone e também a crença de que o telefone, comparado ao telégrafo, significava muito pouco. Outras tentativas de vender a ideia do telefone falharam, em grande parte devido ao receio do enorme custo do litígio sobre os direitos de patente, se comercializados. Portanto, em julho de 000, Bell e seus sócios fundaram a Bell Telephone Company para organizar seu próprio serviço telefônico. Naquele mesmo mês, Bell finalmente se casou com Mabel Gardiner na casa de sua família, tornando-se bem-sucedido o suficiente para ganhar a bênção de seu pai.
Alec com sua esposa Mabel e dois filhos sobreviventes - seus dois filhos morreram na infância (c. 1885)
No ano seguinte, Orton mudou de ideia sobre o telefone e criou sua própria empresa, a American Speaking Telephone Company, na esperança de que as patentes de Edison, Gray e outros protegessem a empresa dos ataques legais de Bell. Ela se tornou uma ameaça mortal aos interesses de Bell. A Western Union tinha duas vantagens principais. Em primeiro lugar, grandes recursos financeiros. A empresa de Bell precisava de dinheiro porque alugava equipamentos para seus clientes, o que demorava muitos meses para se pagar. Segundo, acesso ao transmissor melhorado de Edison. Quem comparou seu transmissor com o aparelho de Bell não pôde deixar de notar a melhor clareza e volume da voz do primeiro. A empresa de Bell não teve escolha senão processar seu concorrente por violação de patente.
Se a Western Union tivesse direitos claros sobre o único transmissor de alta qualidade disponível, teria uma forte influência para chegar a um acordo. Mas a equipe de Bell descobriu uma patente anterior para um dispositivo semelhante, obtida por um emigrante alemão , e comprei. Somente depois de muitos anos de batalhas legais a patente de Edison recebeu prioridade. Vendo que o processo não teve êxito, em novembro de 1879, a Western Union concordou em transferir todos os direitos de patente do telefone, do equipamento e da base de assinantes existente (55 pessoas) para a empresa de Bell. Em troca, pediram apenas 000% do aluguel de telefones pelos próximos 20 anos e também que a Bell ficasse fora do negócio telegráfico.
A Bell Company rapidamente substituiu os dispositivos da Bell por modelos melhorados baseados primeiro na patente de Berliner e depois em patentes obtidas da Western Union. Quando o litígio terminou, a principal ocupação de Bell era testemunhar em litígios de patentes, dos quais havia muitos. Em 1881 ele estava completamente aposentado. Tal como Morse, e ao contrário de Edison, ele não foi um criador de sistemas. Theodore Vail, um gestor enérgico que Gardiner havia atraído dos correios, assumiu o controle da empresa e conduziu-a a uma posição dominante no país.
Inicialmente, a rede telefônica cresceu de forma bem diferente da rede telegráfica. Esta última desenvolveu-se a passos largos de um centro comercial para outro, percorrendo 150 km de cada vez, procurando as maiores concentrações de clientes valiosos, e só então complementando a rede com ligações a mercados locais mais pequenos. As redes telefónicas cresceram como cristais a partir de pequenos pontos de crescimento, a partir de alguns clientes localizados em clusters independentes em cada cidade e áreas circundantes, e lentamente, ao longo de décadas, fundiram-se em estruturas regionais e nacionais.
Havia dois obstáculos à telefonia em grande escala. Primeiro, havia o problema da distância. Mesmo com transmissores amplificados de resistência variável baseados na ideia de Edison, o alcance operacional do telégrafo e do telefone era incomparável. O sinal telefônico mais complexo era mais suscetível ao ruído, e as propriedades elétricas das correntes flutuantes eram menos conhecidas do que as da corrente contínua usada no telégrafo.
Em segundo lugar, houve um problema de comunicação. O telefone de Bell era um dispositivo de comunicação um-para-um; podia conectar dois pontos através de um único fio. Para o telégrafo isso não foi um problema. Um escritório poderia atender muitos clientes e as mensagens poderiam ser facilmente roteadas do escritório central por outra linha. Mas não havia uma maneira fácil de transmitir uma conversa telefônica. Na primeira implementação do telefone, a terceira pessoa e as subsequentes só podiam se conectar com as duas pessoas conversando por meio do que mais tarde seria chamado de “telefone emparelhado”. Ou seja, se todos os dispositivos do assinante estivessem conectados à mesma linha, cada um deles poderia conversar (ou escutar) com os outros.
Voltaremos ao problema da distância no devido tempo. EM Iremos nos aprofundar no problema das conexões e suas consequências, que impactaram o desenvolvimento dos relés.
O que ler
- Robert V. Bruce, Bell: Alexander Graham Bell e a conquista da solidão (1973)
- David A. Hounshell, “Elisha Gray e o telefone: sobre as desvantagens de ser um especialista”, Tecnologia e Cultura (1975).
- Paul Israel, Edison: uma vida de invenção (1998)
- George B. Prescott, O telefone falante, o fonógrafo falante e outras novidades (1878)
Fonte: habr.com