Outros artigos da série:
- A História do Relé
- História dos Computadores Eletrônicos
- História do Transistor
- História da Internet
O telefone surgiu por acaso. Se graças a um século de pesquisa sobre as possibilidades de transmissão de mensagens usando eletricidade, o telefone foi descoberto enquanto as pessoas buscavam melhorar o telégrafo. Portanto, é bastante fácil atribuir uma data plausível, embora não totalmente incontestável, à invenção do telefone – o ano do centenário da fundação dos Estados Unidos, 1876.
E não se pode dizer que o telefone não tivesse predecessor. Desde 1830, pesquisadores científicas buscavam formas de transformar som em eletricidade, e eletricidade em som.
Som elétrico
Em 1837 , médico e experimentador no campo do eletromagnetismo de Massachusetts, se deparou com um fenômeno estranho. Ele colocou um fio espiral isolado entre as extremidades de um ímã permanente, e então mergulhou cada extremidade do fio em recipientes com mercúrio, conectados a uma bateria. Sempre que ele abria ou fechava o circuito, levantando a extremidade do fio do recipiente ou mergulhando-a, o ímã emitia som, audível a um metro de distância. Page chamou isso de música galvânica e sugeriu que tudo se devia à "desordem molecular" que ocorria no ímã. Page iniciou uma onda de pesquisas dedicadas a dois aspectos dessa descoberta: a estranha propriedade dos materiais metálicos de mudar de forma quando magnetizados e a mais óbvia geração de som pela eletricidade.
Estamos particularmente interessados em dois estudos. O primeiro foi conduzido por Johann Philipp Reis. Reis ensinava matemática e ciências exatas para alunos no Instituto Garnier, perto de Frankfurt, mas em seu tempo livre se dedicava a pesquisas sobre eletricidade. Naquele momento, alguns eletricistas já haviam criado novas variantes da música galvânica, mas Reis foi o primeiro a dominar a alquimia da conversão bidirecional de som em eletricidade e vice-versa.
Reis percebeu que um diafragma, semelhante à membrana do ouvido humano, podia, ao vibrar, abrir e fechar um circuito elétrico. O primeiro protótipo do dispositivo 'telephon' [‘falar à distância’], construído em 1860, consistia em uma 'orelha' cortada em madeira com uma membrana esticada feita de bexiga suína. À parte inferior da membrana foi anexado um eletrodo de platina, que ao vibrar abria e fechava o circuito com a bateria. O receptor era uma bobina de fio enrolada em uma agulha de tricô, fixada em um violino. O corpo do violino amplificava as vibrações da agulha em mudança de forma, conforme ela era magnetizada e desmagnetizada alternadamente.
Modelo mais recente do telefone de Reis
Reis propôs diversas melhorias para o protótipo inicial e, juntamente com outros experimentadores, descobriu que ao cantar ou entoar algo, o som transmitido se mantinha reconhecível. As palavras eram mais difíceis de distinguir, muitas vezes distorcidas e se tornavam incompreensíveis. Em várias reportagens sobre a transmissão bem-sucedida da voz, eram comuns termos como 'bom dia' e 'como vai', que eram facilmente adivinháveis. O principal problema permanecia que o transmissor de Reis apenas abria e fechava o circuito, sem regular a intensidade do som. Como resultado, era possível transmitir apenas frequências com amplitude fixa, o que não conseguia reproduzir todas as sutilezas da voz humana.
Reis acreditava que seu trabalho deveria ser reconhecido pela ciência, mas nunca conseguiu isso. Seu dispositivo era uma curiosidade popular entre a elite científica, e cópias apareciam na maioria dos centros dessa elite: em Paris, Londres, Washington. Mas seu trabalho científico foi rejeitado pela revista do professor Poggendorff, 'Annalen der Physik' [‘Anais da Física’] – uma das revistas científicas mais antigas e a mais influente da época. As tentativas de Reis de promover o telefone através de companhias de telégrafos também falharam. Ele sofria de tuberculose, e a doença em deterioração o impediu de realizar mais pesquisas sérias. Assim, em 1873, a doença lhe tomou a vida e suas ambições. E esta não seria a última vez que essa enfermidade impediria o desenvolvimento da história do telefone.
Enquanto Reis aprimorava seu telefone, fazia os toques finais em sua frutífera pesquisa sobre fisiologia auditiva: "O ensino das sensações sonoras como base fisiológica para a teoria da música" [Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik], publicada em 1862. Helmholtz, na época professor da Universidade de Heidelberg, foi um gigante da ciência do século XIX, trabalhando na fisiologia da visão, eletrodinâmica, termodinâmica e outros campos.
O trabalho de Helmholtz toca apenas superficialmente em nossa história, mas é uma pena deixá-lo de lado. Em "O ensino das sensações sonoras", Helmholtz fez para a música o que Newton fez para a luz – mostrou como uma sensação aparentemente única pode ser decomposta em suas partes constituintes. Ele provou que as diferenças nos timbres, de violino a fagote, ocorrem apenas devido às diferenças na intensidade relativa de seus harmônicos (notas em frequências duplas, triplas, etc., em relação à nota fundamental). Mas o que é mais interessante para nossa história em seu trabalho é o notável instrumento que ele desenvolveu para demonstração:
A variante do sintetizador de Helmholtz
O primeiro dispositivo de Helmholtz foi encomendado na oficina de Colônia. Simplificando, era um sintetizador capaz de produzir sons com base na composição de tons simples. Sua capacidade mais surpreendente era a inexplicável habilidade de reproduzir sons vocálicos que todos estavam acostumados a ouvir apenas saindo da boca humana.
O sintetizador funcionava a partir da vibração de um diapasão básico, vibrando na nota fundamental, abrindo e fechando o circuito, mergulhando um fio de platina em um recipiente de mercúrio. Oito diapasões magnetizados, cada um vibrando com seu próprio harmônico, estavam posicionados entre as extremidades de um eletroímã conectado ao circuito. Cada fechamento do circuito ativava os eletroímãs e mantinha os diapasões em um estado vibrante. Ao lado de cada diapasão havia um ressonador cilíndrico capaz de amplificar sua vibração para um nível audível. Em seu estado normal, a tampa no ressonador estava fechada, silenciando o som do diapasão. Ao mover a tampa para o lado, era possível ouvir esse harmônico e, assim, "tocar" o som de um trompete, piano ou da vogal "o".
Esse 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 multi-telégrafo. Quanto mais sinais telegráficos conseguiam ser comprimidos em um único fio, maior era a eficiência da rede telegráfica. No início da década de 1870, vários métodos de organização da telegráfia duplex (envio simultâneo de dois sinais em direções opostas) já eram conhecidos. Logo depois, Thomas Edison os aprimorou, criando o quadruplex, combinando duplex e diplex (transmissão simultânea de dois sinais em uma única direção), permitindo que o fio fosse utilizado de forma quatro vezes mais eficiente.
Mas seria possível aumentar ainda mais o número de sinais? Organizar algum octoplex ou ainda mais? O fato de que ondas sonoras podiam ser convertidas em corrente elétrica e vice-versa oferecia uma possibilidade interessante. E se utilizássemos tons de diferentes alturas para criar um telégrafo acústico, harmônico, ou, poeticamente falando, um telégrafo musical? Se as oscilações físicas de diferentes frequências pudessem ser convertidas em elétricas e, em seguida, desmontadas novamente em suas frequências originais do outro lado, poderíamos enviar simultaneamente muitos sinais sem interferências. O som em si seria apenas um meio para se alcançar o objetivo, uma intermediária que formaria correntes para que vários sinais pudessem existir em um único fio. Para simplificar, chamarei essa concepção de telégrafo harmônico, embora diferentes variantes de termos tenham sido utilizadas na época.
Não foi um único método de criação de sinais multiplexados. Na França [em homenagem ao qual a unidade de velocidade simbólica - baud / nota do tradutor] em 1874 concebeu uma máquina com um distribuidor rotativo, coletando alternadamente sinais de vários transmissores telegráficos. Hoje, chamaríamos isso de multiplexação por divisão de tempo, e não por frequência. Mas essa abordagem tinha uma desvantagem - ela não levaria à criação da telefonia.
Naquela época, a Western Union dominava a telegrafia americana, formada na década de 1850 na tentativa de eliminar a competição prejudicial entre várias grandes empresas de telegrafia - antes da criação de leis antitruste, essa explicação poderia ser usada para justificar tais fusões. Um dos personagens de nossa história descreveu isso como "provavelmente a maior corporação a existir até então". Com milhares de quilômetros de fios e gastando enormes quantias na construção e manutenção de redes, a Western Union observava com grande interesse os desenvolvimentos na área da telegrafia multiplex.
Outro jogador esperava por inovações na telegrafia. , um advogado e empresário de Boston, foi um dos principais defensores da transferência do controle do telégrafo americano para o governo federal. Hubbard acreditava que os telegramas poderiam custar tão pouco quanto cartas e estava determinado a minar, em sua opinião, a cínica e extorsiva monopólio da Western Union. O projeto de lei de Hubbard não propunha a nacionalização completa das empresas de telegrafia existentes, como haviam feito quase todas as potências europeias, mas estabeleceria um serviço de telegrafia patrocinado pelo governo sob a tutela do ministério dos correios. Mas o resultado provavelmente seria o mesmo, e a Western Union se retiraria desse negócio. Em meados da década de 1870, o avanço do projeto foi paralisado, mas Hubbard estava convencido de que o controle sobre a nova patente crítica de telégrafo poderia lhe dar uma vantagem para promover sua proposta no Congresso.
Gardiner Greene Hubbard
Nos EUA, formaram-se dois fatores únicos: primeiro, a imensa escala continental da Western Union. Nenhuma organização de telegrafia europeia possuía linhas tão extensas, e, portanto, não havia motivos para o desenvolvimento da telegrafia multiplex. Segundo, a questão em aberto do controle governamental sobre o telégrafo. O último bastião europeu foi a Grã-Bretanha, que nacionalizou o telégrafo em 1870. Depois disso, não restaram mais lugares além dos EUA onde houvesse a perspectiva tentadora de realizar uma inovação tecnológica e desafiar o monopólio. Talvez por isso, a maior parte do trabalho sobre o telégrafo harmônico foi realizada nos EUA.
Três pessoas competiram pelo prêmio. Dois deles já eram renomados inventores – e . O terceiro era um professor de retórica e instrutor para surdos, de sobrenome Bell.
Gray
Elisha Gray cresceu em uma fazenda em Ohio. Como muitos de seus contemporâneos, na adolescência ele brincava com a telégrafia, mas aos 12 anos, quando seu pai faleceu, começou a procurar uma ocupação que pudesse sustentá-lo. Ele foi aprendiz de ferreiro por algum tempo, depois carpinteiro, e aos 22 anos soube que poderia estudar no Oberlin College sem deixar de trabalhar como carpinteiro. Após cinco anos de estudo, ele se lançou na carreira de inventor na área de telégrafia. Sua primeira patente foi um relé autoajustável, que, usando um segundo eletromagneto em vez de uma mola para retornar o ânodo, eliminou a necessidade de ajustar a sensibilidade do relé de acordo com a intensidade da corrente no circuito.
Elisha Gray, c. 1878
Até 1870, ele já era sócio de uma empresa que fabricava equipamentos elétricos e trabalhava como engenheiro-chefe. Em 1872, ele e seu sócio trasladaram a empresa para Chicago e a renomearam como Western Electric Manufacturing Company. Em breve, a Western Electric se tornou o principal fornecedor de equipamentos telegráficos para a Western Union. No final, ela deixaria uma marca significativa na história da telefonia.
No início de 1874, Gray ouviu um som estranho vindo do banheiro. Ele soava como o lamento de um reotomo vibrante, mas muito mais forte. O reotomo (literalmente, "cortador de fluxo") era um dispositivo elétrico bem conhecido que usava uma palheta de metal para abrir e fechar rapidamente o circuito. Ao olhar para o banheiro, Gray viu seu filho segurando em uma mão uma bobina de indução conectada ao reotomo, enquanto com a outra mão esfregava o revestimento de zinco da banheira, que zumbida na mesma frequência. Gray, intrigado com as possibilidades que se apresentavam, afastou-se do trabalho diário na Western Electric para voltar a inventar. No verão, ele desenvolveu um telégrafo musical de uma octava, com o qual era possível reproduzir sons em um diafragma feito de uma bacia de metal, pressionando as teclas do teclado.
Transmissor
Receptor
O telégrafo musical era uma novidade sem valor comercial óbvio. Mas Gray percebeu que a possibilidade de transmitir sons de diferentes tonalidades por um único fio lhe oferecia duas oportunidades. Com um transmissor de design diferente, capaz de captar som do ar, poderia ser criado um telégrafo vocal. Com outro receptor, capaz de separar o sinal combinado em componentes, poderia ser feito um telégrafo harmônico – ou seja, um telégrafo multiplexado baseado em som. Ele decidiu se concentrar na segunda opção, já que havia uma demanda evidente na indústria telegráfica. Ele se firmou em sua escolha ao ouvir sobre o telefone de Reis, que parecia uma simples ideia filosófica.
O receptor do telégrafo harmônico de Gray foi feito a partir de um conjunto de eletromagnetos, acoplados a tiras de metal. Cada tira foi ajustada para uma frequência específica e soava quando o botão correspondente era pressionado no transmissor. O transmissor funcionava pelo mesmo princípio que o telégrafo musical.
Gray aprimorou seu aparelho nos dois anos seguintes e o levou para uma exposição. O evento foi oficialmente nomeado "". Esta foi a primeira exposição mundial realizada nos EUA, coincidindo com a celebração do centenário da nação, na qual foi apresentada a chamada "Exposição Centenária". Ela ocorreu na Filadélfia no verão de 1876. Lá, Gray demonstrou a conexão "oito-plex" (ou seja, a transmissão de oito mensagens simultaneamente) em uma linha telegráfica especialmente preparada de Nova York. Essa conquista foi altamente avaliada pelos juízes da exposição, mas logo foi ofuscada por um milagre ainda maior.
Edison
, presidente da Western Union, rapidamente ficou ciente do progresso de Gray, o que o deixou bastante nervoso. No melhor cenário, se Gray tivesse sucesso, a situação resultaria em uma licença de patente muito cara. No pior cenário, a patente de Gray se tornaria a base para a criação de uma empresa concorrente, que abalaria o domínio da Western Union.
Assim, em julho de 1875, Orton tirou um trunfo da manga, nomeadamente Thomas Edison. Edison cresceu ao lado da telegrafia, passou vários anos como operador telegráfico e mais tarde se tornou inventor. Seu maior triunfo até então foi a comunicação quadplex, criada com recursos da Western Union um ano antes. Agora, Orton esperava que ele melhorasse sua invenção e superasse o que Gray havia conseguido. Ele forneceu a Edison uma descrição do telefone de Reis; além disso, Edison estudou o trabalho de Helmholtz, recentemente traduzido para o inglês.
Edison estava no auge de sua forma, e ideias inovadoras brotavam dele como faíscas de uma bigorna. No ano seguinte, ele apresentou duas abordagens diferentes para o telégrafo acústico – a primeira era semelhante ao telégrafo de Gray, utilizando diapasões ou línguas vibratórias para criar ou perceber a frequência desejada. Edison não conseguiu fazer esse aparelho funcionar em um nível aceitável.
A segunda abordagem, que ele chamou de "transmissor acústico", era completamente diferente. Em vez de usar línguas vibratórias para transmitir várias frequências, ele as usava para transmitir pulsos com diferentes intervalos. Ele dividia o uso do fio entre os transmissores por tempo, em vez de por frequência. Isso exigia uma sincronização perfeita das vibrações em cada par emissor-receptor, para que os sinais não se sobrepusessem. Em agosto de 1876, ele teve um quadplex funcionando com esse princípio, embora a mais de 100 milhas a sinal se tornasse inútil. Ele também tinha ideias para melhorar o telefone de Reis, que temporariamente deixou de lado.
Então Edison ouviu sobre a sensação causada na Exposição do Centenário na Filadélfia por um homem chamado Bell.
Bell
nasceu em Edimburgo, Escócia, e cresceu em Londres sob a supervisão atenta de seu avô. Assim como Gray e Edison, na adolescência ele demonstrou interesse pelo telégrafo, mas depois seguiu os passos de seu pai e avô, escolhendo como sua principal paixão a fala humana. Seu avô, Alexander, fez fama no palco e depois se tornou professor de oratória. Seu pai, Alexander Melville, também era professor e até desenvolveu e publicou um sistema fonético que ele chamou de "fala visível". O jovem Alexander (Aleck, como era chamado na família) decidiu se dedicar ao ensino de surdos na fala.
No final da década de 1860, ele estudava anatomia e fisiologia no University College de Londres. Junto com ele estava a estudante Mabel Eccleston, com quem ele pretendia se casar. Mas então ele abriu mão tanto dos estudos quanto do amor. Dois de seus irmãos morreram de tuberculose, e o pai de Aleck exigiu que ele, junto com o restante da família, emigrasse para o Novo Mundo, a fim de preservar a saúde do filho único. Bell acatou, embora tivesse resistência e indignação a esse respeito, e partiu em 1870.
Após um pequeno trabalho temporário em Ontário, Alexander, não sem conexões de seu pai, conseguiu um emprego como professor em uma escola para surdos em Boston. Ali começaram a se entrelaçar os fios de seu futuro.
Primeiro, ele teve uma aluna chamada Mabel Hubbard, que perdeu a audição aos cinco anos devido a escarlatina. Bell dava aulas particulares mesmo após se tornar professor de fisiologia vocal e oratória na Universidade de Boston, e Mabel estava entre suas primeiras alunas. Durante o período de ensino, ela tinha pouco menos de 16 anos, dez anos a menos que Bell, e em poucos meses ele se apaixonou por ela. Voltaremos à sua história.
Em 1872, Bell renovou seu interesse pela telegrafia. Alguns anos antes disso, ainda em Londres, Bell soube sobre os experimentos de Helmholtz. Mas Bell entendeu mal a conquista de Helmholtz, acreditando que ele não apenas havia criado, mas também transmitido sons complexos por meio da eletricidade. Assim, Bell se empolgou com o telégrafo harmônico – o uso conjunto de um fio por vários sinais transmitidos em várias frequências. Possivelmente, inspirado pela notícia de que a Western Union adquiriu a ideia do telégrafo duplex de Joseph Stearns, seu conterrâneo de Boston, Bell revisou suas ideias e, assim como Edison e Gray, começou a trabalhar para realizá-las.
Uma vez, na casa de Mabel, ele esbarrou na segunda linha de seu destino – ao lado do piano, ele mostrou à família dela um truque que havia aprendido na juventude. Se você cantar uma nota pura no piano, a corda correspondente vibrará e a tocará em resposta. Ele contou ao pai de Mabel que um sinal telegráfico sintonizado poderia alcançar o mesmo efeito e explicou como isso poderia ser usado na telegrafia multiplex. E Bell não encontraria ouvinte melhor preparado para sua história: ele ressoou com alegria e imediatamente entendeu a ideia principal: "o ar é o mesmo para todos, e um fio é tudo que precisamos", ou seja, a propagação de ondas elétricas em um fio pode em miniatura replicar a propagação no ar de ondas geradas por sons complexos. O ouvinte de Bell era Gardiner Hubbard.
Telefone
E agora a história se torna muito confusa, de modo que temo estar testando a paciência dos leitores. Tentarei seguir as principais tendências, sem me perder em detalhes.
Bell, apoiado por Hubbard e pelo pai de outro de seus alunos, trabalhou arduamente no telégrafo harmônico, sem divulgar seus sucessos. Ele alternava seu trabalho intenso com períodos de descanso, quando sua saúde o impedia, tentando cumprir suas obrigações universitárias, promover o sistema de "fala visível" de seu pai e atuar como tutor. Ele contratou um novo assistente, , o experiente mecânico da oficina mecânica de Boston, Charles Williams – ali se reuniam pessoas interessadas em eletricidade. Hubbard pressionava Bell e não hesitou em usar a mão de sua filha como um incentivo, recusando-se a deixá-la se casar até que Bell melhorasse seu telégrafo.
No verão de 1874, enquanto estava de férias perto da casa da família em Ontário, Bell teve uma epifania. Várias ideias que existiam em sua mente subconsciente se uniram em uma – o telefone. Suas reflexões foram influenciadas, em grande parte, – o primeiro dispositivo de gravação de som do mundo, que desenhava ondas sonoras em vidro enegrecido. Isso convenceu Bell de que sons de qualquer complexidade poderiam ser reduzidos a movimentos de um ponto no espaço, como o movimento da corrente através de um fio. Não vamos nos detiver nos detalhes técnicos, pois não são relevantes para os telefones realmente criados e a praticidade de sua aplicação é duvidosa. Mas direcionaram o pensamento de Bell em uma nova direção.
Esboço do conceito da versão original do telefone de Bell com ‘harmônicos’ (não foi construído)
Bell adiou essa ideia por um tempo, para, como seus parceiros esperavam, perseguir o objetivo de criar um telégrafo harmônico.
Mas logo ele ficou entediado com a rotina de afinar precisamente os instrumentos, e seu coração, cansado das muitas dificuldades práticas que existiam entre um protótipo funcional e um sistema prático, começou a se inclinar cada vez mais para o telefone. A voz humana era sua primeira paixão. No verão de 1875, ele descobriu que as lengas vibratórias poderiam não apenas fechar e abrir rapidamente o circuito como uma chave de telégrafo, mas também criar uma corrente ondulante contínua, movendo-se em um campo magnético. Ele compartilhou sua ideia de telefone com Watson, e juntos construíram o primeiro modelo de telefone com esse princípio – um diafragma vibrante no campo de um eletroímã gerava uma corrente ondulada no circuito do ímã. Este dispositivo era capaz de transmitir algumas sonoridades abafadas da voz. Hubbard não ficou impressionado com o dispositivo e ordenou que Bell voltasse aos desafios reais.
O rudimentar telefone ‘gancho’ de Bell do verão de 1875
No entanto, Bell ainda convenceu Hubbard e os outros parceiros de que a ideia deveria ser patenteada, uma vez que poderia ser usada na telegrafia multiplexada. E já que estavam a fazer o pedido de patente, ninguém impediria de mencionar nele a possibilidade de uso do dispositivo para comunicações de voz. Em janeiro, Bell adicionou ao rascunho da patente um novo mecanismo de geração de onda elétrica: resistência variável. Ele queria conectar um diafragma vibratório, que captava o som, a um contato de platina que descia e subia de um recipiente com ácido, onde havia outro contato fixo. Quando o contato móvel mergulhava mais fundo, a superfície em contato com o ácido aumentava, reduzindo a resistência da corrente que fluía entre os contatos — e vice-versa.
Rascunho de Bell da concepção do transmissor com resistência variável de líquido
Hubbard, sabendo que Gray estava pressionando Bell, enviou o pedido de patente da onda elétrica ao escritório de patentes na manhã de 14 de fevereiro, sem aguardar a confirmação final de Bell. E no mesmo dia, à tarde, chegou o advogado de Gray com sua patente. Esta também continha uma proposta para a geração de ondas elétricas por meio de resistência variável de líquido. Também mencionava as possibilidades de aplicação da invenção tanto para o telégrafo quanto para a transmissão de voz. Mas ele chegou algumas horas tarde para impedir a patente de Bell. Se a ordem de chegada fosse diferente, longas audiências sobre prioridades teriam que ser realizadas antes da concessão da patente. Como resultado, em 7 de março, Bell recebeu a patente número 174465, "Melhorias na Telegrafia", que estabeleceu a pedra angular do futuro domínio do sistema Bell.
Mas nesta história dramática não faltou ironia. Pois em 14 de fevereiro de 1876, nem Bell nem Gray haviam construído um modelo funcional de telefone. Ninguém sequer tentou fazer isso, exceto uma breve tentativa de Bell no julho anterior, que não tinha nenhuma resistência variável. Portanto, não se deve considerar as patentes como marcos na história da tecnologia. Este momento crítico no desenvolvimento da telefonia como um empreendimento comercial estava praticamente desvinculado do telefone como dispositivo.
Só depois do envio da patente por Bell e Watson, eles puderam retornar ao telefone, apesar das constantes demandas de Hubbard para continuar o trabalho no telégrafo multiplex. Bell e Watson passaram meses tentando fazer funcionar a ideia do resistor líquido variável, e o telefone construído com base nesse princípio foi usado para transmitir a famosa frase: "Sr. Watson, venha aqui, eu quero vê-lo."
Mas os inventores constantemente enfrentavam problemas com a confiabilidade desses transmissores. Por isso, Bell e Watson começaram a trabalhar em novos transmissores, utilizando o princípio do magneto, com o qual eles experimentaram no verão de 1875 – usando o movimento da diafragma em um campo magnético para excitar diretamente a corrente. A vantagem foi a simplicidade e confiabilidade. A desvantagem era que a baixa potência do sinal telefônico era resultado das vibrações do ar geradas pela voz do falante. Isso limitava a distância de operação eficaz do transmissor de magneto. E em um dispositivo com resistência variável, a voz modulava a corrente gerada pela bateria, que poderia ser feita tão forte quanto necessário.
Os novos magnetos funcionavam muito melhor do que os que haviam sido testados no verão anterior, e Gardiner decidiu que havia algo na ideia do telefone. Entre outras atividades, ele participou do comitê de educação e exposições científicas de Massachusetts na iminente Exposição Centenária. Ele usou sua influência para dar a Bell um espaço na exposição e em uma competição, onde os juízes avaliavam invenções elétricas.
Transmissor de magneto de Bell/Watson. A diafragma metálica vibrante D se move em um campo magnético do ímã H e excita corrente no circuito.
Receptor
Os juízes chegaram a Bell logo após estudarem o telégrafo harmônico de Gray. Ele os deixou com o receptor e foi até um dos transmissores, que ficava a cem metros ao longo da galeria. Os interlocutores de Bell ficaram impressionados ao ouvir seu canto e as palavras saindo de uma pequena caixa metálica. Um dos juízes era um conterrâneo de Bell, escocês. (a quem mais tarde foi conferido o título de Lord Kelvin). Ele correu animadamente para o outro lado do salão até Bell para contar que ouviu suas palavras e mais tarde declarou que o telefone era "a coisa mais surpreendente que viu na América". Também estava presente o imperador do Brasil, que primeiro pressionou a caixa contra a orelha e, em seguida, levantou-se da cadeira gritando: "Eu ouço, eu ouço!"
A comoção provocada por Bell na exposição fez com que Edison se interessasse por suas ideias anteriores sobre a transmissão telefônica. Ele imediatamente se concentrou na principal deficiência do dispositivo de Bell – o frágil transmissor de magneto. De suas experiências com o quadriplex, ele sabia que a resistência da sujeira de carvão mudava com a alteração da pressão. Após muitos experimentos com várias configurações, ele desenvolveu um transmissor de resistência variável que funcionava segundo esse princípio. Em vez de um contato móvel no líquido, a onda de pressão da voz do falante comprimiam o "botão" de carvão, alterando sua resistência e, consequentemente, a intensidade da corrente do circuito. Isso era muito mais confiável e mais simples de implementar do que os transmissores líquidos concebidos por Bell e Gray, e se tornou uma contribuição decisiva para o sucesso a longo prazo do telefone.
Mas, ainda assim, Bell foi o primeiro a fazer um telefone, apesar das óbvias vantagens de experiência e habilidade que seus concorrentes possuíam. Ele foi o primeiro não porque teve uma epifania à qual os outros não chegaram – eles também conceberam o telefone, mas o consideraram insignificante em comparação com o telégrafo aprimorado. Bell foi o primeiro porque ele apreciava mais a voz humana do que o telégrafo, dava mais valor a isso, que resistiu ao desejo de seus parceiros, até conseguir provar a funcionalidade de seu telefone.
E quanto ao telegráfico harmônico, no qual Gray, Edison e Bell dedicaram tantos esforços e pensamentos? Até agora, nada foi concretizado. Manter os vibradores mecânicos em ambas as extremidades do fio perfeitamente sintonizados se mostrou extremamente difícil, e ninguém sabia como amplificar o sinal combinado para que funcionasse em longas distâncias. Só mais perto da metade do século XX, após as tecnologias elétricas, que começaram com o rádio, terem permitido criar ajustes de frequência precisos e amplificação com baixo nível de ruído, a ideia de sobrepor múltiplos sinais para transmissão por um único fio tornou-se uma realidade.
Despedida de Bell
Apesar do sucesso do telefone na exposição, Hubbard não estava interessado em construir um sistema telefônico. Naquele inverno, ele propôs a William Orton, presidente da Western Union, comprar todos os direitos sobre o telefone conforme a patente de Bell por $100.000. Orton recusou, influenciado por uma combinação de aversão a Hubbard e seus esquemas com o telégrafo postal, confiança em suas habilidades e no trabalho de Edison com o telefone, além da crença de que o telefone significava muito pouco em comparação com o telégrafo. Outras tentativas de vender a ideia do telefone não foram bem-sucedidas, principalmente devido ao medo dos enormes custos de litígios sobre direitos de patente em caso de comercialização. Portanto, em julho de 1877, Bell e seus parceiros fundaram a Bell Telephone Company para organizar o serviço telefônico por conta própria. No mesmo mês, Bell finalmente se casou com Mabel Gardiner na casa de sua família, tornando-se suficientemente bem-sucedido para conquistar a bênção de seu pai.
Alec com sua esposa Mabel e seus dois filhos sobreviventes – seus dois filhos morreram na infância (cerca de 1885)
No ano seguinte, Orton mudou sua atitude em relação ao telefone e fundou sua empresa, American Speaking Telephone Company, acreditando que as patentes de Edison, Gray e outros protegeriam a empresa de ataques legais de Bell. Isso se tornou uma ameaça mortal para os interesses de Bell. A Western Union tinha duas grandes vantagens. Primeiro, enormes recursos financeiros. A empresa de Bell precisava de dinheiro, pois alugava equipamentos para seus clientes, o que exigia muitos meses para seu retorno. Segundo, acesso ao transmissor aprimorado de Edison. Qualquer um que comparasse seu transmissor ao dispositivo de Bell não poderia deixar de notar a melhor clareza e volume da voz do primeiro. A empresa de Bell não teve escolha a não ser processar o concorrente, movendo uma ação por violação de patente.
Se a Western Union tivesse direitos claros sobre o único transmissor de alta qualidade disponível, ela teria uma poderosa alavanca para alcançar um acordo. Mas a equipe de Bell desenterrou uma patente anterior de um dispositivo semelhante, obtida por um imigrante alemão , e a adquiriu. Somente muitos anos depois de batalhas legais, a patente de Edison obteve prioridade. Vendo que a disputa não estava trazendo sucesso, em novembro de 1879 a Western Union concordou em transferir todos os direitos de patente do telefone, equipamentos e da base de assinantes existentes (55.000 pessoas) para a empresa de Bell. Em troca, eles pediram apenas 20% da locação de telefones pelos próximos 17 anos, além de que Bell não interferisse no negócio de telégrafo.
A empresa de Bell rapidamente substituiu os dispositivos de Bell por modelos aprimorados, inicialmente baseados na patente de Berliner e, em seguida, nas patentes obtidas da Western Union. Quando a disputa terminou, a principal ocupação de Bell era prestar testemunho em batalhas de patentes, que foram numerosas. Em 1881, ele se afastou completamente dos negócios. Assim como Morse, e ao contrário de Edison, ele não era um criador de sistemas. Theodore Vail, um gerente enérgico que Gardiner havia trazido da agência de correios, assumiu o controle da empresa e a levou à posição dominante no país.
Inicialmente, a rede telefônica crescia de maneira bem diferente da telégrafo. Esta última se desenvolvia em saltos, de um centro comercial a outro, percorrendo até 150 km de cada vez, buscando pontos de maior concentração de clientes valiosos, e só então ampliando a rede com conexões a mercados locais menores. As redes telefônicas cresciam como cristais a partir de pequenos pontos de crescimento, a partir de vários clientes, localizados em agrupamentos independentes em cada cidade e arredores, e lentamente, ao longo de décadas, se uniam em estruturas regionais e nacionais.
Existiam dois obstáculos para a telefonia em grande escala. Primeiro, havia o problema da distância. Mesmo com transmissores de resistência variável aprimorados, baseados na ideia de Edison, a distância de operação do telégrafo e do telefone era incomparável. O sinal mais complexo do telefone era mais suscetível a ruídos, e as propriedades elétricas das correntes flutuantes eram pior compreendidas do que as propriedades da corrente contínua utilizada no telégrafo.
Em segundo lugar, havia o problema da conexão. O telefone de Bell era um dispositivo de comunicação um para um, capaz de conectar dois pontos por um único fio. Para o telégrafo, isso não era um problema. Um escritório poderia atender a muitos clientes, e as mensagens podiam ser facilmente redirecionadas do escritório central por outra linha. Mas não havia uma forma simples de transmitir uma conversa telefônica. No primeiro modelo de telefone, terceiros e próximos poderiam se conectar com os dois interlocutores apenas através do que mais tarde seria chamado de “telefone em pareamento”. Ou seja, se todos os aparelhos dos assinantes estavam conectados a uma única linha, cada um deles poderia falar (ou ouvir) com os outros.
Voltaremos ao problema da distância em seu tempo. Em nos aprofundaremos no problema das conexões e suas consequências, que influenciaram o desenvolvimento do relé.
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, Fonógrafo Falante e Outras Novidades (1878)
Fonte: habr.com
