Эдисон. Электрическое освещение

Эдисон уже имел опыт подобного рода. Изучение звука вызвало у него огромный интерес (возможно, по причине его глухоты), еще когда он только услышал об изобретении Белла. Перед тем как взяться за работу, Эдисон со своими сотрудниками решили выполнить ряд практических экспериментов с оригинальным аппаратом Белла в присутствии правления и технического начальства ASTC. Испытания проводились на линии, связывавшей Нью-Йорк и Вашингтон, и окончились плохо: шумы и малая интенсивность звуков речи практически не позволяли расслышать ничего из сказанного на другом конце провода. Эдисон решил, что хотя, без сомнений, заслуги изобретателя огромны и его вклад неоценим, устройство аппарата придется основательно переделывать. В первую очередь, по его мнению, следовало использовать схему Илайши Грея, имевшую отдельные микрофон и динамик. Требовалось предварительно поработать над обоими элементами, чтобы повысить качество приема, передачи и воспроизведения голоса, а также убрать или снизить до минимума нежелательные шумы, в основном вызванные статическим электричеством.

Сначала Эдисон принялся за работу над микрофоном. Ему надо было найти более надежный способ улавливать звуковые волны и увеличить возможности преобразования, чтобы таким образом улучшить передачу разговора. Для этого он использовал свое недавнее изобретение, которое не пригодилось по назначению (великолепный пример гениальной способности Эдисона извлекать пользу из своих провалов). Работая над квадруплексным телеграфом, он изучал проводниковые свойства различных материалов и обнаружил, что сопротивление угля зависит от оказанного на него давления. К сожалению, такое сопротивление изменялось под воздействием любого звука, и его невозможно было использовать для поставленных в то время целей. Но именно эта чувствительность оказалась нужной Эдисону в данном случае.

Команда Менло-Парка работала в течение года над использованием изменения сопротивления угля в микрофоне телефона. В начале 1877 года Эдисону удалось свести шумы в телефоне Белла к минимуму, однако главным достижением стало увеличение надежности восприятия звука мембраной с помощью капсулы с угольной крошкой, расположенной рядом с ней.

В угольном микрофоне мембрана представляет собой тонкую пластинку из гибкого металла. За ней располагается небольшой кусок угля (в первых моделях это был индийский каучук), представляющий собой своего рода кнопку, оказывающую легкое давление на расположенный за ним блок компонентов. Этот блок состоит из диска, содержавшего крошку (гранулы) угля, сжатую двумя пластинками, которые являются контактами цепи. Когда на контакты подается ток, он проходит через угольный диск.

РИС. 6

УГОЛЬНЫЙ РЕОСТАТ

Команда Эдисона продолжала изучать возможные применения изменяемого сопротивления угольной пыли. Первым из них стал угольный реостат, который разрабатывался для замены обычных реостатов. Устройство состояло из пустого эбонитового цилиндра, где помещались примерно 50 шелковых дисков и графитовый порошок. Они придавливались металлической пластиной с помощью регулировочного винта, что приводило к изменению электрического сопротивления в цепи в диапазоне от 400 до 6000 Ом.

Механизм работы устройства (рисунок 6) следующий: когда кто-то говорит перед мембраной, она начинает колебаться под воздействием акустических волн. Вибрация мембраны действует на «кнопку» из угля, а эта последняя — на задний контакт, передавая в каждый момент времени на него колебательный образ звуковой волны. Данные колебания действуют на электрический ток, проходящий через угольный диск, вызывая изменения сопротивления, в точности соответствующие рисунку волны. Таким образом, звук превращается в изменяемый электрический ток. Сила тока увеличивается или уменьшается в зависимости от изменения давления звуковых волн.