Histórico de retransmissão: Telegraph falante

O telefone surgiu por acaso. Se as redes telegráficas da década de 1840 apareceram devido a um estudo de cem anos da possibilidade de transmitir mensagens usando eletricidade, as pessoas se depararam com um telefone em busca de um telégrafo aprimorado. Portanto, é muito fácil designar uma data plausível, embora não totalmente certa, da invenção do telefone - o ano do centenário da fundação dos Estados Unidos, 1876.

E você não pode dizer que o telefone não tinha antecessores. Desde 1830, os pesquisadores pesquisam maneiras de transformar som em eletricidade, e eletricidade em som.

Som elétrico

Em 1837, Charles Page , médico e experimentador no campo do eletromagnetismo de Massachusetts, encontrou um fenômeno estranho. Ele colocou um fio espiral isolado entre as extremidades do ímã permanente e, em seguida, cada uma das extremidades do fio foi abaixada em recipientes de mercúrio conectados à bateria. Cada vez que ele abria ou fechava o circuito, levantando a extremidade do fio do tanque ou baixando-o para lá, o imã emitia um som ouvido à distância de um metro. Page chamou de música galvânica e sugeriu que era tudo sobre a "bagunça molecular" que ocorre no ímã. Paige lançou uma onda de pesquisas sobre dois aspectos dessa 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. O primeiro foi conduzido por Johann Philip Reis. Reis ensinou matemática e as ciências exatas dos alunos do Instituto Garnier, perto de Frankfurt, mas em seu tempo livre estudou eletricidade. Naquela época, vários eletricistas já haviam criado novas versões da música galvânica, mas Reis foi o primeiro a dominar a alquimia da conversão bidirecional do som em eletricidade e vice-versa.

Reis percebeu que um diafragma semelhante ao tímpano de uma pessoa poderia fechar e abrir um circuito elétrico quando vibrado. O primeiro protótipo do aparelho telefônico [alto-falante de longo alcance], construído em 1860, consistia em uma “orelha” esculpida em madeira com uma membrana esticada sobre ele, feita de uma bexiga de porco. Um eletrodo de platina foi acoplado à parte inferior da membrana; durante a vibração, ele abriu e fechou o circuito com a bateria. O receptor era uma bobina de fio enrolada em torno de uma agulha de tricô presa a um violino. O corpo do violino amplificou as vibrações da agulha de mudança de forma quando foi alternadamente magnetizada e desmagnetizada.


Modelo de telefone de voo atrasado

Reis apresentou muitas melhorias para o protótipo inicial e, junto com outros pesquisadores, descobriu que se você cantava ou cantarolava algo nele, o som transmitido continuava reconhecível. As palavras eram mais difíceis de distinguir, e muitas vezes eram distorcidas e tornadas incompreensíveis. Muitos relatos de transmissão de voz bem-sucedida usaram frases comuns como "bom dia" e "como vai você" e podem ser facilmente adivinhados. O principal problema permaneceu que o transmissor de vôo apenas abriu e fechou o circuito, mas não regulou a força do som. Como resultado, foi possível transmitir apenas uma frequência com uma amplitude fixa e isso não poderia imitar todas as sutilezas de uma voz humana.

Reis acreditava que seu trabalho deveria ser reconhecido pela ciência, mas não conseguiu isso. Seu dispositivo era uma maravilha 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 mais antigas revistas científicas e a mais influente da época. Os esforços da Flight para anunciar o telefone com empresas de telégrafo também falharam. Ele sofria de tuberculose e uma piora da doença o impediu de realizar pesquisas mais sérias. Como resultado, em 1873, a doença levou sua vida e ambição. E não é a última vez que esta doença impede o desenvolvimento da história do telefone.

Enquanto Reis melhorava seu telefone, Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz fez os retoques finais em seu frutífero estudo da fisiologia auditiva: "A doutrina das sensações auditivas como base fisiológica da teoria musical" 1862 ano. Helmholtz, professor da Universidade de Heidelberg na época, era um gigante da ciência do século 19, trabalhando na fisiologia da visão, eletrodinâmica, termodinâmica, etc.

O trabalho de Helmholtz se relaciona apenas casualmente à nossa história, mas é uma pena perdê-la. Em A Doutrina dos Sentimentos Auditivos, 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 nos timbres, do violino ao fagote, advêm apenas das diferenças na força relativa de seus harmônicos (tons com frequência dupla, tripla etc. em relação à nota de base). Mas, para a nossa história, a parte mais interessante de seu trabalho é uma ferramenta notável que ele desenvolveu para demonstrar:


Opção de sintetizador Helmholtz

Helmholtz encomendou o primeiro dispositivo na oficina de Colônia. Simplificando, era um sintetizador capaz de produzir sons com base em uma composição de tons simples. Sua oportunidade mais surpreendente foi a capacidade inexplicável de reproduzir vogais que todos estão acostumados a ouvir apenas da boca humana.

O sintetizador trabalhou com o bater do diapasão principal, vibrando na nota de base, fechando e abrindo o circuito, imergindo o fio de platina em um recipiente com mercúrio. Oito diapasões magnetizados, cada um dos quais vibrando com seu tom harmônico, repousavam entre as extremidades do eletroímã conectado ao circuito. Cada fechamento do circuito incluía eletroímãs e mantinha os diapasões em estado de vibração. 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 foi fechada e abafou o som do diapasão. Se você mover a tampa para o lado, poderá ouvir esse tom e, assim, "tocar" o som de uma trombeta, piano ou vogal "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 era o multitelegraph. Quanto mais sinais de telégrafo era possível inserir em um único fio, maior a eficiência da rede de telégrafo. No início da década de 1870, vários métodos diferentes para organizar a telegrafia duplex (enviando dois sinais em direções opostas simultaneamente) eram conhecidos. Logo depois, Thomas Edison os aprimorou criando um quadruplex, combinando duplex e diplex (transmissão simultânea de dois sinais em uma direção), para que o fio pudesse ser usado quatro vezes mais eficientemente.

Mas foi possível aumentar ainda mais o número de sinais? Para organizar algum tipo de octoruplex, ou até mais? O fato de as ondas sonoras poderem ser transformadas em corrente elétrica e vice-versa ofereceu uma oportunidade interessante. E se usarmos tons de várias alturas para criar um telégrafo acústico, harmônico ou poeticamente falando musical? Se vibrações físicas de diferentes frequências puderem ser convertidas em elétricas e, por outro lado, puderem ser desmontadas às frequências originais, seria possível enviar vários sinais simultaneamente sem interferência mútua. O próprio som seria apenas um meio para atingir um fim, um meio intermediário que forma correntes para que vários sinais possam existir em um único fio. Por simplicidade, chamarei esse conceito de telégrafo harmônico, embora na época várias variantes de termos tenham sido usadas.

Esta não era uma maneira de criar sinais multiplex. Na França, Jean Maurice Emile Bodot [em cuja honra a unidade de velocidade simbólica é denominada baud / aprox. transl.] em 1874, ele inventou uma máquina com um distribuidor rotativo, coletando alternadamente sinais de vários transmissores de telégrafo. Agora, chamaríamos isso de multiplexado por divisão de tempo, não de frequência. Mas essa abordagem teve uma desvantagem - não levaria à criação de telefonia.

Naquela época, a Western Union dominava a telegrafia americana, formada na década de 1850, na tentativa de eliminar a concorrência não lucrativa para todos entre várias grandes empresas de telégrafo - até que as leis antitruste aparecessem, essa explicação poderia ser usada em silêncio para justificar tais fusões. Um dos personagens de nossa história a descreveu como "provavelmente a maior corporação que já existiu". Possuindo milhares de quilômetros de fios e gastando grandes quantias de dinheiro na construção e manutenção de redes, a Western Union acompanhou com grande interesse os desenvolvimentos no campo da telegrafia multiplex.

Avanços nos negócios de telégrafo estavam esperando por outro jogador. Gardiner Green Hubbard , advogado e empresário de Boston, foi um dos principais apoiadores da transferência do telégrafo americano para o controle do governo federal. Hubbard acreditava que os telegramas podiam custar tão barato quanto as cartas e estava determinado a minar, em sua opinião, o monopólio cínico e extorsivo da Western Union. O projeto de lei de Hubbard não propunha nacionalizar completamente as empresas de telégrafo existentes, como quase todas as potências européias, mas estabeleceria um serviço de telégrafo patrocinado pelo governo sob os auspícios do ministério postal. Mas o resultado provavelmente seria o mesmo, e a Western Union deixaria esse negócio. Em meados da década de 1870, o progresso da lei havia parado, mas Hubbard estava confiante de que o controle de uma nova patente crítica de telégrafo poderia lhe dar a vantagem de levar sua proposta ao Congresso.


Gardiner Green Hubbard

Nos Estados Unidos, dois fatores únicos se desenvolveram: primeiro, a escala continental da Western Union. Nenhuma organização europeia de telégrafo possuía filas tão longas e, consequentemente, nenhuma razão para desenvolver a telegrafia multiplex. Em segundo lugar, a questão aberta do controle do governo sobre o telégrafo. A última fortaleza européia foi a Grã-Bretanha, que nacionalizou o telégrafo em 1870. Depois disso, em nenhum outro lugar, exceto nos EUA, não havia mais lugares onde a perspectiva tentadora de fazer uma inovação tecnológica e minar o monopólio se aproximava. Talvez por isso, a maior parte do trabalho no telégrafo harmônico tenha sido realizada nos Estados Unidos.

O prêmio foi reivindicado principalmente por três. Dois deles já eram inventores veneráveis ​​- Elisha Gray e Thomas Edison . O terceiro era um professor de retórica e um professor surdo chamado Bell.

Cinza

Elisha Gray cresceu em uma fazenda em Ohio. Como muitos de seus contemporâneos, em sua juventude ele brincou com telegrafia, mas aos 12 anos, quando seu pai morreu, ele começou a procurar uma ocupação que pudesse lhe proporcionar. Durante algum tempo, ele era aluno de um ferreiro, depois carpinteiro de navios e, aos 22 anos, aprendeu que poderia obter uma educação no Oberlin College sem interromper a carpintaria. Após cinco anos de estudo, ele mergulhou na carreira de um inventor no campo da telegrafia. Sua primeira patente foi um relé autoajustável, que, usando um segundo eletroímã em vez de uma mola retornando a armadura, eliminou a necessidade de ajustar a sensibilidade do relé, dependendo da força da corrente no circuito.


Elisha Gray, aprox. 1878

Em 1870, ele já era sócio de uma empresa que fabrica equipamentos elétricos e trabalhou lá como engenheiro-chefe. Em 1872, ele e seu parceiro mudaram a empresa para Chicago e a renomearam como Western Electric Manufacturing Company. Logo, a Western Electric se tornou um importante fornecedor de equipamentos de telégrafo para a Western Union. Como resultado, deixará uma marca notável na história da telefonia.

No início de 1874, Gray ouviu um som estranho em seu banheiro. Parecia o uivo de um reótomo vibrante, só que muito mais forte. Rheotom (literalmente "interruptor de fluxo") era um dispositivo elétrico bem conhecido que usava uma língua de metal para abrir e fechar rapidamente o circuito. Olhando para o banheiro, Gray viu o filho segurando em uma mão uma bobina de indução conectada a um reótomo, e com a outra mão esfregando o revestimento de zinco do banho, que zumbia com a mesma frequência. Gray, interessado nas oportunidades que se abriram, afastou-se do trabalho diário na Western Electric para retomar a invenção. No verão, ele desenvolveu um telégrafo musical de oitava inteira, com o qual era possível tocar sons em um diafragma feito de uma bacia de metal pressionando as teclas do teclado.


Transmissor


Receptor

O telégrafo musical era novo sem valor comercial óbvio. Mas Gray percebeu que a capacidade de transmitir sons de tons diferentes em um único fio dava a ele duas possibilidades. Com um transmissor de um design diferente, capaz de captar sons do ar, foi possível criar um telégrafo de voz. Com outro receptor capaz de separar o sinal combinado em componentes, foi possível fazer um telégrafo harmônico - ou seja, um telégrafo multiplex baseado no som. Ele decidiu se concentrar na segunda opção, já que a indústria de telégrafos tinha pedidos óbvios. Ele se estabeleceu em sua escolha, aprendendo sobre o telefone de Flight, que parecia ser um simples brinquedo filosófico.

O receptor do telégrafo harmônico Gray é constituído por um conjunto de eletroímãs acoplados a tiras de metal. Cada barra foi sintonizada para uma frequência específica e tocada quando o botão correspondente foi pressionado no transmissor. O transmissor trabalhou no mesmo princípio que o telégrafo musical.

Gray melhorou seu aparato pelos próximos dois anos e o levou para a exposição. Oficialmente, o evento foi chamado de " Exposição Internacional de Artes, Produtos Industriais e Produtos de Solos e Minas ". Esta foi a primeira exposição mundial realizada nos Estados Unidos e coincidiu com a celebração do centenário da nação, em conexão com a qual os chamados Exposição de cem anos. Ela faleceu na Filadélfia no verão de 1876. Lá, Gray demonstrou uma conexão "octlex" (ou seja, oito mensagens simultaneamente) em uma linha de telégrafo especialmente preparada de Nova York. Essa conquista foi elogiada pelos juízes da exposição, mas logo foi ofuscada por um milagre ainda maior.

Edison

William Orton , presidente da Western Union, descobriu rapidamente o progresso de Gray, o que o deixou muito nervoso. Na melhor das hipóteses, se Gray tiver êxito, a situação resultará em um licenciamento de patente muito caro. Na pior das hipóteses, a patente de Gray formará a base de uma empresa rival que minará o domínio da Western Union.

Portanto, em julho de 1875, Orton tirou um ás de sua manga, a saber Thomas Edison. Edison cresceu lado a lado com a telegrafia, passou vários anos como operador de telégrafo e depois se tornou um inventor. Seu maior triunfo na época foi a comunicação quadruplex, criada com o dinheiro da Western Union um ano antes. Agora Orton esperava que ele melhorasse sua invenção e superasse o que Gray conseguia fazer. Ele forneceu a Edison uma descrição do telefone do voo; Edison também estudou o trabalho de Helmholtz, recentemente traduzido para o inglês.



Edison estava no auge da forma e idéias inovadoras saíam dele como faíscas de uma bigorna. No ano seguinte, ele mostrou duas abordagens diferentes para o telégrafo acústico - a primeira era como um telégrafo cinza e usava diapasões ou línguas vibrantes para criar ou perceber a frequência desejada. Edison não conseguiu que esse dispositivo funcionasse em um nível aceitável.

A segunda abordagem, que ele chamou de "transmissor acústico", era completamente diferente. Em vez de usar palhetas vibrantes para transmitir frequências diferentes, ele as usava para transmitir pulsos em diferentes intervalos. Ele dividiu o uso do fio entre os transmissores por tempo e não por frequência. Isso exigia perfeita sincronização de vibrações em cada par receptor-transmissor para que os sinais não se sobrepusessem. Em agosto de 1876, o quadruplex estava trabalhando nesse princípio, embora a uma distância de mais de 160 quilômetros o sinal se tornasse inútil. Ele também tinha idéias para melhorar o telefone de Flight, que adiou temporariamente.

E então Edison ouviu sobre a sensação feita na Exposição do Centenário na Filadélfia por um homem chamado Bell.

Bell

Alexander Graham Bell nasceu em Edimburgo, na Escócia, e cresceu em Londres sob a estrita orientação de seu avô. Como Gray e Edison, na adolescência, ele demonstrou interesse no telégrafo, 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 oratório. O pai, Alexander Melville, também era professor e até desenvolveu e publicou um sistema fonético, que ele chamou de "discurso visível". O jovem Alexander (Alec, como era chamado na família), escolheu o ensino do discurso surdo como ocupação.

No final da década de 1860, ele estudou anatomia e fisiologia na University College London. Uma estudante que Marie Eccleston estudou com ele, com quem ele iria se casar. Mas então ele recusou tanto o treinamento quanto o amor. Seus dois irmãos morreram de tuberculose, e o pai de Alec exigiu que ele e sua família restante emigrassem para o Novo Mundo, a fim de manter a saúde de seu único filho. Bell obedeceu, apesar de resistir e se ressentir disso, e levantou as velas em 1870.

Após uma pequena invasão em Ontário, Alexander encontrou seu emprego como professor na Escola de Surdos em Boston, não sem as conexões de seu pai. Os fios de seu futuro começaram a tecer lá.

Primeiro, ele teve uma aluna, Mabel Hubbard, que havia perdido a audição aos cinco anos devido à escarlatina. Bell fez aulas particulares mesmo depois de se tornar professor de fisiologia vocal e oratória na Universidade de Boston, e Mabel estava entre seus primeiros alunos. Durante seus estudos, ela tinha um pouco menos de 16 anos, dez anos a menos que Bella, e em poucos meses ele se apaixonou por essa garota. Voltaremos à história dela.

Em 1872, Bell renovou seu interesse em telegrafia. Alguns anos antes, enquanto ainda estava em Londres, Bell descobriu os experimentos de Helmholtz. Mas Bell não entendeu a conquista de Helmholtz, acreditando que ele não apenas criou, mas também transmitiu sons complexos usando eletricidade. Então Bell foi levado por um telégrafo harmônico - compartilhando um fio com vários sinais transmitidos em várias frequências. Talvez inspirado pelas notícias de que a Western Union adquiriu a idéia de um telégrafo dúplex de Joseph Stearns, seu compatriota de Boston, Bell revisou suas idéias e, como Edison e Gray, começou a tentar implementá-las.

Certa vez, visitando Mabel, ele tocou o segundo segmento de seu destino - ao lado do piano, ele mostrou à família o truque que havia aprendido em sua juventude. Se você cantar uma nota limpa no piano, a corda correspondente tocará e a perderá em resposta. Ele disse ao pai de Mabel que um sinal de telégrafo sintonizado pode alcançar o mesmo efeito e explicou como isso pode ser usado na telegrafia multiplex. E Bell não teria encontrado um ouvinte melhor sintonizado com sua história: ele ressoou de alegria e instantaneamente entendeu a idéia principal: "existe apenas um ar para todos, e apenas um fio é necessário", ou seja, a propagação de ondas de corrente no fio pode copiar a distribuição em miniatura para ondas de ar geradas por um som complexo. O ouvinte de Bell era Gardiner Hubbard.

Número de telefone

E agora a história está ficando muito confusa, então tenho medo de testar a paciência dos leitores. Vou tentar acompanhar as principais tendências sem entrar em detalhes.

Bell, apoiado por Hubbard e pai de outro aluno, trabalhou diligentemente no telégrafo harmônico, sem divulgar seus sucessos. Ele alternou seu trabalho furioso com períodos de descanso, quando ficou desapontado com a saúde, enquanto tentava cumprir seus deveres universitários, promover o sistema de "discurso visível" de seu pai e trabalhar como tutor. Ele contratou um novo assistente, Thomas Watson , um mecânico experiente na oficina mecânica de Charles Boston, Charles Williams - pessoas interessadas em eletricidade reunidas lá. Hubbard pediu a Bell que continuasse, e não hesitou em usar a mão de sua filha como incentivo, recusando-se a casar com ela até Bell melhorar seu telégrafo.

No verão de 1874, enquanto descansava perto de uma casa de família em Ontário, em Bella, veio uma visão. Vários pensamentos que existiam em seu subconsciente se fundiram em um - o telefone. Por último, mas não menos importante, um fonógrafo influenciou seus pensamentos - o primeiro dispositivo de gravação do mundo a atrair ondas sonoras em vidro fumado. Isso convenceu Bell de que sons de qualquer complexidade podem ser reduzidos para apontar movimentos no espaço, como o movimento da corrente através de um fio. Não vamos nos deter nos detalhes técnicos, porque eles não estão relacionados aos telefones realmente criados e a praticidade de seu uso é duvidosa. Mas eles direcionaram o pensamento de Bell para uma nova direção.


Um esboço do conceito do telefone Bell original com "harmônicos" (não construídos)

Bell adiou temporariamente essa idéia para que, como seus parceiros esperassem, perseguisse o objetivo de criar um telégrafo harmonioso.

Mas a rotina de ajustar as ferramentas logo o incomodou, e seu coração, cansado de muitos obstáculos práticos que se interpõem entre um protótipo em funcionamento e um sistema prático, gravitava cada vez mais o telefone. A voz humana foi sua primeira paixão. No verão de 1875, ele descobriu que as línguas vibrantes podem não apenas fechar e abrir rapidamente o circuito como uma tecla de telégrafo, mas também criar uma corrente contínua semelhante a uma onda que se move em um campo magnético. Ele contou sua ideia para Watson, e juntos eles construíram o primeiro modelo de telefone com base neste princípio - o diafragma que vibra no campo de um eletroímã estimulou uma corrente ondulatória no circuito magnético. Este dispositivo foi capaz de transmitir alguns sons abafados de voz. Hubbard não ficou impressionado com o dispositivo e ordenou que Bell retornasse às tarefas reais.


O telefone rudimentar de Bell - a "forca" do verão de 1875

Mas Bell, no entanto, convenceu Hubbard e outros parceiros de que a idéia deveria ser patenteada, uma vez que poderia ser usada em telegrafia multiplex. E se você já solicitar uma patente, ninguém proibirá mencionar nela a possibilidade de usar o dispositivo para comunicações de voz. Então, em janeiro, Bell adicionou um novo mecanismo de geração de corrente de onda ao projeto de patente: resistência variável. Ele queria conectar o diafragma vibratório, que recebia o som, com um contato de platina, caindo e subindo do tanque com ácido, no qual havia outro contato fixo. Quando o contato em movimento afundou, uma superfície maior entrou em contato com o ácido, o que reduziu a resistência à corrente que flui entre os contatos - e vice-versa.


Esboço de sino de um conceito de transmissor de resistência variável líquido

Hubbard, sabendo que Gray estava pisando nos calcanhares de Bella, enviou uma patente para a patente da onda atual ao Escritório de Patentes na manhã de 14 de fevereiro, sem esperar pela confirmação final de Bell. E no mesmo dia, o advogado de Gray chegou com sua patente. Também continha uma proposta para gerar uma corrente de onda usando uma resistência variável líquida. Também mencionou as possibilidades de aplicar a invenção tanto para telégrafo quanto para transmissão de voz. Mas ele estava atrasado várias horas para frustrar a patente de Bell. Se a ordem de chegada fosse diferente, antes de emitir uma licença de patente, seria necessária uma longa audiência sobre as prioridades. Como resultado, em 7 de março, a Bell recebeu um número de patente 174.465, "Melhorias na telegrafia", que lançou a pedra angular no futuro domínio do sistema Bell.

Mas nesta história dramática, não foi sem ironia. Em 14 de fevereiro de 1876, nem Bell nem Gray construíram um modelo de telefone funcional. Ninguém sequer tentou fazer isso, exceto a breve tentativa de Bell em julho passado, na qual não houve resistência variável. Portanto, não considere as patentes como marcos na história da tecnologia. Esse momento crítico no desenvolvimento da telefonia como empresa de negócios praticamente não estava conectado ao telefone como dispositivo.

Somente após o envio da patente, Bell e Watson tiveram a oportunidade de retornar ao telefone, apesar das constantes demandas de Hubbard de continuar trabalhando no telégrafo multiplex. Por vários meses, Bell e Watson tentaram ter a idéia de trabalhar com resistência variável líquida, e o telefone baseado neste princípio foi usado para transmitir a famosa frase: "Sr. Watson, venha aqui, quero vê-lo".

Mas os inventores constantemente tinham problemas com a confiabilidade desses transmissores. Portanto, Bell e Watson começaram a trabalhar em novos transmissores, usando o princípio do magneto com o qual experimentaram no verão de 1875 - usando o movimento do diafragma em um campo magnético para excitar diretamente a corrente. As vantagens foram simplicidade e confiabilidade. A desvantagem era que a baixa potência do sinal telefônico se devia às vibrações do ar criadas pela voz do falante. Isso limitou a distância efetiva de trabalho do transmissor de magneto. E em um dispositivo com resistência variável, a voz modulava a corrente gerada pela bateria, que podia ser fortalecida arbitrariamente.

Os novos magnetos funcionaram muito melhor do que os do verão passado, e Gardiner decidiu que ainda havia algo na ideia do telefone. Entre outros entretenimentos, ele participou do Comitê de Educação e Ciência de Massachusetts na próxima Exposição do Centenário. Ele usou sua influência para dar a Bella um lugar na exposição e na competição em que os juízes avaliavam invenções elétricas.


Transmissor magneto Bell / Watson. Um diafragma de metal vibratório D se move no campo magnético do ímã H e excita uma corrente no circuito


Receptor

Os juízes chegaram a Bell imediatamente depois de estudar o telégrafo harmônico de Gray. Ele os deixou no receptor e foi até um dos transmissores localizados a cem metros mais abaixo na galeria. Os interlocutores de Bell ficaram surpresos ao ouvi-lo cantar e palavras saindo de uma pequena caixa de metal. Um dos juízes foi o compatriota Bella, o escocês William Thomson (que mais tarde foi agraciado com o título de Lord Kelvin). Com uma alegria alegre, ele correu para o outro lado do corredor até Bell para dizer que ouvira suas palavras e mais tarde anunciou o telefone "a coisa mais incrível que ele viu nos Estados Unidos". Houve o imperador do Brasil, que primeiro pressionou a caixa no ouvido e depois pulou da cadeira gritando: "Estou ouvindo, estou ouvindo!"

O hype causado por Bell no show fez Edison abordar suas idéias anteriores para transmissão por telefone. Ele imediatamente atacou a principal falha de Bell - o frágil transmissor de magneto. Pelas experiências com o quadruplex, ele sabia que a resistência dos pedaços de carvão variava com a pressão. Após muitos experimentos com várias configurações, ele desenvolveu um transmissor de resistência variável operando com esse princípio. Em vez de a onda de contato se mover no líquido, as ondas de pressão da voz do alto-falante apertaram o "botão" de carbono, alteraram sua resistência e, portanto, a força atual no circuito. Era muito mais confiável e fácil de implementar do que os transmissores de líquidos, concebidos por Bell e Gray, e foi uma contribuição decisiva para o sucesso a longo prazo do telefone.



No entanto, Bell foi o primeiro a fabricar o telefone, apesar das vantagens óbvias em experiência e habilidades que seus rivais tinham. Ele não foi o primeiro porque tinha uma visão que os outros não alcançavam - pensavam no telefone também, mas o consideravam insignificante em comparação com o telégrafo aprimorado. Bell foi o primeiro porque gostava mais da voz humana do que do telégrafo, gostava tanto que resistia ao desejo de seus parceiros até conseguir provar a operabilidade do telefone.

Mas e o telégrafo harmônico, no qual Gray, Edison e Bell gastaram tanto esforço e pensamento? Até agora nada aconteceu. Era muito difícil manter os vibradores mecânicos nas duas extremidades do fio perfeitamente afinados, e ninguém sabia como amplificar o sinal combinado para que funcionasse a longas distâncias. Apenas mais perto de meados do século XX, depois que as tecnologias elétricas iniciadas pelo rádio permitiram o ajuste fino de frequências e a amplificação com baixo ruído, a idéia de sobrepor múltiplos sinais para transmissão por um único fio se tornou realidade.

Adeus a Bell

Apesar do sucesso do telefone na feira, Hubbard não estava interessado em construir um sistema telefônico. No inverno seguinte, ele convidou William Orton, presidente da Western Union, a adquirir todos os direitos a um telefone de acordo com a patente de Bell por US $ 100.000. Orton recusou, devido a uma combinação de hostilidade a Hubbard e seus circuitos de telégrafo postal, autoconfiança e trabalho de Edison no telefone, bem como a crença de que o telefone, em comparação com o telégrafo, significava muito pouco. Outras tentativas de vender a idéia de um telefone não tiveram êxito, principalmente por causa do medo de 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 um serviço telefônico por conta própria. No mesmo mês, Bell finalmente se casou com Mabel Gardiner na casa de sua família, obtendo sucesso 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 idéia sobre o telefone e montou sua própria empresa, a American Speaking Telephone Company, esperando 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. Western Union teve duas vantagens principais. Em primeiro lugar, grandes recursos financeiros. A empresa de Bella precisava de dinheiro porque alugava equipamentos para seus clientes, o que levava meses para pagar por isso. Em segundo lugar, acesso ao transmissor aprimorado de Edison. Quem comparou seu transmissor com o dispositivo 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 um concorrente com uma ação por violação de patente.

Se a Western Union tivesse direitos inequívocos ao único transmissor de alta qualidade a preços acessíveis, teria uma poderosa alavanca para chegar a um acordo. Mas a equipe de Bell descobriu uma patente anterior para um dispositivo semelhante, obtido pelo emigrante alemão Emil Berliner , e o comprou de volta. Somente após muitos anos de batalha legal, a patente de Edison recebeu prioridade. Vendo que o julgamento não teve êxito, em novembro de 1879, a Western Union concordou em transferir todos os direitos de patente para o telefone, equipamento e base de assinantes existentes (55.000 pessoas) para Bella. Em troca, eles pediram apenas 20% do aluguel de telefones pelos próximos 17 anos e também que Bell não deveria entrar no negócio de telégrafo.

A empresa de Bell rapidamente substituiu os dispositivos de Bell por modelos aprimorados, baseados primeiro em uma patente berlinense e depois em patentes obtidas da Western Union. Quando o processo terminou, a principal ocupação de Bell era testemunhar em litígios sobre patentes, dos quais havia muitos. Em 1881, ele se aposentou completamente. Como Morse, e ao contrário de Edison, ele não era o criador de sistemas. Theodore Vale, um gerente enérgico que Gardiner atraiu do serviço postal, tomou a empresa com suas próprias mãos e a levou a uma posição dominante no país.

Inicialmente, a rede telefônica não cresceu como a do telégrafo. Este último evoluiu de um centro comercial para outro, percorrendo 150 km por vez, procurando pontos com a maior concentração de clientes valiosos e complementando a rede com links para mercados locais menores. As redes telefônicas cresceram como cristais a partir de pequenos pontos de crescimento, de vários clientes localizados em clusters independentes em cada cidade e arredores e, lentamente, ao longo das décadas, se fundiram em estruturas regionais e nacionais.

Havia dois obstáculos à telefonia em larga escala. Em primeiro lugar, houve um problema de distância. Mesmo com transmissores de resistência variável amplificados com base na idéia de Edison, o alcance 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 propriedades da corrente direta usada no telégrafo.

Em segundo lugar, houve um problema de comunicação. O telefone de Bell era um dispositivo de comunicação individual, ele podia conectar dois pontos em um fio. Para o telégrafo, isso não foi um problema. Um escritório pode atender muitos clientes e as mensagens podem ser facilmente encaminhadas do escritório central para outra linha. Mas não havia uma maneira fácil de transferir uma conversa telefônica. Na primeira modalidade do telefone, a terceira pessoa e as pessoas subsequentes só podiam se conectar com as duas pessoas através do que seria chamado mais tarde de "telefone emparelhado". Ou seja, se todos os dispositivos dos assinantes estivessem conectados a uma linha, cada um deles poderia conversar (ou espionar) com os outros.

Voltaremos ao problema da distância no devido tempo. Na próxima parte, vamos nos aprofundar no problema de conexão e suas conseqüências, que tiveram um impacto no 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, o fonógrafo falante e outras novidades (1878)