V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Телефонная связь
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Телефонная связь позволяет миллиардам людей общаться здесь и сейчас, онлайн, не откладывая проблемы и вопросы на потом. Для чего нужна телефонная связь? Для того чтобы люди слушали, слышали, понимали друг друга, чтобы расстояние перестало быть весомым аргументом при построении коммуникации. Бабушки и дедушки рассказывали, с каким нетерпением в детстве они ждали телефонные переговоры с родственниками! Главпочтамт, талоны, глубокая ночь…Все приключения в прошлом, сейчас всё гораздо проще.
Актуальность нашей работы исходит из противоречия между значимостью телефонной связи в жизни многих людей и тем, что многие не знают, как работает телефонная связь, какова история возникновения телефонной связи, как можно сделать простейший телефон.
Цель: изучить историю появления телефона, найти информацию о развитии телефонной связи в г. Анапа, сконструировать простейший телефон и провести его испытания.
Задачи:
Проанализировать научно-методическую литературу, материалы Интерент-пространства по данному вопросу.
Представить теоретический материал по данному вопросу.
Сконструировать простейший телефон
Провести ряд его испытаний.
Выступить с теоретическим материалом и демонстрациями перед учащимися МАОУ КШ.
Методы исследования:
Анализ.
Эксперимент.
Предмет исследования: телефонная связь
Объект исследования: телефонная связь в Анапе, простейший телефон
Мы считаем нашим вкладом в решение увиденных нами проблем проведенную просветительскую работу среди одноклассников, проведение демонстраций, их запись на видео, снабжение кабинета физики методическим материалом.
1. Мировая история изобретения телефона
Телефон был изобретен в 1871 г. американцем итальянского происхождения эмигрантом Антониио Меуччи, но у него не было денег на то, чтобы запатентовать свое изобретение. В 1876 г. патент на телефон получил американец Александр Грэхем Белл [3].
Вопрос об авторстве стал предметом долгого судебного разбирательства, завершившегося в 1887 г. в пользу Белла, который получил право на коммерческое использование изобретения. Меуччи умер в 1889 г., и только 15 июня 2002 г. Нижняя палата Парламента США окончательно признала за ним право на изобретение телефона, поставив точку в многолетнем судебном деле.
В 1877г. Александр Белл создал первую телефонную компанию «Bell Telephone Company».
В 1877 году первая в мире телефонная линия связала канцелярию американского бизнесмена Уильдаса в Бостоне с его квартирой, а уже год спустя в городе Hью-Хейвене была установлена первая телефонная станция.
Телефонные аппараты того времени были еще далеки от совершенства. Так, чтобы быть услышанным на другом конце провода приходилось очень громко кричать и радиус действия аппарата составлял менее 250 метров.
В 1877-1878 Дэвид Юз предложил использовать в микрофонах для речи вместо прессованный уголь - это расширило радиус действия до 500 метров.
1878 годах Томас Эдисон предложил использовать индукционную катушку и угольный порошок в микрофонах - это позволяло уже спокойно говорить по телефону и слова передавались четче, на значительные расстояния. Такой тип телефона практически без изменений широко использовался до начала 1990-х годов, а в некоторых местах работает до сих пор.
B 1877 году изобретатель Ваден применил для вызова абонента телеграфный ключ, который замыкал цепь звонка (позднее ключ был заменен кнопкой). До этого стукали карандашом по мембране .
B 1877 году петербургский завод немецкой фирмы «Сименс и Гальске» начал изготавливать телефонные аппараты с двумя телефонными трубками - одна для приема другая для передачи речи. Аппарат представлял собой агрегат весом около 8 кг . Нужно было покрутить ручку, чтобы выработался ток и аппарат заработал.
В 1877-1878 годах Томас Эдисон предложил использовать в микрофонах для речи вместо угольного стержня угольный порошок, то есть изобрел угольный микрофон с угольным порошком, который практически без изменений широко использовался до начала 1990-х годов, а в некоторых местах работает до сих пор. Эдиссон предложил слово « Алло».
В 1877 г. появилась первая станция в Нью-Хейвене. Абонент, желающий поговорить с кем - то, находил в телефонной книжке нужный номер телефона, звонил на станцию и просил соединить его с выбранным абонентом. Если последний не был занят, оператор соединял их с помощью специальных штекеров, о чем сообщал позвонившему. После окончания разговора собеседников разъединяли.
На работу брали высоких девушек с большим захватом между руками.
Другим, не менее важным аспектом эксплуатации телефонных сетей было коммутирование абонентов. Поскольку соединение осуществлялось вручную, клиенты могли ждать разговора часами, следовательно, возникала необходимость создания автоматического соединения.
В 1895-м наш соотечественник Михаил Филипович Фрейденберг, предложил конструкцию АТС, снабженную разработанным им устройством для автоматического поиска вызываемого абонента (предыскателем) - без девушек. Первая в мире действующая АТС была построена в 1896 году в американском городе Огаста.
В России у него не получалось пустить в жизнь этот проект, поэтому он нашел спонсоров в Англии.
В 1896 г был запатентован первый дисковый телефон . Изобретатель - гробовщик Алион Строуджер - был уверен , что телефонитстка переводит его звонки на конкурента. Некоторое время фирма «Автоматическая электрическая компания» была конкурентом Белла. После 1916г. Белл выкупил все патенты.
В 1963г. Появились кнопочные телефоны.
С 1921г. Начали использовать различные вариации телефонов с использованием радиоволн. Велись разработки. Получались телефонные трубки с массивной дополнительной локальной АТС. Все это делало разработки невостребованными.
9 апреля 1957г.советский ученый Леонид Иванович Куприянов испытал радиотелефон , который весил 3 кг , а радиус его действия был 20-25 км. В 1958г. Леонид Иванович модернизировал аппарат - вес 500г.
В 1973 г. был изобретен первый портативный телефон. Изобретатель Мартин Купер позвонил главе конкурирующей фирмы. Время работы 8 часов. Вес 930 г. Стоимость - цена среднестатистического автомобиля. 1983 -массовая продажа.
1989 г. компания «Моторолла» представила мобильный радиотелефон - вес 150г, помещался в ладони.
После 1991 г. многие фирмы начали активно изобретать разные модификации радиотелефонов, встраивая в них камеры, фотоаппараты и т.д.
Каждый день во всем мире фиксируется около 13 млрд. телефонных звонков, при этом наибольшее число телефонных линий на душу населения приходится в Скандинавии. Распространение мобильных телефонов резко повысило интенсивность телекоммуникаций. Например, каждый день на планете отправляется около 1 млрд. SMS-сообщений, по 11 500 ежесекундно.
2. История появления телефонной связи в Краснодарском крае и Анапе.
После активного заселения Кубани была придумана связь в виде казачего телефона - на пограничных пунктах казаки при помощи крика передавали информацию в одну сторону и потом в другую. При нападении неприятеля зажигали бочку со смолой. В 1794 г. от Екатеринодара (Краснодара) начали развиваться почтовые направления. 6 мая 1801 года издан указ канцелярии Кубанского войска о строительстве в Екатеринодаре почтового двора. К этому времени в Черномории уже действовали 20 почтовых станций. По сухопутным сообщениям осуществлялась связь и с Анапой: доставка почты военными на лощадаях и повозках (из казны на это выделялось ежегодно 1700рублей). Следить за состоянием дорог были обязаны жителей тех мест, где проходили дороги [2].
Первая телеграфная станция в Екатеринодаре (Краснодаре) была открыта 25 октября 1865 года для сообщения со Ставрополем. После открытия телеграфной станции линии телеграфной связи протянулись в Новороссийск, Анапу и другие приморские города.
Первая телеграфная линия в Новороссийске и Анапе начала работать в 1868 году.
В середине ноября 1881 была проведена первая телефонная линия между квартирой наказного атамана начальника Кубанской области и войсковым штабом Кубанского казачьего войска. Были поставлены деревянные столбы и по ним пущен провод.
Городская телефонная станция Екатеринодара вступила в строй через 12 лет, в октябре 1894 года. Работала она на системе местных батарей с однопроводными абонентскими линиями. Оборудование этой станции состояло из двух коммутаторов на 50 линий. Каждый коммутатор был снабжен сигнальными клапанами индикаторов для вызова абонентов, а также микрофоном и телефоном для переговоров телефонистки с абонентами. Коммутаторы между собой были связаны соединительными линиями. В процессе каждого соединения, как правило, участвовали две телефонистки. Комплект аппаратуры у абонента состоял из микрофона, телефона, гальванической батареи, индуктора и сигнального звонка. Все эти приборы были смонтированы на доске, причем микрофон находился в специальном ящике, а телефонная трубка висела на рычаге. Линейные сооружения телефонной сети состояли из воздушных линий. В центральной части города опорами для проводов служили железные стойки, установленные на крышах зданий.
В 1914г. Телефонная связь пришла в Анапу. Работала почта, телеграф и довольно развитая по тем временам телефонная сеть.
«План города Анапа периода 1914-1924 г.г.»
Пояснения к карте следующие:
1 Крепостные ворота
2 Остатки крепостного вала
3 Горсовет, бывшая Управа
4 Высшеначалъное училище
5 Школа II ступени, бывшая гимназия
6 Ивановское училище
7 Санаторий Будзинского
8 Греческая школа
9 Городская поликлиника
10 Санаторий «Красная звезда»
11 Жуковское училище
12 Спуск на пляж
13 Приходская школа при Онуфриевской церкви
14 Клуб строителей
15 Дом Рабпроса
16 Дом колбасника Борисова
17 Аптека
18 Телефонная станция
19 Летнее кино «Арс»
20 «Беседка грез»
21 Рабочий клуб
22 Типография
22 Ресторан «Ривьера». Хозяин Попандопуло
23 Ресторан в сквере
24 Памятник жертвам революции и гражданской войны
25 Дом, в котором размещалась ВЧК (бывший хозяин Антоконенко)
26 Курортная поликлиника (бывший хоз. врач Николенко)
27 Летнее и зимнее кино «Вулкан»
28 Почта и телеграф
29 Магазин Новостей Г. Петрова
30 Комсомольский клуб (Юн. секция)
31 Дом Юрия Дмитриевича Пиленко
32 Морское Агентство
33 Пушкинское училище
34 Якорь
35 Летняя эстрада
36 Театр «Курзал»
37 Приходская школа при Осиевской (новой) церкви
38 Электростанция
39 Гостиница «Ялта»4
0 Механическая мельница и маслобойня Бескаравайного
41 Коньячный завод Жукова
42 Школа
43 Мариинское училище
Связь в тяжелые годы гражданской и Великой Отечественной войны
Во время гражданской войны городская телефонная сеть в Анапе была приведена в жалкое состояние. И только в 1947 г.она была восстановлена.
Со второй половины 1949года впервые за всю историю своего развития телефонная сеть Краснодара и Краснодарского края была переведена на автоматику.
Современная местная, междугородняя и международная телефонная связь
Доминирующим оператором междугородней, местной и внутризоновой телефонной связи на Кубани является Макрорегиональный филиал «Юг» ОАО «Ростелеком». Макрорегиональный филиал «Юг» ОАО «Ростелеком» предоставляет потребителям услуги междугородней, местной, внутризоновой телефонной связи, документальной связи, сетей проводного вещания, передачи данных, телематических служб. На территории края услуги предоставляет Краснодарский филиал. Более 80 процентов от общего числа абонентов местной телефонной связи края являются абонентами Краснодарского филиала ОАО «Ростелеком».
Основные операторы, предоставляющие услуги связи на территории Краснодарского края:
- ООО «Южный телеком»;
- Макрорегиональный филиал «Юг» ОАО «Ростелеком»;
- ЗАО «Туапсе – Связь»;
- ООО «Фирма Связь»;
- ОАО «Межрегиональный ТранзитТелеком»;
- ЗАО «Компания ТрансТелеКом»;
- филиал ОАО «МТС» «Макро – регион «Юг»;
- Кавказский филиал ОАО «МегаФон»;
- Краснодарский филиал ОАО «ВымпелКом»;
- ЗАО «Телеком Евразия» (TELE2 – Краснодар);
Сотовая связь
Услуги сотовой связи на Кубани оказывают филиал ОАО «Мобильные ТелеСистемы» «Макро-регион «Юг», Кавказский филиал ОАО «Мегафон», Краснодарский филиал ОАО «ВымпелКом» (торговая марка БиЛайн). Также сектор мобильной связи представлен компаниями ЗАО «Телеком Евразия» (торговая марка ТЕЛЕ2) и Краснодарским филиалом ОАО «Ростелеком». По данным операторов количество абонентов (активных сим-карт) сотовой связи составляет 9,8 миллионов, уровень проникновения сотовой связи составил 192 процента.
3. Устройство телефона, опыты с простейшим телефоном
Телефон работает благодаря звуковым волнам. В телефонной трубке расположена мембрана, вибрирующая под действием звуковых волн, которые мы порождаем во время разговора. Эти вибрации трансформируются в электрический ток и передаются по электрическому кабелю. Когда вибрация достигает места назначения, она вновь преобразуется в звуковые волны, и человек, которому мы звоним, слышит в трубке голос собеседника, с которым его подчас разделяют тысячи километров. Звук представляет собой волнообразно распространяющиеся колебания частиц упругой среды. Значит, для распространения звука необходимо наличие среды упругих частиц. Упругостью обладают как газообразные среды (например, воздух – поэтому мы и можем слышать звуки), так и жидкие (например, вода), и твердые (например, металл).
Частицы среды при распространении звука приходят в движение, начинают колебаться относительно точки равновесия. При этом в момент смещения частицы образуются области повышенного и пониженного давления. Частица как бы начинает давить на своих соседей. Распространение звука имеет волнообразный характер – частицы среды давят на своих соседей, те в свою очередь на своих и т.д. Такое распространение носит не бесконечный характер. Давление частиц постепенно снижается, звуковая волна затухает.
Можно изготовить простейший телефон из стаканчиков [1].
Приборы и материалы:
Упругая среда - веревка, от 2 до 20 метров. Больше брать не стоит, слишком большое будет затухание звуковой волны. Веревка не должна сильно растягиваться.
Пластиковые или бумажные стаканчики – 2 штуки. Желательно взять стаканчики побольше, тогда можно будет надеяться на вполне качественную передачу звука.
Спички, скрепки, зубочистки для фиксации веревки. Можно обойтись и без этого пункта.
Недостаток такого телефона
С его помощью невозможно переговариваться на больших расстояниях, так как звуковые колебания, распространяющиеся по нитке, постепенно затухают.
Опыты: меняли длину нити, меняли размеры стаканчиков, материал стаканчиков. Лучший звук издается бумажными стаканчиками, худший – металлическими. Имеет значение длина нити, отсутствие препятствий. Если нить за что-то задевает, звук не проходит.
Заключение
В ходе работы мы изучили историю появления телефона, нашли информацию о развитии телефонной связи в г. Анапа, сконструировали простейший телефон и провели его испытания.
В ходе работы мы проанализировали научно-методическую литературу, материалы Интерент-пространства, представили теоретический материал по данному вопросу, сконструировали простейший телефон, провели ряд его испытаний, выступили с теоретическим материалом и демонстрациями перед учащимися МАОУ КШ, на городской научно-практической конференции «Академия».
Список используемой литературы:
1.Иванчей Е. Переговорное устройство из бумажных стаканчиков [Электронный ресурс]// http://naukaveselo.ru/kak-sdelat-telefon-iz-stakanchikov-i-drugie-zvonkie-igryi.html/(дата обращения 10.03.2018)
2.История связи на Кубани [Электронный ресурс]//http://dis.krasnodar.ru/telecom/telecom_history//(дата обращения 10.03.2018)
3.Телефонная связь - значительная составляющая жизни современного человека [Электронный ресурс]//https://youmagic.pro/blog/poleznoe/chto-takoe-telefonnaya-svyaz-i-dlya-chego-ona-nuzhna/ (дата обращения 01.04.2018)