正文 263 物理學之電學 3 文 / 月之輪迴

    3.電話和交換機

    1876年2月14日，美國的兩位發明家貝爾和格雷分別遞交了電話機專利的申請，貝爾的申請書比格雷的申請書早兩個小時到達，因而貝爾得到了專利權。

    1878年，貝爾成立了電話公司，製造電話機，全力發展電話事業。

    從發展電話業務開始，交換機就擔負著重要的任務。1877年前後的交換機稱為傳票式交換機，話務員收到通話請求，很把傳票交給另一位話務員。

    其後，經過反覆改進，開發出了框圖式交換機，進而又開發出了自動交換方式（1879年）。

    1891年，史端喬式自動交換機研製成功。至此，自動交換的願望就算實現了。之後研究仍在繼續，又經過了幾個階段才達到現在的電子交換機。

    海底通信電纜

    4.海底通信電纜

    陸上通信網日漸完備，人們開始考慮在海底敷設通信電纜來實現跨海國家之間的通信。1840年前後，惠斯通就已經考慮到了海底電纜的問題。

    海底電纜有很多問題需要解決，電纜的機械強度，絕緣及敷設方法都陸上電纜不同。

    1845年，英吉利海峽海底電報公司成立，開始了從英國到加拿大並跨過多佛爾海峽到達法國的海底電纜敷設工程。

    海底電纜敷設中碰到了電纜斷裂等大難題，但敷設誨底電纜是時代的要求，各國都為此投稿了力量。

    1851年，最早的加來-多佛爾海底電纜敷設完畢，成功地實現了通信。以此為契機，歐洲周邊和美洲東部周邊也敷設了許多電纜。

    現在。世界上的大海裡遍佈著電纜，供通信使用。

    4.無線通信的歷史

    世界上任何一個地區的信息都能顯示在電視機上，這種方便是電波帶給我們的。

    最早的電波實驗是德國的赫茲在1888年進行的。通過實驗。赫茲弄清了電波和光一樣，具有直線傳播。反射和折射現象。

    頻率的單位赫茲就是來自他的名字。

    1.馬可尼的無線電裝置

    在雜誌上讀到過赫茲實驗章的意大利人馬可尼，在1895年研製出了最早的無線電裝置，利用這一裝置在相隔大約3公里遠的距離之間進行了莫爾斯電碼通信實驗。他想到了要把無線通信企業化，就成立了一個無線電報與信號公司。

    儘管馬可尼在無線通信領域獲得了諸多成功，但由於與海底電纜公司的利益相衝突，他想在紐芬蘭設立無線電報局的事遭到了反對，馬可尼的反對者還不在少數。

    2.高頻波的產生

    要實現無線通信，首先要產生穩定的高頻電磁波。

    達德爾採用由線圈和電容器構成的電路產生出了高頻信號。但頻率還不到50khz，電流也只有2~3a，比較小。

    1903年，荷蘭的包魯森利用酒精蒸氣電弧放電產生出了1mhz的高頻波，彼得森又對其進行了改進，製成了輸出功率達到1kw的裝置。

    其後，德國設計出了機械式高頻發生裝置，美國的斯特拉和費森登，德國的戈爾德施米特等人開發出了用高頻交流機產生高頻波的方法等，很多科學家和工程師都曾致力於高頻波發生器的研究。

    3.無線電話

    如果傳送的不是莫爾斯信號而是人的語言。那就需要有運載有信號的載波。載波必須是高頻波。

    1906年，美國通用電氣（ge）公司的亞歷山德森製成了80khz的高頻信號發生裝置，首次成功地進行了無線電話的實驗。

    用無線電話傳送語音。並且要收聽它，這就需要有用於發送的高頻信號發生裝置和用於接收的檢波器。費森登設計了一種多差式接收裝置，並於1913年試驗成功。

    達德爾設計出了以包魯森電弧發送器為發送裝置，以電解檢波器為接收裝置的受話器方式。在當時，由於都是採用火花振蕩器，所以噪聲很大，實驗階段可說是成功了，但離實用化還很遠。

    要想使產生的電波穩定，接收到的噪聲小。還得等待電子管的出現。

    4.二極管和三極管

    1903年，愛迪生發現從電燈泡的熱絲上飛濺出來的電子把燈泡的一部分都燻黑了。這種現象被稱為愛迪生效應。

    1904年，弗萊明從愛迪生效應得到啟發。造出二極管，用它來進行檢波。

    1907年，美國的d。福雷斯特在二極管的陽極和陰極之間又加了一個叫做柵極的電極，發明了三極管。

    這種三極管既可以用於放大信號電壓，也可以配以適當的反饋電路產生穩定的高頻信號，可說是一個劃時代的電路元件。

    三極管經過進一步的改進，能夠產生短波，超短波等高頻信號。此外，三極管具有能控制電子流的功能，隨後出現的陰極射線管和示波器與此有密切的關係。

    5.電池的歷史

    1790年，伽伐尼根據解剖青蛙實驗提出了「動物電」，以此為開端，伏打發現了兩種金屬接觸就有電產生的規律，可以說這就是電池的起源。

    1799年，伏打在銅和鋅之間夾入一層浸透鹽水的紙，再把它們一層一層地迭起來，製成了「伏打電堆」。「電堆」的意思就是指把許多單個電池單元高高地堆在一起。

    1.一次

    次電池

    一次電池放完電後不能再用的電池稱為一次電池。伏打對伏電電堆做了改進，製成了伏打電池。

    1836年，英國人丹尼爾在陶瓷桶裡放入陽極和氧化劑，製成了丹尼爾電池。與伏打電池相比，丹尼爾電池能長時間提供電流。

    1868年，法國的勒克朗謝公佈了勒克朗謝電池，1885年（明治18年）日本的尾井先藏發明了尾井乾電池。尾井乾電池是一種把電解液吸附在海綿裡的特殊電池，具有搬運方便的特點。

    1917年，法國的費裡發明了空氣電池，1940年，美國的魯賓發明了水銀電池。

    2.二次電池

    放完電還可以充電再用的電池稱為二次電池。1859年，法國的普朗泰發明了能夠反覆充電使用的鉛蓄電池，其結構是稀硫酸中裝有鉛電極，這是最早的二次電池。現在，汽車裡使用的就是這種類型的電池。

    1897年（明治30年），日本的島津源藏開發出了具有10a*h容量的鉛蓄電池，並把他本人名字genzosimazu的字頭gs作為商品名稱，取名為gs電池投放市場。

    1899年，瑞典的容納製成了容納電池，1905年愛迪生製成了愛迪生電池。這些電池的電解液都用的是氫氧化鉀，後來就被稱為鹼性電池。

    1948年，美國的紐曼發明了鎳鎘電池。這是一種能充電的乾電池，是具有劃時代意義的電池。(未完待續)