Obnizenie strat w telefonie stanowi udoskonalenie bardzo istotne ze wzgle¬ du na zwiekszenie czulosci.Zmniejszenie strat pociaga za soba faktycznie obnizenie pochlaniania mocy elektrycznej przy jednej i tej samej uzy¬ tecznej mocy mechanicznej potrzebnej dla wywolania drgania przepony. Zmniej¬ szenie zatem strat pozwala dla danego natezenia pradu w telefonie stosowac nizsze napiecie, czyli nastepuje zmniej¬ szenie opornosci pozornej telefonu. Dla osiagniecia takiej samej opornosci po¬ zornej mozna powiekszyc ilosc zwojów cewki telefonicznej lub zastosowac do niej transformator, dzieki któremu przez cewke bedzie przechodzil prad silniej¬ szy przy jednej i tej samej mocy rozpo- rzadzalnej. Fowiekszenie sie czulosci jest w kazdym razie widoczne.Poza stratami wynikajacemi z pra¬ wa Joule'a w cewce telefonicznej, które re¬ dukujemy przez mozliwie najlepsze wy¬ zyskanie wolnego miejsca, ograniczajac przestrzen zajmowana przez izolacje, sa jeszcze straty wlasciwe maszynom elek¬ trycznym, to jest straty pochodzace z hi- sterezy i pradów wirowych.Straty te wywolane sa przez dwa odrebne pulsowania strumienia magne¬ tycznego, które nalezy rozwazyc po¬ szczególnie.Rozrózniamy zmiennosc strumienia magnetycznego, pochodzaca z drgan przepony, która ze swej strony wywo¬ luje przeciwsile elektromotoryczna apa¬ ratu, oraz zmiennosc strumienia pocho¬ dzacego od pradu telefonicznego zmien¬ nego, dajacego poczatek sile elektromo¬ torycznej samoindukcji. Biorac poduwage, ze w najlepszym razie róznica faz tych fal wynosi 90°, mozna przyjac w przyblizeniu, ze falowanie to prze¬ waznie powoduje straty niezalezne jed¬ ne od drugich. Z drugiej strony jezeli sila elektromotoryczna samoindukcji jest znacznie wieksza, niz przeciwsila elek¬ tromotoryczna, straty spowodowane przez -strumien zmienny, jako generator sily elektromotorycznej samoindukcji, sa znacznie wieksze, anizeli straty spowo¬ dowane przez strumien zmienny, jako generator przeciwsily elektromotorycz¬ nej, wobec czego te ostatnie moga stac sie znikomo malemi.Straty, wywolane przez strumien zmienny, jako generator przeciwsily elektromotorycznej, sa to po za tern stra¬ ty, które moga byc wykorzystane, gdyz przyczyniaja sie do tlumienia drgan prze pony; rozpatrzymy je szczególowo dalej Przedewszystkiem zas wypada posta rac sie o obnizenie strat wywolanych przez strumien zmienny, jakp zródlo si ly elektromotorycznej samoindukcji.Aby to osiagnac, trzeba sie zabez¬ pieczyc od strat wywolanych przez hi- stereze i prady wirowe, które dla tele¬ fonu zwyklej konstrukcji sa znacznie po¬ wazniejsze, anizeli straty wyplywajace ¦z prawa Joule'a.Uzycie zelaza o slabym spólczynniku histerezy na obwód magnetyczny tele¬ fonu wylacza poslugiwanie sie magne¬ sami stalemi. Obwód magnetyczny j a- ko calosc bedzie sie wiec skladal z bardzo miekkiego zelaza o znacznej przenikli¬ wosci magnetycznej. Stale wzbudzanie obwodu musi byc w tych warunkach osiagniete przez prad staly.W tym celu uzywamy tej samej cew, ki telefonicznej podlug jednego ze sche¬ matów, przedstawionych na fig. 1, 2, 3i4? gdzie P oznacza przepone drgajaca, F rdzen magnetyczny i B uzwojenie cewk/# W taki wiec sposób bedzie mozna, bez zbytniego nagrzania, przepuszczac przez cewke B prad staly niezbedny do wzbudzenia.Wedlug fig. 1 do obwodu telefonicz¬ nego zastosowane jest napiecie stale.Zgodnie z fig. 2, zródlo pradu stalego jest w polaczeniu równoleglem z cewka telefoniczna, dla udaremnienia dostepu pradu telefonicznego do zródla e stosu¬ jemy w tem odgalezieniu cewke induk¬ cyjna /, polaczona w szereg ze zró¬ dlem pradu e.Jezeli chcemy zapobiec emisji pradu ze zródla e do linji telefonicznej, mozna w tym celu wlaczyc w te linje konden¬ sator.Wedlug fig. 3, prad telefoniczny dzia¬ la na obwód wzbudzajacy przy pomocy transformatora /, a na fig. 4 zastosowa¬ no autotransformator a — t.Napiecie stale zródla e mozna w kaz¬ dym wypadku osiagnac zapomoca po¬ tencjometru.W celu zrównowazenia samoindukcji cewki B dla pradów tej samej czesto¬ tliwosci, co prady telefoniczne, mozna wlaczyc do obwodu cewki kondensator, bez jakiegokolwiek wstrzymania prze¬ biegu pradu stalego wzbudzajacego.Osiagniemy to, jak to widac ze schema¬ tu (fig. 5), laczac równolegle kondensa¬ tor c z odpowiednio dobrana cewka in¬ dukcyjna /. Aparat pojemnosciowy po¬ zwoli na przebieg pradu telefonicznego, a aparat indukcyjny—na przebieg pradu stalego wzbudzajacego. Przy eksploa¬ tacji ukladów istniejacych mozna spo¬ zytkowac dla uzyskania napiecia sama ba- terje mikrofonu, stosujac urzadzenie, któ¬ re uskuteczniloby wlaczanie i wylaczanie pradu wzbudzajacego w telefonie samo¬ czynnie przy uruchamianiu lub przery¬ waniu pracy aparatu.Potrzeba obnizenia strat zrzadzanych przez prady wirowe wywolala zastoso-wanie cienkich blach tworzacych obwód magnetycznj7 magnesu stalego F zamiast masywnego zelaza miekkiego.Oslabienie pradów wirowych pozwala obok tego zmiennemu strumieniowi roz¬ lozyc sie po calym przekroju obwodu magnetycznego. W rzeczy samej, wia¬ domo, ze prady wirowe wykazuja daz¬ nosc do odrzucenia zmiennego strumie¬ nia ku peryferji masy zelaza, i pozosta¬ wiaja mu na przejscie cienka tylko war¬ stwe, czjli wzrasta opornosc pozorna obwodu magnetycznego. Nalezaloby na¬ wet dazyc do oslabienia pradów wiro¬ wych nawet w przeponie. Prady te wy¬ stepuja zwlaszcza w miejscach rzutów biegunów N S na plaszczyzne spodnia P (fig. 6). Mozna porobic szczeliny w prze¬ ponie w kierunku, przedstawionym na fig. 7. Szczeliny winny byc bardzo wa¬ skie lub tez wypelnione odpowiednim ma- terjalem tak, zeby rola tloczka powietrz¬ nego, jaka spelnia przepona, byla na¬ dal w calosci zachowana.Równiez dobrze mozna utworzyc ma¬ se drgajaca przy pomocy drutów zela¬ znych ulozonych jedne obok drugich pomiedzy dwoma naciagnietemi druta¬ mi X X i Y Y'.Tlumienie drgan przepony jest ko¬ nieczne dla zniweczenia daznosci jej do wydania sWego wlasnego dzwieku i wpra¬ wienia jej w drgania o czestotliwosci, odpowiadajacej pradowi telefonicznemu.W aparacie telefonicznym zwyklym tlumienie uskuteczniamy w sposób dwo¬ jaki: przez tarcia wewnetrzne przepony i opór powietrza oraz przez straty ma¬ gnetyczne i elektryczne, wywolane przez drgania wlasne przepony. Moze zajsc wiec taka ewentualnosc, ze w poszuki¬ waniach sposobu, pozwalajacego zapo¬ biec stratom nieuzytecznym, zniweczymy jednoczesnie pewne straty pozyteczne, przyczyniajace sie do tlumienia.Dla przywrócenia tego tlumienia wy¬ starczy wlaczyc równolegle do cewki B pewien opór, który mozna wlaczyc np. w odgalezienie przedstawione na fig. 2.Regulujac ten opór, mozna ustalic do-, kladnie minimalny pozadany stopien tlu¬ mienia, który prawdopodobnie bedzie mniejszy, anizeli ten, jaki daja zwykle prady wirowe, oraz osiagnac wielki spól- czynnik histerezy.Korzysc wyplywajaca z obnizenia strat dla przebiegu pradu telefonicznego pozostaje wiec osiagnieta w znacznej czesci.Praktyczniej jeszcze zastosowac inne sposoby tlumienia. Mozna np. uciec sie do zespolów mechanicznych, badz tez, jak na fig. 9, zastosowac pomocniczy obwód magnetyczny At Su odchylony o 90° od obwodu zasadniczego N S i przeznaczony wylacznie do tlumienia.Czulosc telefonu, do której osiagnie¬ cia powszechnie dazymy, tepieje w mia¬ re wzrostu natezenia pradu telefonicz¬ nego. Nalezy dazyc do tego, azeby sku¬ tek, wywierany przez prad telefoniczny, który w pierwszej chwili jest proporcjo¬ nalny do natezenia tegoz pradu, stal sie mniej niz proporcjonalnym poza pewna granica natezenia. Zaklócenia w nate¬ zeniu pradu (prady bledne) wywolywa¬ lyby w tych warunkach dzwiek daleko, silniejszy, anizeli dzwiek pochodzacy z telefonu (sygnaly). Wyniki te mozna otrzymac dwoma nastepujacemi sposo¬ bami.Wyobrazimy sobie, ze prad telefo¬ niczny pochodzi z obwodu odbiorczego telegrafu bez drutu, w którym umieszczo¬ no detektor prostujacy prad. Krzywa pradu telefonicznego ma wówczas postac przedstawiona na fig. 10.Aby prad tej samej postaci, lecz o wiekszem natezeniu, wywieral skutek wzglednie mniejszy, nalezy wybrac na krzywej charakterystycznej obwodu ma¬ gnetycznego telefonu wierzcholek jej ja- — 3 —ko miejsce funkcjonowania normalnego.Wzrost natezenia pradu nie wzmoze od¬ powiednio sily, dzialajacej na przepone* o ile obwód magnetyczny jest bliski na¬ sycenia. Za miejsce nasycenia w obwo¬ dzie magnetycznym, mozna uzyc sama przepone lub jakas czesc obwodu magne¬ tycznego stalego. Bardziej ogólna me¬ toda otrzymania takiego samego wyniku stanowi wlaczenie bocznikowe telefonu przez opornik borowy, bor bowiem po¬ siada wlasnosc zmniejszania oporu wla¬ sciwego ze wzrostem temperatury, a wiec i ze wzrostem natezenia pradu. Takj wiec opornik odgalezia prad od telefonu tern bardziej, im silniejsze jest napiecie.Dla lepszego wyjasnienia poprzednie¬ go opisu przedstawiony jest obwód ma¬ gnetyczny, posiadajacy dwa wystepy bie¬ gunowe N i 5.W praktyce lepiej jest utworzyc ob¬ wód magnetyczny wielobiegunowy, po¬ siadajacy pewna liczbe wystepów biegu¬ nowych, najwlasciwiej nieparzysta.Fig. 11 przedstawia obwód magne¬ tyczny F z trzema wystepami bieguno- wemi i jedna cewka srodkowa B, a fig. 12 obwód magnetyczny F z piecioma wy¬ stepami biegunowemi i z dwiema cew¬ kami A i 52.Wystepy boczne posiadaja przekrój o polowe mniejszy anizeli wystepy srod¬ kowe; w ten sposób indukcja w warstwie powietrza nad biegunami jest ujednostaj¬ niona.Zreszta wystepy boczne mozna be¬ dzie wykonac wezszemi tylko na kon¬ cach w sasiedztwie oddzielajacej warstwy powietrza; po za tern mozna pozostawic przekrój wiekszy w celu obnizenia strat.Jedna z zalet konstrukcyj omówionych powyzej jest zmniejszenie indukcji w war¬ stwie powietrza nad biegunami i przez to samo zmniejszenie strat w przeponie pod wplywem pradu zmiennego w cew¬ kach magnesujacych.Jeden ze sposobów budowy telefonu wedlug zasad opisanych powyzej jest wskazany dla przykladu na fig. 13—18, które wyobrazaja; fig. 13 widok ogólny ukladu, a fig. 14—18 rozmaite szczególy.Blaszki, tworzace obwód magnetyczny warstwowy, wyciete podlug profilu wska¬ zanego na fig. 14, posiadaja biegun srod¬ kowy 1 i dwa bieguny boczne 2. Wy¬ ciete w nich rowki 3 sluza do lepszego umocowania blaszek w skrzynce telefo¬ nicznej, jak to wyjasnimy ponizej. Blaszki tak wyciete zostaja po uprzedniem po¬ kryciu ich izolacja zebrane, jak to wska¬ zuje fig. 15, stanowiaca widok zboku fig 14.Na biegunie srodkowym umieszczona jest cewka telefoniczna, której szkielet ilustruje fig. 16. Cewka posiada kolnie¬ rze nierówne; dolny 4 miesci sie pomie¬ dzy biegunami 1 i 2y górny zas 5 sluzy jednoczesnie do polozenia blach i scisnie¬ cia konców biegunów bocznych 2; w tym celu, kolnierz ten, uwidoczniony w wi¬ doku zgóry na fig. 17, posiada dwa wy¬ ciecia szerokosci dokladnie równej sze¬ rokosci obwodu magnetycznego, sklada¬ jacego sie z zespolu blach (fig. 15).W ten sposób osiaga sie zacisniecie kon¬ ców górnych tychze.Dla zacisniecia czesci dolnej, nakla¬ damy na wyciecia 3 zworki 6 (fig. 18).Konstrukcja taka daje bardzo proste i latwe zwiazanie blach. Zlozona przeto cewka telefoniczna sluzy za zlacze blach przylegajacych do siebie i mieszczacych sie w calej szerokosci L wykroju górne¬ go kolnierza.Dla umocowania stosu warstewek w skrzynce telefonicznej 7 nakladamy na zworki 6 dwa katowniki 2y które przy¬ legaja do plaszczyzny wykroju 3 i wy¬ wieraja nacisk na zworki, poczem ka¬ towniki te wraz ze skrzynka zostaja przymocowane, zapomoca srub 9 do wspornika telefonicznego.Zworki 6 sa wykonane z materjalu plastycznego (tektury, sprasowanego pa¬ pieru, fibry, lub t. p.), tak ze jezeli przy wycinaniu blach zdarza sie jakies male niedokladnosci, nieprawidlowe wystepy blach zaglebiaja sie w tym materjale plastycznym i scisniecie bloku pozosta¬ nie jednakowem. Ponad zworka pla¬ styczna mozna umiescic zworke metalo¬ wa, aby osiagnac wytrzymalosc mecha¬ niczna dla mocnego zacisniecia.Powszechnie przyjeto w budowie te¬ lefonów, ze wysokosc klocka warstwo¬ wego równa sie wysokosci skrzynki, tak ze po zamocowaniu klocka w skrzynce mozna ulozyc aparat na marmurze dla przekonania sie, czy powierzchnia gór¬ na klocka warstwowego jest dokladnie plaska i czy przypada w plaszczyznie, przechodzacej przez brzegi skrzynki.W tych warunkach konieczne jest uzy¬ cie pierscienia 10 w celu oddalania prze¬ pony 11 od biegunów; daje nam to rów¬ niez dogodny sposób regulowania od¬ leglosci biegunowej. Drugi pierscien 12 sluzy do lepszego zmocowania muszli sluchowej 13 z przepona.Nalezy zaznaczyc, ze telefon z obwo¬ dem magnetycznym warstwowym, jaki byl opisany poprzednio, moze sluzyc za receptor w telegrafji bez drutu bez de¬ tektora. Wystarczy w tym celu zasta¬ pic na fig. 1 zródlo pradu stalego ge¬ neratorem fal niegasnacych heterodyny- Polaczenie w szereg generatora fal niega- snacych mozna oczywiscie uogólnic na wszystkie wypadki odbierania tych fal zapomoca telefonu dowolnego rodzaju (termicznego lub elektrostatycznego), po¬ zwalajacego na bezposredni przeplyw pradu z anteny, bez prostowania.Przyciaganie przepon jest proporcjo¬ nalne do kwadratu indukcji, t. j. nie zmienia znaku ze zmiana kierunku pra¬ du, przepona wiec z powodu bezwlad¬ nosci swej masy nie moze drgac z cze¬ stotliwoscia odpowiadajaca podwójne czestotliwosci otrzymanych wahan, lecz tylko z czestotliwoscia wahad, wywola¬ nych przez róznice w okresach fal ode¬ branych i fal wytworzonych przez hete- rodyne. Bedziemy mieli bezwatpienia straty specjalne, powstale wskutek kra¬ zenia w telefonie pradu o bardzo wiel¬ kiej czestotliwosci, lecz zato unikniemy strat w detektorze.W celu unikniecia wysokiego napie¬ cia w telefonie buduje sie on z samoin- dukcja bardzo slaba, to jest z mala ilo¬ scia zwojów, dolaczajac transformatory lub tez laczac go bezposrednio z antena.Dla zmniejszenia napiec, mozna w kaz¬ dym wypadku utworzyc cewke wzbudza¬ jaca telefoniczna z kilku oddzielnych cze¬ sci posiadajacych kondensatory c i c" (fig. 19). W wypadku gdy telefon jest polaczony z antena, moze on stanowic samoantene.Kondensatory cewki wzbudzajacej od¬ grywaja role tern mniejsza, im pod mniej- szem napieciem telefon pracuje. Nie wy¬ daje sie, aby cewka ta mogla wywolac specjalne jakies powiklania.Nalezy tutaj zaznaczyc, ze natezenie przewidzianego pradu wzbudzajacego znacznej czestotliwosci nie jest wielko¬ scia tego samego rzedu, co prad otrzy¬ many, jak na to wskazywali wreszcie i inni wynalazcy, lecz wielkoscia tego samego rzedu, co prad staly wzbudza¬ jacy, jakiego wypada uzywac w telefo¬ nie magnetycznym dla otrzymania czu¬ losci zwyklej.W tych warunkach w telefonie nawet podczas nieodbierania sygnalów ma miej¬ sce przyciaganie zasadnicze przepony, wskutek szybkozmiennego pradu magne¬ sujacego; z przyciaganiem tern kombi¬ nuje sie przyciaganie pomocnicze wywo¬ lywane przez sygnaly w chwili ich od¬ bierania o wartosci znacznie mniejszej od wartosci przyciagania zasadniczego. — 5 —Oto dlaczego telefon, zbudowany w mysl wynalazku, nie bedzie czuly na oddzialywanie zaklócen wytwarzajacych sie ewentualnie podczas odbierania sy¬ gnalów, zaklócen wogóle perjodycznych, które moga przeto wywolywac z pradem wzbudzajacymszybkozmiennym tetnienie.Wynika stad, ze telefon, stanowiacy przedmiot wynalazku (niniejszego) moze zapewnic pomyslne wyniki przy odbio¬ rze bezprzewodowem, gluszac pewna ilosc zaklócen.Mozna równiez przetwarzac, zapomo- ca tlumienia anteny odbiorczej, zakló¬ cenia wytwarzane wyladowaniami drga- jacemi tlumionemi lub wyladowaniami ciaglemi.Ogólnie biorac, moznaby dazyc w wy¬ padku wzbudzania stalego (przez prad staly lub prad zmienny) obwodu magne¬ tycznego w telefonie do funkcjonowania przy indukcjach o wiele silniejszych od uzywanych zwykle.Cel ten mozna osiagnac, jezeli pod przepona telefoniczna dzialac cisnieniem wyzszem od atmosferycznego i zdolnem zrównowazyc calkowicie lub czesciowo stale przyciaganie wywierane na prze¬ pone.W wypadku gdy poslugujemy sie te¬ lefonem opisanym powyzej dla celów od¬ biorczych w telegrafji bez drutu bez de¬ tektora, laczymy szeregowo obwód an¬ teny, wprost lub posrednio, z miejsco- wem zródlem fal niegasnacych; rozumie sie samo przez sie, ze takie polaczenie w szereg wymaga posrednictwa przekaz¬ nika (relais), to jest ze prad anteny na¬ lezy wzmocnic, aby mógl przeniknac do glównego obwodu wytwornicy fal.Zasada dzialania pozostaje zawsze ta sama; zapomoca odpowiedniego zesta¬ wienia mozna stworzyc przeplyw o wa¬ haniach pradu zmiennej wielkiej czesto¬ tliwosci i stwierdzic, ze przeplyw ten moze oddzialywac bez detektora i z cze¬ stotliwoscia równa wahaniom, na telefon typu znanego, przebiegajac jeden tylko obwód w ten sam sposób, jak przeplyw pradu telefonicznego w zwyklej telefonji.Czyli ze poslugiwac sie mozna telefo¬ nem jakiegokolwiek typu z uzywanych w telefonji zwyklej; wiec np. czesc ru¬ choma telefonu moze byc z ciala ma¬ gnetycznego lub tez stanowic cewke zwar¬ ta, jak to ma miejsce w nowszych za¬ stosowaniach.Przekaznik, o którym byla mowa po¬ wyzej, najkorzystniej wybrac z posród typów znanych, jak to Lee de Foresfa, von Liehen'a, Reisz'a, Meissuer'a, Majo- ran'a lub t. p.Telefon opisany powyzej o obwodzie magnetycznym warstwowym mozna rów- riiezzastapic przez typ róznicowy, jak na- przyklad typ Wireless Specialties Com¬ pany of New-York.Przewidywany nawet jest odbiór bezposredni bez heterodyny przez zasto¬ sowanie w tym celu przepony bardzo cienkiej, utworzonej z malego prostokata z blachy ulozonej na plytce naciagnietej z odpowiedniej lekkiej substancji lub tez mozna uzyc w tym celu telefonu z orga¬ nem drgajacym (jak np. struna) o malej masie znacznej elastycznosci, tak aby drgania jego byly tej samej czestotli¬ wosci, co i pradu zmiennego, przecho¬ dzacego przez telefon.Czestotliwosc ta, biorac ogólnie, jest za wielka, aby organ drgajacy byl w sta¬ nie wydac dzwiek normalny; lecz jezeli drgania organu drgajacego zmieniaja okresowo amplitude, wówczas da sie slyszec dzwiek odpowiadajacy czestotli¬ wosci, powstalej ze zmian w amplitudach.Zmiany te w amplitudach drgan sa wywolane badz przez kolejne nastepstwo szeregów fal stlumionych, w wypadku stacji wysylajacej iskrowej, badz przez wahanie wytwarzane na skutek jedno¬ czesnego dzialania dwu zródel fal nie- — 6 —gasnacych o okresach, malo rózniacych sie, lub przez wzbudzenie o natezeniu zmiennem jednego ze zródel. PL