هاتف

السؤال: كيف يعمل الهاتف الأرضي ؟



الهاتف[1]  أو التلفون [1] أو المسرة [1] آلة أو جهاز يستخدم لنقل الصوت بشكل فوري بين مكانين متصلين بخط هاتف ثم خلال البدالة ويوجد هاتف على كل طرف منهما، واخترعه الإيطالي أنطونيو ميوتشي وتم تسجيله كمخترع له سنة 2002 [2]، فقد اعترف مجلس النواب الأمريكي رسمياً في سنة 2002م بتاريخ 11 يونيو بأن ميوتشي أول مخترع لفكرة لهاتف في  وذلك بعد مرور 113 عاما على وفاته أي منذ عام 1889 م. وهذا يعني أن ألكسندر غراهام بيل فقط قام باختراع الهاتف بناءً على فكرة اختراع وجدها في نموذج من نماذج اختراعات ميوتشي.
والهاتف له ايضا معنى اخر:
الهاتف.اسم فاعل من مصدر الفعل:هتف يهتف هتفا هو ما يسمع صوته ولا يرى شكله فالمقصود بهذا الأختراع الحديث في مجال الأتصال والتواصل الذي يقرب المسافات بين الناس من خلال نقل الأخبار بينهم عبر الصوت
أصل التعريب
الهاتف هو تعريف للفظ تليفون في العربية الحديثة، وكان قبل ذلك يعني الصوت الخفى الذي ينبئ عن احداث تقع في المستقبل، وفي الأغاني أن هاتفاً بشر بالنبي محمد .[3]
مبدأ العمل

الهاتف جهاز إرسال أواستقبال موصل بأسلاك مع مقسم رئيسي يربط بين عدد من المشتركين باستخدم دوائر إلكترونية مركبة في مقسمات رئيسة تتغذى بتيار تابث مقداره -48 فولت تولد هذه الدوائر ما يعرف بالخطوط الهاتفية التي يتم برمجتها بأرقام تميز المشتركين عن بعضهم وتمكنهم من الاتصال فيما بينهم من خلال توليد نغمة الاتصال التي يسمعها كل مشترك عند رفعه سماعة الهاتف.
يسمى جزء الهاتف الذي يمسكه الشخص لإجراء مكالمة ما طقم اليد أو السماعة. ولهذا الجهاز قطعة للأذن وقطعة للفم. وقبل إجراء المكالمة، يستمع الشخص لقطعة الأذن بحثًا عن نغمة الإدخال، حيث يشير هذا الصوت إلى وجود خط جاهز للخدمة وإجراء المكالمة. ثم يدخل المتحدث رقم الهاتف الخاص بالهاتف المراد الاتصال به. وتستخدم الشبكة الهاتفية هذه الأرقام لإحداث الاتصال بين الهاتفين. وعندما يتكلم طالب المكالمة في قطعة الفم، يغير الهاتف موجات صوت الشخص إلى تيار كهربائي. وتستخدم الشبكة الهاتفية نبائط متنوعة لتوليد نسخة مماثلة تقريبًا للتيار في هاتف الشخص الذي يجري التحدث معه. ويحول هذا الهاتف التيار إلى موجات صوتية تشبه إلى حد كبير موجات صوت الشخص الذي طلب المكالمة.
عندما نهاتف شخص ما، يتم الاتصال عبر أسلاك خاصة بين جهازنا التلفوني وجهازه التلفوني، سواء أكان ذلك بطريقة آلية (أوتوماتيكية) أو بواسطة عامل مختص في مركز أو(سنترال) الهاتف. حتى إذا بدأنا بالكلام مع من نخاطبه أحدثت كلماتنا ذبذبات في الهواء، وأحدثت هذه الذبذبات بدورها ذبذبات في قرص رقيق في السماعة مليء بحبات دقيقة من الكربون، فينشأ عن ذلك تغيُّر في التيار الكهربائي المنساب في الأسلاك بحيث يقوى حيناً ويضعف حيناً تبعاً للكلمات التي نستخدمها وللطريقة التي نلفظ بها تلك الكلمات. وإنما يقوى التيار حين تنضغط حبات الكربون بعضها على بعضها الآخر ويضعف عندما تتباعد هذه الحبات كثيراً أو قليلاً. هذا ما يحدث في جهاز الإرسال. ولكن ما الذي يحدث في جهاز الاستقبال؟ إن التغيرات التي أحدثتها كلماتنا في التيار الكهربائي المنساب في الأسلاك تجعل القرص المعدني الموجود في جهاز الاستقبال يتذبذب بنفس الطريقة فينشأ عن ذلك موجات صوتية شبيهة بصوتنا تماماً. وهكذا تتم المكالمة التلفونية.
وللهاتف ثلاثة أجزاء رئيسية:
1- آلية إدخال
2- مرسِل
3- مستقبِل.
آلية الإدخال
تمكن طالب المكالمة الهاتفية من إدخال أرقام الهواتف، وتركب في بعض الهواتف في طقم اليد، بين قطعة الأذن وقطعة الفم، أو تكوِّن جزءًا من وحدة قاعدية منفصلة، موصلة بسلك إلى طقم اليد.
وفي كثير من الهواتف الحديثة، تتكون آلية التدوير من طقم من الأزرار أو المفاتيح يسمى وسادة المفاتيح. ولوسادة المفاتيح العادية 12 مفتاحًا ـ مفاتيح الأرقام من صفر إلى 9، والمفتاح * والمفتاح #. وعند الضغط عليه، يولد كل مفتاح عددًا معينًا من النبضات الكهربائية، أو زوجًا من النغمات المتحكم فيها بدقة. وتستخدم حواسيب في الشبكة الهاتفية سلسلة النبضات أو النغمات لتوجيه المكالمة.
وتتكون آلية التدوير في بعض الهواتف من قرص يسمى القرص الدوار، به ثقوب لإدخال الأصابع تمثل الأرقام من صفر إلى 9. ويدخل طالب المكالمة رقم الهاتف بأن يدير القرص ثم يتركه، حيث تولد هذه العملية نبضات كهربائية.
المرسل
ويسمى أيضًا الميكروفون، وهو يحول موجات صوت الشخص إلى تيار كهربائي، ويرسل هذا التيار إلى الشبكة الهاتفية. ويركب المرسل في السماعة، وراء قطعة الفم. وهناك نوعان رئيسيان من المرسلات الهاتفية: 1- المرسل الكربوني 2- ميكروفون الكهريت الوريقي.
المرسل الكربوني
يتكون من جزءين رئيسيين، هما الطبلة والغرفة الكربونية. والطبلة قطعة رقيقة مستديرة من الألومنيوم. وتقع الغرفة الكربونية خلف الطبلة، بين طرفين كهربائيين، وتحتوي على عدد كبير من الحبيبات الكربونية الصغيرة الحجم، ينتقل عبرها تيار كهربائي بفولتية (جهد) منخفضة. وتتكئ قبة نحاسية صغيرة مطلية بالذهب وموضوعة أسفل الطبلة، على الغرفة الكربونية.
وعندما يتكلم الشخص تسبب موجات صوته اهتزاز الطبلة، حيث يحدث الصوت العالي اهتزازًا قويًا، بينما يحدث الصوت الناعم اهتزازًا ضعيفًا. وتسبب حركة الطبلة اهتزاز القبة داخل الغرفة الكربونية. ويضغط كل اهتزاز على الحبيبات الكربونية، حيث يحدث الاهتزاز الصغير ضغطًا خفيفًا على الحبيبات، بينما يعصرها الاهتزاز الكبير عصرًا قويًا فيما بينها. وكلما كان الضغط كبيرًا على الحبيبات زادت سهولة مرور التيار الكهربائي خلالها، وهكذا يزداد سريان التيار الكهربائي كلما ارتفع الصوت.
ميكروفون الكهريت الوُرَيْقي
وهو مزود بطبلة مستديرة، تتكون من قطعة رقيقة من بلاستيك مشحون كهربائيًا، ومطلية بغطاء فلزي في أحد وجهيها. وهذه الطبلة، التي تسمى الكهريت الوريقي، موضوعة على قرص فلزي مجوف يسمى اللوحة الخلفية، بحيث يكون الغطاء الفلزي بعيدًا عن اللوحة.
تلمس الطبلة اللوحة الخلفية في أماكن محددة فقط. وفي مناطق أخرى، تفصل جيوب هوائية الطبلة عن اللوحة الخلفية، حيث تهتز الطبلة في هذه الجيوب عندما تصدمها موجات صوتية.
وتحدث الشحنة الكهربائية التي تحملها الطبلة مجالاً كهربائيًا بين الطبلة واللوحة الخلفية. وتعتمد قوة هذا المجال إلى حد ما على المسافة بين الطبلة واللوحة الخلفية.
وعندما يتكلم الشخص تصدم الموجات الصوتية الطبلة، فتغير الاهتزازات الناتجة المسافة بين الطبلة واللوحة الخلفية، وبالتالي قوة المجال الكهربائي. وتحدث هذه التغييرات في قوة المجال تغييرات مماثلة في التيار الكهربائي.
المستقبِل
يحول التيار الكهربائي القادم عبر خط الهاتف إلى نسخة من صوت المتكلم. ويركب المستقبل في طقم اليد، في مكان وراء قطعة الأذن.
وفي المستقبل، تحاط طبلة حديدية محفوظة داخل إطار مرن بمغنطيس دائم حلقي الشكل، يجذب الطبلة باستمرار. ويتصل مغنطيس آخر يسمى المغنطيس الكهربائي بالطرف الآخر للطبلة. وهذا المغنطيس مصنوع من فلز ملفوف بسلك.
وعندما ينساب التيار الكهربائي في السلك الملفوف، يصبح المغنطيس الكهربائي ممغنطًا. ويتحرك هذا التيار في اتجاهين، حيث تزيد المغنطيسية الناتجة عن حركة التيار في أحد الاتجاهين قوة جذب المغنطيس الدائم، وتجعلها تجذب الطبلة بقوة أكبر، بينما تقلل المغنطيسية الناتجة عن حركة التيار في الاتجاه الآخر قوة المغنطيس الدائم، وتخفض جذبها للطبلة. ويجعل التغير في الجذب الطبلة تهتز بنفس المعدل، حيث تجذب الهواء أمامها، وتدفعها، محدثة بذلك تغيرات في الضغط، وتولد موجات صوتية تكاد تكون نفس موجات صوت المتكلم. ويستمع السامع إلى نسخة طبق الأصل من صوت المتكلم.
صناعة الهاتف
صناعة الهاتف، والتي تُسمَّى أيضًا الاتصالات الهاتفية، من أقوى الصناعات في العالم، وأكثرها ربحًا.
وتوفر معظم الحكومات الخدمات الهاتفية، ولكنها اتجهت إلى بيعها إلى القطاع الخاص منذ ثمانينيات القرن العشرين. وفي بعض الدول، مثل المملكة المتحدة والولايات المتحدة، تنظم صناعة الهاتف هيئات حكومية. وقد أنتجت الاستثمارات الحكومية والخاصة تقنيات جديدة لتحديث الخدمات الهاتفية وتطويرها في كل أنحاء العالم.
وتستخدم دول عديدة، مثل أستراليا وماليزيا ونيوزيلندا، أقمار اتصالات لربط الشبكة الهاتفية. ويعمل نظام اتصال بالموجات الدقيقة أيضًا في أستراليا وجنوب أفريقيا وماليزيا وجزر الهند الغربية وأجزاء أخرى من العالم. ويمتد كبل ليفي بصري من جزر فرجينيا إلى برمودا حيث يلتقي بنظم الاتصالات في هونغ كونغ ولندن ونيويورك وطوكيو. وترتبط جزر الهند الغربية بالولايات المتحدة أيضًا بكبل كهربائي تحت بحري، كما تمتلك دول أخرى، مثل الهند وماليزيا ونيوزيلندا بكوابل تحت بحرية
المراجع

وصلات خارجية

*
تصنيف:أجهزة اتصالات
تصنيف:أجهزة كهرومنزلية
تصنيف:أدوات مكتبية
تصنيف:اختراعات 1876
تصنيف:اختراعات ألمانية
تصنيف:اختراعات أمريكية
تصنيف:اختراعات اسكتلندية
تصنيف:اختراعات إيطالية
تصنيف:اختراعات كندية
تصنيف:هندسة الصوت