電話機
マイクロフォンが音を電気信号に変換し、それを公衆交換電話網経由で相手の電話機まで送り、通話相手の電話機のスピーカーで電気信号を音に戻す。電話の通信路は全二重であり、相手の音声を聞きながら自分も同時に話すことができる。
回転ダイヤルを回して指を抜くたびに「じーこ」などという音がし、耳に当てた受話器からは「ブツブツブツ...」という断続音(=パルス)が聞こえるものである。
さらに後にプッシュボタンが配置されたトーンダイヤル式の電話機も普及した。これはパルス状の信号の代わりに、ある音程(トーン)の音を(2つ)組み合わせて電話局の自動交換機に伝送することで電話番号の1桁相当の情報を伝える方式であり、耳にあてた受話器からは「ピ・ポ・パ」などという音が聞こえるものである。回転ダイヤル式よりもすばやく電話番号の全桁を入力できるという特徴がある。
近年では、固定電話機についてはナンバーディスプレイ機能を備えたもの、コードレス式のもの、子機を増設できるもの、ファクシミリ機能を備えたもの、等々もあり、それらのいくつかをさまざまに組み合わせた多種多様な電話機も販売されている。
一方で、移動式電話(携帯電話)の開発および普及も進み、サイズや重さが次第に小さくなり、1980年代前半には弁当箱以上のサイズでずっしりと重かったものが1990年代にはポケットに入るサイズで軽くなっていった。携帯電話を所有する人の割合が増えてゆくとともに価格も下がり所有に加速がかかり、ついには携帯電話の台数が固定電話の台数を抜いた。
2009年末時点での電話機の台数は、全世界で60億台弱で、内訳としては固定電話が12億6000万台、携帯電話が46億台という割合になっていた。
電話交換機からの給電のみで動作する基本的な機能として次があげられる。
通信先の電話番号を入力し、電話交換機に伝える。
電話交換機からの呼び出しを検知し、着信音で伝える。
送話器で音声を電気信号化し増幅して電話交換機へ送り出し、電話交換機から伝えられた信号を受話器で音声に戻す。
終話を電話交換機に伝える。
初期の電話機は技術的には多様だった。液体抵抗型送話機を使うもの、永久磁石の周りの電磁石(コイル)を振動板で振動させて電磁誘導によって信号を発生するもの(ムービング・コイル型)などがあった。電磁誘導の起電力を利用する方式は電源がなくとも通話可能という利点があり、20世紀後半になっても少数ながら軍用などに利用され続けた。しかし、主流となったのはエジソンのカーボンマイクで他の方式よりも音声が大きく、誘導コイルを必要とするが、それがインピーダンス整合用変圧器として機能し、信号線とのインピーダンスを整合させることができる。このエジソンの特許によってベルは20世紀に入るまで市場を独占することができたが、そのころには電話機自体よりも電話網の方が重要になってきた。
初期の電話機も電源を必要とし、その場で発電するか電池を使用した。当時は加入者宅を巡回して電池交換が必要かどうかをチェックする職業もあった。20世紀には「共電式」がよく使われるようになった。これは、電話交換機側から信号線を通して給電する方式である。
初期の電話機の加入者線は1本の導線であり、電信と同様に個々に接地することで回路を形成する。
1号電話機は、1878年(明治11年)に日本初の国産電話機として製造された。アメリカ合衆国において実用化されたばかりのベル電話機をもとに、日本で設計された国産第1号の電話機である。しかし、このモデルの電話機は長距離伝送には不向きな上、当時の日本の工業水準が低かったこともあり、実用的な性能を持たせることができなかった。1号電話機は41台で製造が打ち切られた。
その後、電池と継電器(リレー)を用いて長距離通話を可能としたガワーベル電話機がイギリスから輸入され、日本の一般電話の開設はこちらによって果たされた。
この時期の電話機の筐体は木製箱型であり、黒くはない。
固定電話は電話線(銅線)によって電話局およびその先の電話網とつながっており、移動式電話は無線つまり電波でキャリアの基地局やその先の電話網とつながっている。
なおコードレス電話は「親機」「子機」に分かれており、親機は電話網と有線で直接的に繋がっているが、子機のほうは親機と無線で繋がり、親機に中継してもらうことで間接的に電話網とつながっている。
加入電話回線が増加したとは言っても、まだ単独電話加入権を持っていたのは法人格か、商家に限られていた。そして、電話機を持つ家が、周囲の住人が電話を必要とした際に、貸し出していた。また、「電話の相手は訪問者と同じ」という考え方も根強かった。また、2号電話機の性能では、周囲に雑音の多いところでは会話が困難で、「電話室」と呼ばれる、木製の小型の個室を備えている場合も多かった。そのため、日本においては、電話機は玄関先におくものというスタイルが定着した。このスタイルでは、卓上型の利点はほとんどなく、従って、実際に使用された2号電話機のほとんどは壁掛け型であった。2号卓上型のスタイルが世間に認知されなかったのは、このためである。
しかし、大量に提供された2号壁掛け自動電話機は、戦後の回線数増強の工事の前提とした伝送特性に対応しきれず通話に支障をきたすことになった。新型電話機への更新も最新鋭の電話機の台数不足でままならず、そのため3号電話機(黒電話)の部品を用いての改造を余儀なくされた。