SRP om telefonen i Fysik og Historie

Side 1

SRP -TELEFONEN

STX 3.g

19. DECEMBER 2013

SKOLE 3.X

Fysik og Historie

Side 2

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 1 af 29

Abstract

In 1876, Alexander Graham Bell took out a patent for the telephone. This project goes into the technology behind the invention, and into how the technology developed during the first 50 years. The project looks into how the distribution of the telephone and the technology behind it, expresses itself in the Danish society over time. Especially it looks into who used the telephone and whom works with the telephone and the technology associated with it in the early stages. To understand how the technology develop and how it has influenced the course of history over time, physics must work cross-functionally with history for a better understanding. Theory and figures of the early telephone is used to explain the technology behind early telephones, the microphone, the loudspeaker and for later development, the amplifier. Through experiments, parts of the theory behind the actual early telephone and some of the components important to the further development, the amplifier, are demonstrated. This technology, expressed as the telephone was in the very early days only used as show of. After some years, when the first telephone companies were founded, registers were released, which showed that it was merchants and manufactures that was the most common profession, for the telephone owners. Still, the price of the telephone kept the extent of the distribution to a minimum. Besides the trade and industry, the telephone also influenced jobs. With the new technology, the telephone companies had to hire many telephone operators and workers in the field.

However, the influence was not only positive. Working conditions are tough for the new jobs. Especially for the workers in the field. In the end of the project, a discussion concludes how the technological developments influenced the telephone companies and the society over time.

Side 3

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 2 af 29

Indholdsfortegnelse

1 Indledning ....................................................................................................................................................... 3

2 Problemformulering ....................................................................................................................................... 3

3 Den teknologiske opfindelse telefonen .......................................................................................................... 3

3.1 Mikrofonen .............................................................................................................................................. 4

3.1.1 Forsøg med kondensatormikrofon ................................................................................................... 5

3.2 Forstærkeren ........................................................................................................................................... 8

3.2.1 Forsøg med simpelt forstærker ...................................................................................................... 12

3.2.2 Forsøg med forstærker der indeholder flere forstærkertrin .......................................................... 15

3.3 Højtaleren .............................................................................................................................................. 18

4 Telefoncentralsystemet ................................................................................................................................ 19

5 De første år med telefonen .......................................................................................................................... 20

5.1 De nye erhverv ...................................................................................................................................... 22

6 Telefonens udvikling ..................................................................................................................................... 24

7 Konklusion .................................................................................................................................................... 26

8 Litteraturliste ................................................................................................................................................ 27

8.1 Fysik ....................................................................................................................................................... 27

8.2 Historie .................................................................................................................................................. 27

9 Bilag .............................................................................................................................................................. 29

9.1 Bilag A - Statistikker fra KTAS ................................................................................................................ 29

9.1.1 Graf 1: ............................................................................................................................................. 29

9.1.2 Graf 2 .............................................................................................................................................. 29

9.1.3 Graf 3 .............................................................................................................................................. 29

9.1.4 Graf 4 .............................................................................................................................................. 29

9.1.5 Graf 5 .............................................................................................................................................. 29

9.2 Bilag B – Artikel fra Post- og Telemuseet omhandlende arbejdet som telefonist ................................ 29

Side 4

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 3 af 29

1 Indledning

Den 10. marts 1876 lykkes det for første gang Alexander Graham Bell at kalde på sin assistent Watson gennem sit patenterede telefon. Lyden i højtaleren er svag og uklar, da telefonteknologien ikke er specielt udviklet. Alligevel kan Watson skelne mellem ordene i sætningen: ”Mr. Watson, come here, I want to see

you”.^{1} Telefonen har allerede på det tidspunkt været undervejs i en række år, men det er først nu, verden

pådrager sig en alvorlig telefonfeber. Den breder sig som en epidemi over Atlanten og rammer også lille Danmark. Med sig bringer telefonfeberen et kæmpe behov for udvikling af telefonteknologien, der skal gøre det lettere for verden at tale sammen uden at kunne se hinanden. I Danmark er det præcis dette, der er det smarte ved telefonen de første år, hvor folk med penge nok, nu tale sammen fra deres stuer. Men det er ikke kun de rige, der drager fordel af den nye teknologi. En anden konsekvens af telefonfeberen er flere nye arbejdspladser, især arbejdspladser for kvinderne, der ikke havde mange jobmuligheder i samtiden. Men er det lutter lagkage for arbejderne, og hvem er det egentligt, der køber telefonen? Det vil jeg finde ud af.

2 Problemformulering

Hvilken teknologi var det, der lod Alexander Graham Bell tage patent på telefonen i 1876, og hvorledes har den udviklet sig? Hvorledes virker telefonen og centralsystemet? Hvilken betydning har den haft for danskerne i de første år efter dens indførsel, og hvordan har den påvirket arbejdspladser i Danmark, gennem dens udvikling?

3 Den teknologiske opfindelse telefonen

Den 10. marts 1876 gennemfører Graham Bell det første succesfulde forsøg med hans telefon og udtaler de berømte ord til sin assistent i det andet rum. Men Watson kan knap høre ham, da telefonteknologien ikke er udviklet overhovedet. Bag Bells opdagelse ligger mange års fysik, der bunder helt tilbage i H.C. Ørsteds opdagelse af elektromagnetismen og Michael Faradays induktionsprincip.

En telefon består af mange dele - jo længere man går frem i telefonteknologiens historie, desto længere bliver listen. Men tre dele vil måske kunne betegne det essentielle ved telefonen. Mikrofonen, forstærkeren og højtaleren.

Sammen kan de danne et elektrisk kredsløb, der minder meget om Bells gamle telefon, dog med en forstærker. Denne kunne Watson godt have brugt i hans ende af telefonen. Så ville han have hørt Bell

1

http://en.wikipedia.org/wiki/Invention_of_the_telephone#cite_note-25

Side 5

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 4 af 29 tydeligere. De følgende afsnit er en teoretisk gennemgang af de tre forskellige komponenter, med forsøg til at eftervise dele af teorien.

3.1 Mikrofonen^{2}

En mikrofon er en elektrisk komponent, der omdanner lydbølger til elektriske, analoge signaler. Gennem dens udvikling er udvalget af metoder, hvormed man kan omdanne lyd til analoge signaler, blevet udvidet meget. Man kan for eksempel bruge laserstråler, kondensatorer og spoler nu om dage. Alt dette kendte Bell selvfølgelig intet til.

Mikrofonen, der omdannede de første ord Bell sendte til sin assistent gennem sin telefon, var en membran med en fastmonteret metalstang på. Metalstangen var nedsænket i et kar med syre, som virkede som en elektrisk ledende væske. Ved Bells stemme mod membranen blev mere eller mindre af stangen dyppet i syrekaret. Forstyrrelsen af væsken ændrede dens resistivitet og gav elektriske udslag ved tilføring af en

jævnspænding gennem væsken.^{3} Det er sparsomt med informationer om mikrofonen i den første telefon,

men den må have været virkelig følsom over for bevægelser eller rystelser, da den gav elektriske udslag ved en metalstangs bevægelse i en flydende væske. Det er klart, at denne mikrofon ikke var hensigtsmæssig på længere sigt, og der blev da også hurtigt opfundet en ny mikrofon, én der muligvis har siddet i de fleste

telefoner, da den kom til Danmark.^{4}

Blot et år efter patenteringen af telefonen i 1877 blev kulkornsmikrofonen opfundet af Thomas Edison. Den forblev i telefonindustrien helt op til i hvert fald 1920, grundet dens anvendelighed. Blandt dens kvaliteter var, at den var billig at producere samtidigt med, at den gav et relativt højt signaloutput, hvilket var vigtigt for forstærkningen af signalet i den anden ende, i højtaleren. Konceptet bag kulkornsmikrofonen er

                5
forholdsvist simpelt.

2

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_microphone

3

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/6/6f/TelephonePatentDrawingBell.jpg se fig. 1 på billedet. Der er

tilsluttet en jævnspændingskilde til optageapparatet.
4

http://en.wikipedia.org/wiki/Invention_of_the_telephone#cite_note-28 Se afsnittet ”Water microphone”

5

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_microphone

Side 6

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 5 af 29

På figur 1 ses kulkornsmikrofonen afbildet grafisk. Den fungerer ved, at der mellem en fleksibel positiv anode og en fast katode, er en masse kulstofpartikler. Kulstoffet er ikke særligt godt elektrisk ledende og virker derfor som en effektiv modstand for strømmen fra jævnspændingskilden. Når kulstoffet presses sammen af en lydbølge, der fysisk presser på membranen, fortættes kulpartiklerne og den samlede resistans af det mindskes. Derved øges det signal, der kommer gennem kredsløbet. Ved gentagne sammenpresninger, skabes således et varierende signal i jævnspændingssignalet. For at fjerne jævnspændingssignalet fra det samlede signal kan signalet sendes gennem en kondensator eller elektrolyt, så kun det varierende signal kommer igennem. Frekvensen af svingningerne i det varierende signal er selvfølgelig afhængig af membranens svingningsfrekvens, og signalets amplitude er afhængig af kulpartiklernes samlede ledningsevne, dvs. følsomheden af membranen. En følsom membran kan skubbes meget, dvs. ændre resistiviteten af kulstofpartiklerne meget og omvendt.

3.1.1 Forsøg med kondensatormikrofon^{6}

Det kunne være interessant at efterprøve, om det er muligt at måle disse spændingsudslag, som en mikrofon frembringer. Til at eftervise dette kan der opstilles et forsøg med en kondensatormikrofon, der sidder i en moderne telefon. Den virker ikke helt på samme måde som kulkornsmikrofonen, men benytter næsten samme metode til at omdanne lydbølgerne til et elektrisk signal. I stedet for at have kulpartikler i mellem to ledende plader benytter man en kapacitor ladet op af en jævnspændingskilde. Den ene af pladerne i kapacitoren fungerer ligesom i kulkornsmikrofonen som en membran, der optager de mekaniske bølger i luften. Ved disse svingninger ændres afstanden mellem pladerne, og da kapacitansen er omvendt proportional med afstanden, ændres kapacitansen af kapacitoren også. Ladningen ændrer sig minimalt,

6

http://en.wikipedia.org/wiki/Electret_microphone

Figur 1: Grafisk afbildning af kulkornsmikrofonen.

Side 7

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 6 af 29 dvs. så lidt at det ikke forstyrrer det elektriske signal hørbart, og derfor kan en ændring i kapacitansen føre til en tilsvarende ændring af spændingsfaldet over kapacitoren. For en kapacitor gælde det at:

𝑈 =

𝑄

𝐶 ℎ𝑣𝑜𝑟:

𝑈 𝑒𝑟 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑠𝑓𝑎𝑙𝑑𝑒𝑡 𝑜𝑣𝑒𝑟 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑜𝑟𝑒𝑛,

𝑄 𝑒𝑟 𝑙𝑎𝑑𝑛𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛 𝑜𝑔

𝐶 𝑒𝑟 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑎𝑛𝑠𝑒𝑛.

Hvis Ladningen(Q) holdes konstant, fører en svingning i kapacitansen(C), som følge af en mekanisk svingning af membranen, til en svingning i spændingsfaldet(U). Altså skabes der ligesom i kulkornsmikrofonen et varierende spændingssignal i jævnstrømssignalet, der kan isoleres med en kapacitor

            7
eller elektrolyt.

På figur 2 ses forsøgsopstillingen, hvorved en mikrofon kan testes:

En kondensatormikrofon har typisk indbygget en forstærkende komponent, en JFET-transistor. Overordnet set forstærker den spændingsinputtet, dvs. den sender et større outputsignal ud af mikrofonen end hvis

den ikke var der.^{8} En nærmere gennemgang af transistoren og forstærkeren fremgår af næste afsnit.

Grunden til, at mikrofonen indeholder en forstærkende komponent, er at signalet fra kapacitoren er meget svagt, og at det derfor behøver at blive forstærket for at kunne drive en højtaler i den anden ende af telefonen. Hvad der også sker er, at når spændingssignalet sendes gennem ledninger til en anden telefon

7

Mikrofonen: http://en.wikipedia.org/wiki/Microphone Afsnittet: ”condenser microphone”.

8

J-FET: http://www.st-andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/first11/part7/page1.html

Figur 2: Elektrisk kredsløb der viser forsøgsopstillingen til forsøg med mikrofonen.

Side 8

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 7 af 29 eller en forstærker, opfanger det støj via elektromagtisme på vejen. Støjen bliver ligesom

                                                                                    9
spændingssignalet forstærket i forstærkeren, så derfor forstærkes signalet allerede noget i mikrofonen.

Under forsøget kunne amplituden af spændingen og frekvensen af spændingssignalet aflæses på oscilloskopet. Ved tre målinger blev amplituden af spændingssignalet aflæst med varierende lydbølgefrekvens. Der blev uheldigvis ikke taget billeder af forsøgsresultatet, men figur 3 viser hvorledes det så ud:

Spændingsamplitude som funktion af tid. Bølgefrekvenserne; 100, 200 og 300 Hz:

Som det ses af resultaterne, stiger frekvensen af spændingssignalet i takt med den valgte lydbølgefrekvens.

Dette stemmer overens med, hvad man skulle forvente. Jo flere gange i sekundet lydbølgerne skubber til membranen jo flere udslag i kapacitansen og spændingen vil man få. Hvad der også ses af resultaterne er, at amplituden af spændingssignalet er størst ved 200 Hz. Den dykker på begge sider af frekvensen (100 og

300 Hz). Dette synes underligt, da man ikke skulle tro, at spændingsamplituden var afhængig af bølgefrekvensen, men afhængig af lydstyrken/-trykket. Den øgede spændingsamplitude ved 200 Hz er dog

en fordel i en telefon, da de dybe, mindre hørebare frekvenser i en samtale er omkring 200 Hz.^{10}

Grunden til, at der er en forøget spændingsamplitude ved 200 Hz, uden et bevidst forøget lydtryk, kan skyldes mikrofonmembranens, eller højtalermembranens resonans. Om det er hensigten, at man med mikrofonmembranens følsomhed og resonans udnytter det, at signalamplituden ved frekvenser omkring

200 Hz er forstærket, vides ikke, men det vil da være praktisk. Det kan endeligt heller ikke udelukkes at det måske er den signalforstærkende transistor (J-FET), der er skyld i forøgelsen af spændingsamplituden.

9

Elektromagnetisk interferens: http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_interference

10

Samtalefrekvens: http://da.wikipedia.org/wiki/%C3%98re

Figur 3: Afbildning af spændingsamplitude som funktion af tid.

Side 9

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 8 af 29

3.2 Forstærkeren^{11}

En forstærker er et elektrisk kredsløb, der kan forstærke et elektrisk, analogt signal. Forstærkeren er en vigtig del af telefonen, da det elektriske signal, som mikrofonen omformer normalt ikke indeholder effekt nok til at drive en højtaler. Der findes mange typer af forstærkere og mange muligheder for, hvordan de forstærkende elementer kan sættes sammen.

                                                                                   12
I Bells første telefoner har der slet ikke været en forstærker. Det ses af dette billede fra Bells Notesbog:

11

Princippet bag transistoren: http://www.youtube.com/watch?v=IcrBqCFLHIY

12

Billede af tidlig telefon fra Bells notesbog: http://www.wdl.org/en/item/11375/view/1/47/

Figur 4: Billede af en af Bells ældste telefoner, fra hans egen notesbog

Side 10

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 9 af 29

Der ses ingen forstærker mellem mikrofonen og højtaleren på figuren. For Bell betyder det, at svingningerne i højtalermembranen ikke bliver kraftigere end i mikrofonmembranen. Derfor kan det have været svært for Watson at høre, hvad der blev sagt i den anden ende. Telefonen på billedet vil i vor tid blive betragtet som primitiv og simpel. Man er nødt til at have det i mente at telefonudviklingen på dette tidspunkt var ikkeeksisterende og at Bell faktisk opfandt noget meget kompliceret. Opfindelsen af transistoren og deraf forstærkeren var en opdagelse som først blev gjort senere, og forstærkeren er derfor et klart resultat af telefonteknologiens udvikling.

En af de simpleste forstærker man kan lave, er en jordet emitter:

En jordet emitter kan deles op i tre dele:

1) En inputdel, hvor et varierende spændingssignal sendes gennem en kapacitor og ind i forstærkerdelen.

Figur 5: Elektrisk kredsløb for en jordet emitter.

Figur 6: Grafisk inddeling af den jordede emitters tre dele: Input(til højre), forstærkerdel(i midten), og output(til venstre).

Side 11

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 10 af 29

2) En output del, hvor det forstærkede signal kommer ud igennem en kapacitor først for at fjerne jævnstrømmen.

3) En forstærkerdel hvor signalinputtet bliver forstærket.

Sidstnævnte del er den spændende del af forstærkeren. Fjerner man vekselspændingssignalet fås et jævnspændingskredsløb der er relevant at regne på for at optimere outputtet, når vekselstrømmen sluttes

  13
til.

Det ønskes at have en spænding på halvdelen af spændingskildens spænding ved transistorens kollekter, altså:

𝑈_{𝐶} =

𝑈_{𝐶𝐶}

2 ℎ𝑣𝑜𝑟:

𝑈_{𝐶} 𝑒𝑟 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑠𝑓𝑎𝑙𝑑𝑒𝑡 𝑚𝑒𝑙𝑙𝑒𝑚 𝑘𝑜𝑙𝑙𝑒𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑜𝑔 𝑗𝑜𝑟𝑑 𝑜𝑔
𝑈_{𝐶𝐶} 𝑒𝑟 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑠𝑘𝑖𝑙𝑑𝑒𝑛𝑠 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔.

På den måde sørger man for at få fuldt udbytte af spændingen fra spændingskilden, når signalet skal forstærkes. Den jordede emitter fungerer således, at inputsignalet ved basen ændrer resistansen i transistoren, som derved forstærker signalet gennem kollektoren. Dette gør transistoren fordi den sammen

med modstanden 𝑅_{𝐶} virker som en variabel spændingsdeler Hvis man holder en spænding på halvdelen af

spændingskildens spænding ved kollektoren, kan spændingen ved kollektoren svinge maksimalt, når signalet forstærkes. Optimalt må spændingen ved kollektoren ved en jævnspænding på 8,0 V altså være:

13

Jævnspændingsanalyse af jordet emitter: http://www.youtube.com/watch?v=yCs9RmMJxVQ ”Common Emitter DC

Analysis”

Figur 7: Elektrisk kredsløb for en jordet emitter med strømme.

Side 12

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 11 af 29

𝑈_{𝐶} = = = 4,0 𝑉

𝑈_{𝐶𝐶} 8,0 𝑉

2 2

Så når signalet ved basen forstærkes, kan det forstærkes med 4,0 V op og ned inden for de 8 volt, der er til rådighed. Forstærker den jordede emitter signalet med end 4,0 V enten op eller ned overstyrer signalet ved kollektoren. Hvis inputsignalet stiger over transistorens maksimale resistans, dvs. mætter den, eller det omvendt fjerner resistansen helt, så outputtet bliver jordet, overstyrer signalet også. Når signalet overstyrer, ses det som en skarp udfladning af spændingssignalet, som et loft eller gulv på spændingssignalet.

Der er altså indtil videre to begrænsende faktorer for, hvor meget forstærkeren kan forstærke inputsignalet. Hvis det forstærkede signal rammer enten 0 eller 8 V, ved en jævnspændingskilde på 8 V, vil en yderligere forstærkning skæres af. Det samme vil ske, hvis transistoren når sin maksimale eller minimale resistans.

En forstærkers forstærkningsgrad er givet ved:

𝛽 =

𝐼_{𝐶𝐸}
𝐼_{𝐵𝐸}

ℎ𝑣𝑜𝑟: 𝛽 𝑒𝑟 𝑓𝑜𝑟𝑠𝑡æ𝑟𝑘𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠 𝑓𝑜𝑟𝑠𝑡æ𝑟𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑔𝑟𝑎𝑑,

𝐼_{𝐶𝐸} 𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟ø𝑚𝑒𝑛 𝑔𝑒𝑛𝑛𝑒𝑚 𝑘𝑜𝑙𝑙𝑒𝑘𝑡𝑜𝑟𝑒𝑛 𝑜𝑔
𝐼_{𝐵𝐸} 𝑒𝑟 𝑠𝑡𝑟ø𝑚𝑚𝑒𝑛 𝑔𝑒𝑛𝑛𝑒𝑚 𝑏𝑎𝑠𝑒𝑛.^{14}

Med ord er forstærkningsgraden givet ved forholdet mellem strømmen gennem kollektoren og strømmen gennem basen. Dette stemmer fint overens med forståelsen af transistoren, der siger, at et lille input ved basen forstærkes gennem kollektoren, og at forstærkningsgraden således er forholdet mellem de to strømme.

Yderligere kan 𝐼_{𝐶𝐸} og 𝐼_{𝐵𝐸} udtrykkes ved Ohms lov:

𝐼_{𝐶𝐸} = =

𝑈 𝑈_{𝑐𝑐} − 𝑈_{𝐶}
𝑅 𝑅_{𝐶}

ℎ𝑣𝑜𝑟:

𝑈_{𝐶𝐶} 𝑒𝑟 𝑑𝑒𝑛 𝑡𝑖𝑙𝑠𝑙𝑢𝑡𝑡𝑒𝑑𝑒 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔,
𝑈_{𝐶} 𝑒𝑟 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛 𝑣𝑒𝑑 𝑘𝑜𝑙𝑙𝑒𝑘𝑡𝑜𝑟𝑒𝑛 𝑜𝑔

14

Strømstyrkerne kan ses grafisk afbildet på figur 7

Side 13

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 12 af 29

𝑅_{𝐶} 𝑒𝑟 𝑚𝑜𝑑𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑒𝑛 𝑅_{𝐶}.^{15}

𝐼_{𝐵𝐸} =

𝑈_{𝑐𝑐} − 𝑈_{𝐵}
𝑅_{𝐵}

ℎ𝑣𝑜𝑟:

𝑈_{𝐶𝐶} 𝑒𝑟 𝑑𝑒𝑛 𝑡𝑖𝑙𝑠𝑙𝑢𝑡𝑡𝑒𝑑𝑒 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔,
𝑈_{𝐵} 𝑒𝑟 𝑠𝑝æ𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛 𝑣𝑒𝑑 𝑏𝑎𝑠𝑒𝑛 𝑜𝑔
𝑅_{𝐵} 𝑒𝑟 𝑚𝑜𝑑𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑒𝑛 𝑅_{𝐵}.^{16}

De to spændinger 𝑈_{𝐶} og 𝑈_{𝐵} er gældende, da transistorens emitter er forbundet til jord 0 volt. Det er også

heraf, den jordede emitter har fået sit navn.

Altså er en forstærkers forstærkningsgrad også givet ved:

𝛽 = =

𝐼_{𝐶𝐸}
𝐼_{𝐵𝐸}

()

𝑈_{𝑐𝑐} − 𝑈_{𝐶}
𝑅_{𝐶}

()

𝑈_{𝑐𝑐} − 𝑈_{𝐵}
𝑅_{𝐵}

Det ses af både et varierende strømsignal og et varierende spændingssignal kan ændre forstærkningsgraden, altså ændre resistansen af transistoren.

3.2.1 Forsøg med simpelt forstærker

Formålet med forsøget er at beregne den jordede emitters forstærkningsgrad efter en optimering af resistansen i kredsløbet.

En jordet emitter som vist på figur 8 kan laves på en printplade. Der tilsluttes en jævnspændingskilde, input og output røres ikke. Modstandenes størrelser kan ses på figur 8:

15

Der henvises til figur 7

16

Der henvises til figur 7

Figur 8: jordet emitter med værdier for modstande og spændingskilde.

Side 14

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 13 af 29

Med de angivne resistanser på henholdsvis 10 kΩ og 110 Ω, måltes en spænding ved kollektoren på 0,8 V samtidigt med, at der måltes en spændingsfald mellem basen og jord på 0,8 V, resistansen af transistoren kendes ikke. Dette er ikke et optimalt resultat for forstærkeren, da teorien beskrev, at spændingen ved kollektoren optimalt skulle være halvdelen af den tilsluttede jævnspænding, som blev målt til 8,0 V. Vi kan udregne en forstærkningsgrad ved:

𝛽 = = = 91

𝐼_{𝐶𝐸}
𝐼_{𝐵𝐸}

()

8,0 𝑉 − 0,8 𝑉

110 𝛺

()

8,0 𝑉 − 0,8 𝑉

10000 𝛺

Ved en ikkeoptimal opstilling udregnes forstærkningsgraden af forstærkeren til 91. For at få spændingen til at stige ved kollektoren kunne man lade resistansen af transistoren stige. Da vi har at gøre med en NPN-transistor, skal signalet ved basen falde, for at resistansen af transistoren stiger. Vi kan, ifølge Ohms lov, gøre dette ved at lade spændingsfaldet mellem spændingskilden og basen være større, altså øge

resistansen af 𝑅_{𝐵} på figur 7, herved bliver spændingen ved basen mindre. Med andre ord: Er spændingen

ved kollektoren for lille skal resistansen af 𝑅 stige, eller 𝑅 mindskes.
                                    𝐵          𝐶

Ved at udskifte resistoren mellem spændingskilden og basen, med en resistor med større resistans, fås nogle andre data:

Det ses, at spændingsfaldet fra spændingskilden til basen kun er blevet en smule større, og at spændingen ved basen derfor kun en smule mindre (0,76 V), men resultatet er en meget større forstærkning ved kollektoren fra 0,8 V til 2,1 V. Allerede nu ses, hvordan man ved en lille spændingsændring ved basen af Figur 9: jordet emitter med værdier for modstande og spændingskilde.

Side 15

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 14 af 29 transistoren (0,8 V til 0,76 V), kan skabe et større spændingsudslag ved kollektoren. Men spændingen ved kollektoren er stadig ikke optimal (dvs. 4 V). Vi kan udregne forstærkningsgraden nu ved:

𝛽 = = = 163

𝐼_{𝐶𝐸}
𝐼_{𝐵𝐸}

()

8,0 𝑉 − 0,76 𝑉

110 𝛺

()

8,0 𝑉 − 2,1 𝑉

22000 𝛺

Forstærkningsgraden ses nu langt større end ved første måling.

Den mest optimale måling blev 5,1 V spænding ved kollektoren med en resistans på 47 kΩ mellem spændingskilden og basen og et spændingsinput på 0,66 ved basen. Forstærkningsgraden af det optimerede kredsløb udregnes ved:

𝛽 = = = 169

()

𝑈_{𝑐𝑐} − 𝑈_{𝐶}
𝑅_{𝐶}

() ()

𝑈_{𝑐𝑐} − 𝑈_{𝐵} 8,0 𝑉 − 0,66 𝑉
𝑅_{𝐵} 47 ∗ 10^{3} 𝛺

()

8,0 𝑉 − 5,1 𝑉

110 𝛺

Af forsøget kan vi altså konkludere at den jordede emitters forstærkningsgrad er højst ved den mest optimale opstilling. Der er desværre ingen tabelværdier for vores forstærkers forstærkningsgrad, men det er muligvis ikke tilfældigt, at forstærkningsgraden i forsøget fås til et lille stykke under 200. Det kunne tænkes, at dette var tabelværdien og vores forsøgsresultat blot har været påvirket af fejlkilder som f.eks.

voltmeterets unøjagtighed.

Nu hvor forstærkertrinnet er optimeret og forstærkningsgraden udregnet kan et indgangssignal fra en tonegenerator tilkobles. På et oscilloskop ser outputsignalet således ud:

Som det ses af signalet på oscilloskopet, danner det overordnet set en sinusbølge som vi ville forvente fra tonegeneratoren. Uheldigvis kan inputbølgen ikke ses sammen med outputbølgen, men den har samme Figur 10: Output fra forsøg med den jordede emitter

Side 16

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 15 af 29 karakteristika på nær spændingsamplituden og overstyringen, den flade top. Det spændende ved overstyringen, som man kan se i toppen af outputsignalet er, at fejlkilden til den er let at uddrage af teorien. Det ses, at signalet ikke kan svinge over lige knap 8 volt, hvis det antages, at der ved skæring af førsteaksen er 5,1 V, som ved jævnspænding uden signalinput. Dette er klart da batteriet ikke kan levere en spænding på over de målte 8,0 V. Da midten af sinusbølgen er 5,1 V, når spændingsoutputtet aldrig ned på

0 V, og derfor overstyrer den ikke i denne retning.

Hvis man vil undgå overstyringen, må man optimere spændingen ved kollektoren endnu mere, og eller tilslutte en kraftigere spændingskilde, men så er der flere ting, man skal overveje først, blandt andet transistorens maksimale og minimale resistans, da spændingen ved basen derved bliver større.

Det der desværre ikke kan ses af forsøgsresultatet er, om outputsignalet er faseforskudt. Teoretisk får et formindsket spændingssignal ved basen, transistorens resistans til at stige og outputspændingen til at stige.

Teoretisk ville man altså kunne forvente en 180° faseforskydning. Dette kan undgås ved at placere flere

                                                               17
forstærkertrin i forbindelse med hinanden blandt ved en opstilling som denne:

Som det ses af illustrationen, genbruges det forstærkede signal som inputsignal i den anden jordede emitter. Derved bliver faseforskydningen på 180° dobbelt, dvs. 360° hvilket er det samme som 0°. Dette er selvfølgeligt teoretisk. I praksis vil der være fejlkilder så som unøjagtighed og forsinkelser i kredsløbet, der giver outputsignalet en mindre faseforskydning alligevel.

3.2.2 Forsøg med forstærker der indeholder flere forstærkertrin

I forrige forsøg beskæftigede vi os med en meget simpel hjemmelavet forstærker. Som telefonen og teknologien bag den har udviklet sig, er især forstærkeren blevet udviklet meget. Den følgende tegning af

17

Inspiration til faseforskydning: http://www.youtube.com/watch?v=4QkRI1Ue208.

Figur 11: To jordede emittere forbundet således at en faseforskydning undgås.

Side 17

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 16 af 29

Figur 12: Forstærker med flere forstærkertrin markeret med røde ringe.

en forstærker er noget mere kompliceret end den jordede emitter, og har mange flere finesser der gør den mere anvendelig:

Som vist til højre på figur 12 indeholder den komplicerede forstærker nogle af de samme elemeter som den helt simple forstærker. Der er en spændingskilde, en jordet emitter med forskellige ekstra beskyttelseselementer og optimeringsresistorer, blandt andet en volumen resistor i bunden af diagrammet, VR1. Volumenknap og de andre små ting havde den simple forstærker ikke. Der hvor den komplicerede forstærker dog adskiller sig mest fra den simple, er det integrerede kredsløb, den operationelle forstærker

(Operationel Amplifier). Det er besværligt og kompliceret at gå i detaljer med det teoretiske bag den, i stedet kan man kigge på resultatet af den og optimeringsresistorerne:

Figur 13: Resultater fra forstærkerforsøg med flertrinnet forstærker. Indput øverst og output nederst

Side 18

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 17 af 29

Vi husker, hvorledes man med den enkle forstærker, kun kunne forstærke lige knap 3 volt i den ene retning og 5 volt i den anden retning, og at der ikke var mulighed for at variere forstrækningsgraden. På figur 13 ses, hvorledes det samme signal fra en tonegenerator kan blive forstærket af det samme kredsløb, men have forskellig outputamplitude. Dette gøres med den variable resistor, der er placeret mellem emitteren og jord. Herved kan man styre, hvor meget signalet skal forstærkes.

Ligesom den simple jordede emitter kan den komplicerede forstærker også overstyre outputsignalet. Dette ses af figur 14:

Indstillingerne på oscilloskoppet er de samme som ved det andet forsøg. Altså ses det, at signalinputtet kun kan forstærkes med 3 volt i begge retninger, hvilket ikke er mere end den simple forstærker. Til gengæld overstyrer forstærkeren lige meget i begge retninger, hvilket vil sige, at signalet er optimeret med de givne komponenter.

På figur 15 kan vi sammenligne de to signaler, det ene fra tonegeneratoren og det andet fra forstærkeren på flere måder end på forstærkningen:

Figur 14:Billede der viser overstyring af outputsignalet af den komplicerede forstærker.

Side 19

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 18 af 29

På figur 15 ses de to signaler, tonegeneratorens øverst og forstærkerens nederst. Som det ses, rammer forstærkerens signal en smule før tonegeneratorens, den er dog ikke 180° faseforskudt, som den simple jordede emitter. Heraf kan udledes, at den operationelle forstærker faseforskyder outputsignalet fra den jordede emitter med 180°, da vi i forrige forsøg så, hvorledes at en jordet emitter i teorien faseforskyder inputsignalet med 180°. Undervejs må der altså være tidsforsinkelser eller unøjagtighed i kredsløbet, da der ses en lille faseforskydningen.

Historisk set var forstærkeren ikke en del af Bells første telefon, da transistoren slet ikke var opfundet på den tid. Alligevel, er den et godt billede på, hvorledes teknologien har udviklet sig, og kommer meget synligt til udtryk i nye mobilers højtalerfunktion, der lader andre i et lokale lytte med på en samtale.

           18
3.3 Højtaleren

En højtaler er en elektrisk komponent, der omformer elektriske signaler til mekaniske svingninger i en membran. Man kan sige, at en højtaler er det modsatte af en mikrofon.

18

Princippet bag højtaleren: http://www.youtube.com/watch?v=mFiZZyV-YCo

Figur 15: Billede der viser den komplicerede forstærkers faseforskydning.

Figur 16: En tegning af hvorledes en højtaler virker.

Side 20

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 19 af 29

Figur 17: Tegning og et billede af et omstillingsbord.

På figur 16 vises det, hvordan en spole tilsluttet et inputsignal, fra eksempelvis en forstærker, er placeret i et magnetisk felt lavet af den fast magnet bag højtalermembranen. Spolen er fastgjort til højtalerens membran og holdes fast til siderne af en bevægelig skive. Når der sendes et varierende spændingssignal gennem spolen, som kommer af outputtet fra forstærkeren eller mikrofonen, ændres polariteten af elektromagnetismen i spolen. Da spolen er placeret i et magnetisk felt, vil dette forskubbe spolen frem og tilbage, som polariteten ændres. Da spolen er fastgjort til højtalermembranen, vil denne vibrere i takt med frekvensen af polaritetsskiftene. Dette er princippet bag en højtaler.

                    19
4 Telefoncentralsystemet

For at én abonnent kunne tale i telefon med en anden abonnent måtte deres telefoner være forbundne med hinanden med ledning. Da man ikke ønskede, at alle abonnenter skulle have en fysisk ledning til hver eneste eksisterende telefon, måtte man i stedet have centraler, hvor ledningerne kunne blive samlet og forbundet til hinanden efter behov.

Til dette udviklede man et manuelt system så man let kunne til- og frakoble telefonlinjer.

20

På en telefoncentral, så til- og frakoblingssystemet omtrent således ud. Hver af de sorte ringe på tegningen repræsenterer en abonnent, med ledning bagved der fører ud til apparatet. Når en abonnent ringer til centralen stikker telefonisten en ledning i abonnentens hul, vedkommende beder derefter om at tale med en anden abonnent og telefonisten forbinder vedkommendes hul til den ønskede abonnents hul med den anden ende af ledningen. Dette ses illustreret med de farvede ledninger, der er vist under omstillingsbordet på figur 18:

19

Telefoncentralen: http://www.youtube.com/watch?v=rFyP1jH4BKs

20

Billede fra hjemmeside: http://www.version2.dk/artikel/matriklens-aeldste-hardware-ericsson-telefoncentral-fra-

tjah-forrige-aarhundrede-29737

Side 21

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 20 af 29

På figur 18 ses det, hvorledes den blå ledning forbinder to abonnenter samtidigt med, at to abonnenter forbundet med den gule ledning kan snakke med hinanden. Men der var flere end to samtaler ad gangen på de danske telefoncentraler og en telefonist kunne kun tage imod ét opkald ad gangen, så der målte laves flere af disse omstillingsborde, koblet sammen så alle stadig kunne snakke med alle. Dette skabte et nyt problem, som dog hurtigt blev løst. Da der var flere huller pr. abonnent kunne en telefonist ikke let se, om den ønskede linje var ledig eller optaget. Dette testede hun ved let at berøre kanten af hullet med ledningen, hvis der lød en kliklyd i hendes hørebøffer betød det, at linjen var optaget. Fysisk sker der det, at signalet, der kommer gennem hullet ved en optaget linje kan høres som en klik ved berøring med en højtaler, da bare det at der er et signal, i sig selv giver en lille lyd i hørebøfferne.

5 De første år med telefonen

Da telefonen blev patenteret af Alexander Graham Bell i 1876 blev hele verden ramt af telefonfeber. I Danmark bliver telefonen for alvor præsenteret for folket året efter i ugeblade og som fysiske præsentationer i blandt andet Århus:

”For at give Publikum Lejlighed til at gøre sig bekendt med Telephonen, har Smedemester Larsen, Vestergade 30, anlagt en Telephonledning mellem denne sin Bolig og Meckanikus Clausen, Søndergade 20, og paa disse steder kan Enhver, hvem der interesserer, daglig ved Middagstid forsøge sig med dette mærkelige Communicationsmiddel. Der ska nok lidt øvelse til at høre i Begyndelsen, men for øvrigt gaar

                                                             21
Telephonering meget godt efter det benyttede bedste patenterede system.

Det står klart af citatet eller opslaget, at telefonen ikke var hver mands eje, og at man dengang slet ikke har kunnet se, hvad opfindelsen af telefonen gav muligheder for, i det man kalder den for ”mærkelig”.

21

Kilde: Larsen 2002, s. 9f.Gengivet i bogen: Tyrannisk men uundværlig s. 17

Figur 18: Tegning af en omstillingsbord med samtaler.

Side 22

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 21 af 29

Telefonen var de første år mest af alt et stykke opvisningslegetøj, der viste frugterne af tidens nyeste teknologi. De faglige eksperter på området var telegrafer, der ikke så mulighederne i, at en telefon kunne

                                                       22
bruges som kommunikationsværktøj af den gennemsnitlige dansker.

”Statstelegrafens direktøren H. Høncke er ikke imponeret af telefon og betegner den som et ”interessant

             23
stykke legetøj”.”

Han, og mange andre telegrafer var mere interesserede i den daværende telegrafs udbredelse. Muligvis var han og resten af telegraferne heller ikke interesseret i, at telefonteknologien og derved telegrafifaget blev et allemandseje, da deres eget fag derved blev gjort mindre nødvendigt. Men legetøj eller ej, skulle telefonen nok blive en kommerciel opfindelse, der fik betydning på mange måder for Danmark og danskerne. Dette skeptiske perspektiv er blot en lille del af telefonens omtale, som må nævnes for at vide, at der fandtes både grupper for og imod udbredelsen af telefonen.

                                                         24
Først i 1881 bliver det første telefonselskab grundlagt i Danmark, KTAS

. KTAS og de følgende telefonselskaber bliver til virksomheder, der både giver mulighed for en udvikling af samfundet og mulighed for udvikling af virksomheder, der giver arbejdspladser til folket. Der er mange erhverv, som byder sig, som konsekvens af telefonteknologiens udbredelse i Danmark. Eksempelvis skulle dele af landet samt abonnementerne og centralerne forbindes med ledninger. Det sidste var den største opgave de første år, da antallet af abonnementer på telefoner ikke var specielt stort, og at dem som havde, brugte apparatet til at snakke indenbys. Dette kan ses af graf 4 i bilag A. Der var ikke brug for at have mange linjer på tværs af landet før senere.

Det var dyrt at have telefon i begyndelsen, hvilket begrænsede, hvem der ejede én, og hvad den blev brugt til. Et årligt abonnement kostede dengang 150 kr. Sat i perspektiv tjente en arbejdsmand mellem 150-285

kr. om året og en faglært 600-700 kr. om året.^{25} Når en telefon koster mellem hele ens årsløn eller en

fjerdedel af den, er det klart, at telefonens udbredelse i Danmark og antallet af folk for hvem den har haft betydning for, har været ganske begrænset i starten grundet økonomi. De folk, der valgte at købe en telefon til at starte med, må altså have haft råd til den samtidig med at have set mulighederne for anvendelse af den.

Kigger man i de ældste telefonbøger fra KTAS, dengang Det Internationale Bell Telefon Selskab, Kjøbenhavn, finder man, at det var overklassen og især erhvervslivet, der så en grund til at anskaffe sig

22

Bog: Tyrannisk men uundværlig s.14-20

23

Kilde: Thestrup 1992, s. 245 gengivet i bogen: Tyrannisk men uundværlig s. 19

24

Kjøbenhavns Telefon-Aktieselskab.

25

Bog: Tyrannisk men uundværlig s. 30.

Side 23

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 22 af 29

telefon dengang.^{26} Grosserer eller købmand er erhvervet, der hyppigst står ud for et abonnement, og

erhvervet er en klar kandidat til både at have pengene og grund til at anskaffe sig en telefon. Med telefonen kunne købmænd tale indbyrdes og bestille varer hos fabrikanter, der også er repræsenteret blandt abonnementerne. Mange af telefonerne står i enkeltpersoners navn, hvilket tyder på, at de også har været brugt til privatforbrug. I det at telefonen var dyr, må det have været en luksus, og et symbol på rigdom og fremsynethed at være i besiddelse af en.

I de første år havde telefoniens udbredelse altså mest betydning for erhvervslivet i Danmark, mens det private forbrug ikke var så stort.

5.1 De nye erhverv^{27}

Ledningerne mellem mikrofonen og højtaleren samt afsenderen og modtageren var lige så vigtig for funktionen som telefonen i sig selv. Selvfølgeligt måtte hver enkelt telefon forbindes via en ledning, så signalet kunne transmitteres. Folk, der arbejdede med nedlægningen af ledningerne, havde som regel også nok ekspertise i det teknologiske ved telefonen til at kunne reparere ødelagte eller defekte dele af telefonnettet. I hvert fald ses det at de to erhverv er slået sammen på graf 1 i bilag A.

Telefonselskaber gav unge mulighed for at få en uddannelse inden for telefoni og elektricitetslære, der kunne bruges i praksis hos dem selv. Vilkårene for disse lærlinge var dog ikke de bedste. Når der skulle ligges længere strækninger med telefonledninger, måtte arbejderne for Jydsk Telefon i 1903 inden arbejdstids begyndelse begive sig til fods ud til det sted hvor arbejdet sluttede dagen inden.

”Vi spurgte sidst på eftermiddagen formanden hvor vi skulle bo om natten; det vidste han ikke, han havde ikke fået tid til at sørge for noget opholdssted til os endnu, så vi kom til at tage til Aarhus igen og så følges med telefonfolkene. Det vil sige at vi skulle spadsere til Aarhus efter fyraften kl 18, gå tilbage til Mundelstrup næste morgen og være på arbejdspladsen der kl. 6. Næste dag havde Chefen fået os indlogeret på Sabro kro, men der var næsten lige så langt som fra Mundelstrup til Aarhus. Til Sabro kro blev

                                                           28
der imidlertid kortere for hver dag vi avancerede med stangrækken. […]”

Ifølge erindringen har arbejdet på landevejen som telefonarbejder været hårdt, og ikke særligt sundt. Lange arbejdsdage, eksklusive den lange vej til og fra arbejde. Videre i afsnittet i bogen fås et indblik i, hvordan der blev sparet på opholdene, og hvorledes arbejderne blev indlogeret på en gård, hvor de sov sammen i halm, med hestetæpper. Dette var ikke ideelle forhold for en arbejder, selv ikke dengang.

26

Kilde: Abonnementfortegnelse fra KTAS år 1881, gengivet i bogen: Tyrannisk men uundværlig s. 35.

27

Bog: Gregers Kirk og hans Telefonfolk s. 15ff

28

Bog: Gregers Kirk og hans Telefonfolk s. 21

Side 24

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 23 af 29

Før man kan begynde at analyse og konkludere noget ud fra citatet, må man vurdere hvad der er rimeligt at trække sagligt ud af uddraget. Det er klart, at citatet bygger på en erindring fra tiderne som telefonarbejder i starten af 1900-tallet. Afsenderen af citatet må derfor være en gammel telefonarbejder, hvilket må siges at være fagligt troværdigt. Hans politiske synspunkter synes ikke at kunne have nogen indflydelse på, hvad han siger. Det der kan skade hans troværdighed er, at han er en menneskelig førstehåndskilde og derved

ikke kan gengive nøjagtigt, hvad der er sket og/eller måske overdriver, hvad han har oplevet. Det vurderes

rimeligt at antage, at dette citat kan benyttes til at sige noget om, hvorledes arbejdsforholdene var for telefonarbejdere hos Jydsk Telefon-aktieselskab, men ikke generalisere til alle telefonarbejdere. Disse kan man kun antyde noget om. Statistikker fra KTAS, viser at længden af telefontråd kun stiger, nærmest eksponentielt efter 1905 (graf 2 i bilag A), hvor erindringen er fra, mens at den mandlige arbejdskraft, der har udgjort ledningsarbejderne, ikke stiger i samme takt (graf 1 i bilag A). Altså må det antages, at det blev hårdere og hårdere at arbejde med ledninger.

Der var dog ikke kun dystopiske sider af telefonarbejdsmiljøet. Kun omkring en tredjedel af kvinderne i tiden omkring telefonens tilblivelse havde arbejde, og mange heraf arbejdede enten i landbruget eller som tjenestepiger. Her kom arbejdet som telefonist som en gave til ugifte kvinder, der ønskede et seriøst lønarbejde. I en artikel fra post og telemuseets arkiv, fås et indblik i, hvorledes teleselskaberne selv

                                           29
annoncerede og fremstillede arbejdet som telefonist:

”Mange forældre ser med bekymring paa deres unge Datters valg af Beskæftigelse, særlig med Henblik paa den Omgang og de Arbejdskammerater hun vil faa, og som ikke altid hører til de mest udsøgte. Med Hensyn til de forskellige Stillinger (klinikfrøken, kontordame, forretningsdame eller lignende) er der ogsaa det at tænke paa, om det nu er en ”fin” Beskæftigelse. [...] Der er en Kvindebeskæftigelse, som der maaske kunne

                                                                    30
være Grund til at lægge et godt Ord ind for, og det er Stillingen som Telefonistinde. ”

Af uddraget fra artiklen står det klart, at den er henvendt til pæne unge damer og deres forældre især. Man ønskede unge ugifte kvinder, der var færdige med skolen, men som ikke vidste, hvad de ville med deres liv.

Man tilbød dem derfor et arbejde, som de og deres forældre ville være stolte af. Det var nemlig ikke helt let at blive telefonist. Senere i artiklen begrundes der for, hvorfor telefonistarbejdet var prestigefyldt, med det at man skulle bestå en eksamen og en lægeundersøgelse, der undersøgte telefonistens stemme, fysiologi og kundskaber. Det var altså ikke alle, der sådan lige kunne komme ind fra gaden og blive telefonist. Det krævede en hvis skolegang og disciplin. Hvis telefonisten bestod disse prøver ventede der flere goder som artiklen fremhæver:

29

Arbejdende kvinder: http://www.leksikon.org/art.php?n=1504#toc0

30

Artikel fra Post- og Telemuseet billeder af artiklen kan ses i Bilag B.

Side 25

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 24 af 29

”[..] Damerne er pensionsberettigede og faar deres Gage (løn) i Sygdomstilfælde – samt fri lægehjælp. Den faste Tjenestetid er kun seks Timer, daglig [..] påtager man sig sig yderligere Tjeneste betales denne ekstra.

[…] Selskabet gør en hel Del for, at de unge Pigers Penge skal forslaa godt. F. Eks. yder det et betydeligt Tilskud til et Marketenderi.[…] Desuden faar Damerne fri Tjenstedragt og Selskabet yder Tilskud til Ferieophold, til Damernes Hjælpefond m. m."

Telefonselskabet tilbyder mange goder, som både tiltaler de unge piger og deres forældre. Især bliver der lagt vægt på den korte arbejdsdag i artiklen, som giver de unge piger mulighed for at udleve deres ungdom, samtidigt med at have et arbejde. Det og så tilskud til mad og ferier, får næsten jobbet til lyde idyllisk, og man må holde det i mente, at dette er en reklame for telefonistarbejdet. Telefonselskaber må have haft konstant brug for flere ansatte til at forbinde telefonsamtaler, hvis man kigger på samtaleudviklingen på graf 4 i bilag A. Selvfølgeligt var dette ikke et helt realistisk billede af, hvorledes det var at arbejde som telefonistinde.

Arbejdslivet for en telefonist var hårdt. Teknologien indtil et godt stykke ind i det 20. århundrede, tillod stadig ikke, at telefonsamtaler kunne gøres uden først at tale med en telefonist. Telefonisternes arbejde gik ud på at forbinde bestillerens nummer med modtagerens nummer, men antallet af abonnementer som den enkelte telefonist skulle holde styr på var højt. Samtidigt var arbejdspresset højt fra de stigende antal af samtaler om dagen. En telefonist i 1937 hos Fyns telefon havde omkring 250 abonnementer, hvilket kunne lede til mange samtaler ad gangen. Nervøse sammenbrud var én af de mulige konsekvenser ved at være

        31
telefonist.

Disse ringe vilkår var blandt de ting, der fik specielt én af telefonistinderne til at råbe op. Hendes navn var Astrid Blumensaadt, og hun stater en forening for telefonistinderne, en slags fagforening. Nok er det essentielt, at der blev dannet en fagforening for telefonistinderne, så de kunne kæmpe for bedre arbejdsvilkår, men mindst lige så interessant var det, at det var en kvinde, der råbte op. Kvinder havde ikke en fremtrædende rolle i erhvervslivet generelt. Telefonen gav altså ikke bare kvinder arbejde, den var også

                                                32
en af faktorerne for kvinders frigørelse fra husmoderrollen.

6 Telefonens udvikling

Når man taler om telefonens udvikling må man se det fra et fysisk og et historisk perspektiv, og sammenstille de to perspektiver for at få den tværfaglige forståelse af telefonens udvikling.

31

Bog: Min tid som telefonist En bog om Astrid Blumensaadt side 13ff

32

Bog: Min tid som telefonist En bog om Astrid Blumensaadt

Side 26

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 25 af 29

Telefonteknologisk foregår der mange ting i gennem tiden. Der bliver udviklet bedre mikrofoner, højtalere, og ledninger, der kan sende signaler i begge retninger, så man sparer halvdelen af kobberet, der bruges på ledninger. Forstærkeren bliver en del af telefoner, systemet på centralerne bliver automatiseret. Samtidig bliver alle dele af telefonen mindre, og billigere at producere.

I starten har man i Danmark kunnet se dette på flere måder. I den historiske del af opgaven er det beskrevet, hvorledes det primært er erhvervslivet, som havde nytte af telefonen. Efter at telefonteknologien tillader at telefoner bliver produceret billigere, falder prisen på telefonen. Dette åbner

                                                                                   33
for, at telefonen oftere bruges privat, og at der derved kommer langt flere abonnementer og samtaler.

Konsekvensen af dette er, at telefoncentralerne må hyre flere medarbejdere både som telefonister, men også i kategorien anlæg og vedligeholdelse, der indbefatter landevejsarbejderne. Dette ses af graf 1 i bilag A. Denne udvikling fortsætter helt op til 1930 i hvert fald. Her stopper statistikkerne på graferne.

Automatiseringen af danske telefoncentraler begyndte i 1930’erne, så fra da må antallet af telefonister have været i en negativ kurs. Dette må bestemt have ført til mange fyrringer, som har øget presset på telefonistforeningerne. Automatiseringen af centralerne har også haft positiv indflydelse i Danmark. Færre ansatte hos telefoncentralerne betyder færre udgifter og større overskud til telefonselskaberne.

Betragter man telefonteknologi mere fremadrettet, er det ikke længere de tre komponenter beskrevet i opgaven, der fyldet mest i telefonen, hvis man overhovedet kan kalde det en telefon længere. Moderne mobiltelefoner kommunikerer trådløst, og har mange andre funktioner end bare samtale. Muligheden for at kunne tale sammen uden at stå ansigt til ansigt er efterhånden en ting, man tager for givet, og man kan ikke forestille sig en verden før opfindelsen af telefonen. Alligevel kan man i alle mobiler og telefoner stadig finde mikrofon, forstærker og højtaler.

33

Se Graf 3 i bilag A som belæg

Side 27

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 26 af 29

7 Konklusion

Med skitser af en af de ældste telefoner, fremgår det at Alexander Graham Bells telefon består af en mikrofon der omdanner lydbølger til et elektrisk signal, og en højtaler der omdanner det elektriske signal til lydbølger igen. I Nutiden vil man kalde Bells telefon primitiv og simpel, men de komponenter der en del af telefonteknologiens udvikling og som vi har til rådighed i dag, havde Bell ikke til sin rådighed dengang, blandt forstærkeren. Den teknologi Bell udviklede var altså i datiden meget kompliceret. Udviklingen af de teknologiske komponenter bag telefonen er gennem årene blevet forfinet, og forbedret, således at de er

mere præcise, følsomme, mindre og/eller billige at producere, der er dog stadig altid mindst de samme

type komponenter som i den første telefon. I Danmark fik opfindelsen af telefonen i starten mest betydning for erhvervslivet, grundet telefonens pris og anvendelighed. Denne var grundet telefonteknologiens begrænsninger blandt andet den manuelle telefonistomstilling, der betød at telefonselskaber måtte ansætte mange telefonister. Det var især købmænd og fabrikanter, der så mulighederne i telefonens egenskaber. Senere som telefonteknologien tillod telefonen at blive billigere, steg antallet abonnementer og det private forbrug.

Ud over dem der brugte telefonen, fik telefonen og teknologien bag den også betydning for danske arbejdspladser. Den skabte mange, og særligt mange arbejdspladser for kvinder, men arbejdsvilkårene på disse arbejdspladser var også hårde især arbejdet som ledningslægger, hvoraf sociale grupper opstod blandt andet telefonisternes fagforening. Med tiden forsvandt disse arbejdspladser dog igen, grundet en udvikling af teknologien, blandt andet en automatisering af omstillingsbordet.

Side 28

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 27 af 29

8 Litteraturliste

8.1 Fysik

Hjemmesider:

Opfindelsen af telefonen: http://en.wikipedia.org/wiki/Invention_of_the_telephone#cite_note-25
Kulkornsmikrofonen http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_microphone

Billede der viser en af Bells første telefoner:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/6/6f/TelephonePatentDrawingBell.jpg

Electret Microphone: http://en.wikipedia.org/wiki/Electret_microphone

Mikrofonen: http://en.wikipedia.org/wiki/Microphone
J-FET http://www.st-andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/first11/part7/page1.html
Elektromagnetisk interferens: http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_interference
Samtalefrekvens: http://da.wikipedia.org/wiki/%C3%98re
Billede af tidlig telefon fra Bells notesbog: http://www.wdl.org/en/item/11375/view/1/47/
Jævnspændingsanalyse af jordet emitter: http://www.youtube.com/watch?v=yCs9RmMJxVQ
Inspiration til faseforskydning: http://www.youtube.com/watch?v=4QkRI1Ue208.
Princippet bag transistoren: http://www.youtube.com/watch?v=IcrBqCFLHIY
Princippet bag højtaleren: http://www.youtube.com/watch?v=mFiZZyV-YCo
Telefoncentralen: http://www.youtube.com/watch?v=rFyP1jH4BKs

Gaffelkobling:

http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Elektronik,_teletrafik_og_kommunikation/E
lektronik,_radio_og_tv/gaffelkobling

Bøger:

Elvekjær, Finn og Nielsen, Børge, Stråling og Atomer Fysik for gymnasiet og hf 2, Gad 1985.

Sider: 157-161.

-Brugt til forståelse af transistoren og den jordede emitter.

Alle tegnede figurer i opgaven er forfattet af .

8.2 Historie

Hjemmesider:

Opfindelsen af telefonen: http://en.wikipedia.org/wiki/Invention_of_the_telephone#cite_note-25
Arbejdende kvinder: http://www.leksikon.org/art.php?n=1504#toc0

Bøger:

Side 29

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 28 af 29

Schmidt, K. A., Gregers Kirk og hans Telefonfolk, Århus: Jydsk telefon-Aktieselskab, 1962.

Sider: (21-24) (80ff)

-Generelt brugt i afsnittet ”de nye erhverv”

Nielsen, Per, Min tid som telefonist En bog om Astrid Blumensaadt, Udgivet af Fyns Telefon A/S i

kommission hos Nordisk Litteratur Forlag 1993.

-Generelt brugt i afsnittet ”de nye erhverv”

Johannsen, Fritz, 1881 KTAS 1906, udgivet formodentlig af KTAS selv, kan lånes på post og telemuseum.

Brugt til overorndet kendskab til KTAS og til statisk belæg for antallet af arbejdende.

-Generelt brugt i hele historieafsnittet.

Borberg, Poul, Københavns Telefon , udgivet af Kjøbenhavns telefon-aktieselskab.

Der er især brugt stastikker fra bogen som belæg i opgaven.

-Generelt brugt i afsnittet ”De første år med telefonen”.

Wistoft, Birgitte, Tyrannisk men uundværlig, Udgivet af post og telemuseum.

- Generelt brugt i afsnittet ”De første år med telefonen”.

Side 30

Telefonen

Skole 3.X FY og HI

Side 29 af 29

9 Bilag

9.1 Bilag A - Statistikker fra KTAS

Alle statistikker fra KTAS er fra bogen ”1881 KTAS 1906”.

9.1.1 Graf 1:

Grafen viser personalefordelingen hos KTAS.

9.1.2 Graf 2

Grafen viser den samlede trådlængde i km pr år hos KTAS.

9.1.3 Graf 3

Grafen viser udviklingen i antallet af abonnementer og telefoner pr år hos KTAS.

9.1.4 Graf 4

Grafen viser antallet af samtaler i millioner pr år hos KTAS. Der skelnes mellem lokale og mellembys samtaler.

9.1.5 Graf 5

Grafen viser antallet af mandlige og kvindelige ansatte hos KTAS, samt fordelingen af dem.

9.2 Bilag B – Artikel fra Post- og Telemuseet omhandlende arbejdet som telefonist

Den unge Dames daglige Beskæftigelse: