Какие открытия позволили создать аудиоколонки. Часть 1

Роль и недорогих колонок, и брендовых акустических систем по несколько сотен ватт в жизни современного человека достаточно велика. Особенно в жизни меломана. И если говорить об истории создания колонки, как и любого современного девайса, то ей предшествовали многие великие научные открытия и изобретения. 

Все началось с Фарадея

Все знают, кто такой Майкл Фарадей. Ведь именно он открыл в 1831 году явление электромагнитной индукции. Пройдет 3 года, и появятся такие понятия, как электрическое и магнитное поле, электромагнетизм. Несколько позже появится и такое изобретение, как пьезоэлектричество. И на этом фоне событий, которые идут одно за другим, человек постепенно входил в эпоху электричества.

В 1849 году он создает полностью действующий прототип прародителя современного телефона. Однако получить на руки патент он так и не может. У него просто нет денег. А за патент ему нужно было выплатить 250 долларов. 

Пройдет еще 11 лет. И Антонио Меучи покажет, как, используя телеграф, можно осуществлять передачу голоса певца на расстояние в несколько миль. Очередной этап в истории данного изобретения наступил в 1861 году, когда к исследованиям подключится Иоганн Филипп Рейс. 

Им был опубликован доклад «О телефонии посредством электрического тока». Рейс продемонстрировал общественности устройство, которое, без всяких сомнений, можно было назвать первым громкоговорителем. Интересно, что сам же создатель устройства предпочел его назвать «музыкальным телефоном». 

Динамик Рейса был слышен на расстоянии до сотни метров. И когда он появился, то это привело к тому, что были созданы все предпосылки для получения прочного фундамента на пути построения электродинамических акустических систем. Именно данное устройство теперь считается прототипом любой современной акустической системы.

Технология Александра Белла

При этом необходимо признать, что конструкция изобретения Рейса все еще была несовершенна. А материалы были такие специфические, что предоставляли возможность воспроизводить только очень громкие звуки. Для того чтобы воспроизводить речь человека, громкоговоритель был не пригоден. Пройдет еще два месяца, и изобретение Иоганна Рейса коллеги высокомерно назовут лишь «забавной игрушкой».

Он изучил принцип работы динамика Рейса, а потом взялся разработать собственное «ноу-хау» – прибор для тех, кто не слышит, который преобразует звук в световой сигнал. Последующие 16 лет Белл разрабатывал телефонный аппарата. И в 1876 году, 14 февраля, наконец получает патент на свое устройство.

Белл проделал сотни опытов, чтобы понять, как передаются телеграфные сообщения. Он разработал десятки всевозможных конструкций. И в результате Белл создал свой аппарат. Телефон Белла представлял собой трубку, на которую натянута кожаная мембрана. И она была соединена с магнитной системой и катушкой индуктивности. 

Эпоха динамиков-рупоров

Надо помнить, что основы усиления звука были заложены еще в третьем столетии до новой эры. И они были связаны с тем, что появился такой музыкальный инструмент, как орган. Его в древней Александрии называли «гидравлосом». Несмотря на это, применение рупора, подобно многим духовым музыкальным инструментам, в акустике массово началось только во второй половине 19-го столетия.

Как известно, Эдисона всегда манило электричество. Несмотря на это, в своих акустических опытах он все-таки он принял решение отталкиваться только от механических возможностей того устройства, которое он изобрел.

В чем заключался принцип воспроизведения звука его фонографом? Игла-резец скользила по звуковой дорожке, то есть по углублениям и неровностям, которые образовывались при записи на валике, покрытом фольгой. Механические колебания иглы передавались на мебрану-излучатель, которая была оснащена рупором. 

Физика звука предоставляла возможность, используя простейшие акустические устройства, существенно усилить колебания иглы, даже когда они были мизерные. 

У такой чисто механической акустической системы было немало недостатков. Был недостаточным, например, и уровень громкости, и коэффициент усиления. Отметим также громоздкость рупорных динамиков. 

К оформлению динамиков в виде рупоров производители вернутся. А в дальнейшем, то есть уже в 21-м столетии, именно данный тип излучателей, которые будут работать по законам электродинамики, станет одним из образцовых по качеству звучания.

Путь к электродинамическим громкоговорителям

Но колонки тогда еще никем не были придуманы. Их ведь не к чему было подключать. Не было электроники как таковой. Вот почему никто так и не создал тогда аудио усилителя. Изобретение откладывалось на потом. 

Принцип работы динамика, положенный в его основу Александром Беллом, примерно на протяжение пятидесяти лет остается неизменным. Правда, в 1874 году Эрнст Сименс получил патент на применение «магнитоэлектрического аппарата для получения механического движения электрической катушки под действием тока». 

Сименс заложил принцип преобразования входных сигналов переменного тока для того, чтобы получать звук. Тем самым он опередил свое время. У него не было решения, которое позволило бы усилить звуковую волну. И раскачать головку громкоговорителя для того, чтобы получить достаточный уровень громкости, в конце 19-го столетия не представлялось возможным.