11.7.3 - A EVOLUÇÃO DO TELEFONE

Bell continuou suas experiências desenvolvendo primeiramente o transmissor líquido logo e em seguida um novo tipo de receptor conhecido como caixa de ferro. Em 25 de junho de 1876 usando transmissores de membrana e o receptor caixa de ferro faz uma série de demonstrações públicas provando que palavras inteligíveis podiam ser transmitidas por meio de fios. O sucesso destas demonstrações foi imediato abrindo um grande horizonte para novas pesquisas e desenvolvimentos. A partir de 1877 começam aparecer as primeiras aplicações comerciais quando Bell lança a suas idéias para desenvolver um completo e amplo sistema telefônico. Assim, verificou-se que para tanto, a telefonia deveria contar com enormes investimentos em pesquisa e desenvolvimento. Estas inovações começam a ser sentidas alguns anos após a histórica experiência de Bell quando em 1884, o fio de ferro singelo é substituído por um par de fios de cobre tornando possível a primeira linha telefônica entre Nova York e Boston cobrindo uma distância de 380 km. O sucesso seguinte nas comunicações de longa distância ocorreu em 1892 com a inauguração da linha entre Nova York e Chicago com uma extensão de 1.300 km.
Entretanto, durante muitos anos após este feito memorável, a transmissão da palavra a longas distâncias ficou limitada à cerca de 1600 km.
Isto era motivado posto que quando os fios telefônicos se desenvolvem um ao lado do outro por uma distância considerável, o conjunto fio/isolação atuam com um capacitor sendo o primeiro como a placa e, a isolação como o dielétrico.
Assim, esta ação capacitiva inerente a uma linha telefônica se opõe a passagem da corrente alternada através dela, do mesmo modo que um capacitor se opõe à passagem da corrente alternada. Esta oposição é denominada de reatância capacitiva.
Fig. 345 - A bobina de Pupin.

Quando uma corrente alternada flui através de um condensador, deixa de seguir a tensão tornando-se defasada uma vez que a corrente avança em relação à tensão.Ou seja, a corrente alternada inverte a direção uma fração de segundo antes da tensão.
Em 1901, o professor de matemática da Universidade de Columbia, Michael Pupin inventa o primeiro tipo de repetidor telefônico mais conhecido como “bobina de Pupin”. Fig 345 Na realidade Pupin demonstrou que o emprego de uma bobina de fio magnético com um núcleo de ferro altamente magnético poderia quase que dobrar a distância da comunicação telefônica contanto que a linha fosse dividida em intervalos apropriados.
Através das suas pesquisas concluiu que se ligasse uma bobina magnética num circuito telefônico de longa distância, a indutância reativa da bobina neutralizaria a reatância capacitiva da linha.
Esta invenção tornou possíveis linhas telefônicas mais longas de maneira que em 1911 a telefonia dá um grande passo com a inauguração do circuito Nova York-Denver com cerca de 3380 km.
Apesar destas inovações, a transmissão da voz por meio de um circuito elétrico para longa distância ainda necessitava de aprimoramentos. Até 1911 a alimentação elétrica necessária para o funcionamento do circuito só era aplicada nas suas extremidades o que diminuía consideravelmente a intensidade do sinal transmitido.
Com a invenção da válvula termiônica, os engenheiros aperfeiçoaram um novo tipo de repetidor denominado agora de repetidor termiônico. Basicamente este novo tipo de repetidor atuava com um amplificador de áudio freqüência de forma que as tênues correntes que chegam à grade são amplificadas quando saem pelo circuito da placa da válvula. Fig 346

Fig. 346 - A válvula tipo 205D, fabricada nos EUA pela Western Electric usada como o primeiro tipo de repetidor telefônico termiônico.

Em 1915, este novo tipo de dispositivo telefônico permitiu a ligação telefônica num circuito de 5800 km entre Boston e S.Francisco, EUA usando-se de doze estações repetidoras.
Sem dúvida alguma o repetidor telefônico trouxe grande benéfico permitindo uma rápida expansão das linhas telefônicas. Entretanto, quanto maior fosse a distância maior potência de amplificação era necessária. No final da década de 1920, os amplificadores disponíveis operavam de forma não linear na então denominada porção das suas características de entrada-saída. Esta não linearidade não era um grande problema ao se amplificar apenas um sinal por vez. Porém, as distorções tornavam-se intoleráveis quando dois ou mais canais eram alimentados através do mesmo amplificador gerando freqüências espúrias no sinal de saída, resultando na chamada intermodulação, isto é, quando a modulação de uma transmissão de um canal era transferida para outro. A solução para este problema foi contornada com o advento do circuito de realimentação negativa inventado por H.S. Black.
No final da década de 1950 tanto nos EUA como na Europa as centrais telefônicas por comutação eletromecânicas cedem lugar para dispositivos eletrônicos usando da nova tecnologia do estado sólido, com componentes como o transistor e, o então recém desenvolvido circuito integrado. Advindo dela surge o “private branch exchange”, mais conhecido como PBX, e o sistema de discagem por repertório que permitia ao usuário em armazenar números no aparelho telefônico. A grande demanda por transmissão de dados através das linhas telefônicas pressionou as companhias telefônicas de maneira que por volta de 1960 aparecem os chamados “data modem” cuja principal finalidade era atuar como um conversor permitindo que os sinais digitais pudessem ser transmitidos através das linhas telefônicas analógicas.
A partir de 1970 começam as pesquisas para a telefonia móvel de forma que na virada do século surge de forma comercial o telefone celular. Hoje em dia, o telefone tornou-se um sistema de comunicação imprescindível sem o qual não poderia haver a rede de computadores mundial.
Alexander G. Bell uma brilhante mente científica, que além de inventar o telefone, advindo das suas pesquisas sobre a fisiologia e mecânica da voz para desenvolver um sistema capaz de ensinar surdos e mudo, pode também ser considerado como um precursor da moderna eletrônica aplicada a medicina.