Эдисону пришлось много потрудиться, прежде чем ему удалось сконструировать первый получивший практическое применение угольный микрофон. Он пришел к нему не сразу. В качестве наполнителя коробки микрофона он испробовал воду, губку, увлажненную бумагу, войлок, тонкие пленки графита. Результаты были плохие. В записной книжке Эдисона возле записей опытов появились странные значки – «NG» и «NB», это означало no good – «не хорошо» и not better – «не лучше». Эдисон переходит к опытам с разными волокнами, появляются знаки «LB» и «Е», что означает little better – «несколько лучше» и encouraging – «обнадеживающе». Звук стал громче, но артикуляция оставалась слабой. Проходили месяцы. Эдисон продолжал эксперименты. Однажды при виде коптящей керосиновой лампы Эдисону пришло в голову испробовать копоть. Первые же результаты оказались блестящими. Эдисон поставил знак «VE» (very encouraging) – «весьма обнадеживающе». Применение чистого угля решило задачу, звук намного усилился. Эдисон создал первый практически действующий телефонный микрофон. Но не все задачи были решены.
Первые микротелефоны имели очень малое сопротивление. И изменения сопротивления, происходившие в этих микротелефонах во время разговора, а следовательно и возникавшие колебания силы тока, были весьма незначительны. Эти колебания силы тока еще больше ослаблялись высоким сопротивлением проводов. Эдисоном было сделано изобретение, которое привело к значительному улучшению: он ввел в телефон индукционную катушку (трансформатор), преобразующую ток низкого напряжения микрофонной цепи в переменный ток более высокого напряжения, которому легче было преодолеть сопротивление проводов.
В первичную цепь индукционной катушки поступает электрический ток, который благодаря колебаниям металлической мембраны преобразовался в ток пульсирующий. Таким образом, в линию передачи поступают уже не прямые, а индуктированные токи, возникающие во вторичной обмотке этой катушки. Применение такого индуктивного действия значительно увеличивает мощность передачи. Это усовершенствование дало возможность установить телефонную связь на большие расстояния и положило начало развитию телефонной техники.
В результате усовершенствований, произведенных Эдисоном, телефон Белла заговорил громко. После этих усовершенствований телефонное дело начало быстро развиваться. Теодор Пускас из Будапешта первый предложил устройство центральных телефонных станций. Повсюду начали устраиваться телефонные сети с центральными телефонными станциями. Телефонные компании стремились сделать технически возможной передачу речи на возможно большие расстояния.
Патенты Эдисона были куплены «Вестерн Юнион», которая использовала их для борьбы с предприятиями Белла, учрежденными в Бостоне.
Началась ожесточенная многолетняя борьба между Беллом и «Вестерн Юнион». Последняя во главе своего управления телефонной службой поставила зятя Вандербильта, Гамильтона Мак-Тонбли, который много помог успеху предприятия.
За свое изобретение Эдисон получил от «Вестерн Юнион» 100 тысяч долларов, которые он предложил выплачивать ему в течение семнадцати лет, то есть всего времени действия патента, ежегодно по 6 тысяч долларов. Рассказывая об этом впоследствии, Эдисон так объяснил поставленное им условие: «У меня было четырежды больше честолюбия, чем средств, и я знал, что если вся сумма денег будет мне уплачена сразу, то целиком истрачу ее на опыты; и я решил так поместить свои деньги, чтобы на семнадцать лет обезопасить себя от слишком больших трудностей жизни».
Применение телефона начало развиваться и в Англии, и Эдисон предложил место своего представителя полковнику Гуро, своему старому компаньону по автоматическому телеграфу. Было организовано специальное общество. Аппараты готовились в большом количестве. Когда появилась угроза конфликта с собственниками патента Белла, Гуро понял, что успех предприятия будет обеспечен только в том случае, если удастся избежать применения телефонного приемника, который, как уверяли, был только подделкой приемника Белла. Он телеграфировал Эдисону, который ответил ему, чтобы он держался. «Я имел новый способ, – рассказывает изобретатель, – для использования явления, открытого несколько лет тому назад».
Речь шла об изобретенном Эдисоном электромотографе, или метофоне. Этот прибор позволял большому числу людей, собравшихся в одном помещении, слушать речь или пение, передаваемые по телефону.
Электромотограф по своей общей конструкции имел некоторое сходство с будущим фонографом и состоял из цилиндра, на который опирался конец иглы, прикрепленной другим концом к центру металлической мембраны. При своем вращении этот цилиндр заставлял вибрировать как иглу, так и металлическую мембрану. Цилиндр был сделан из специального материала, в состав которого входили мел, уксуснокислая соль ртути и раствор соды или едкого поташа. Поверхность цилиндра, сделанного из такого состава, содержится несколько влажной и обладает свойством, использованным в «рекордере» Томпсона, то есть она становится шершавой в тех местах, где через нее прошел электрический ток. Это свойство дает нам возможность понять, каким образом пульсирующие токи, идущие от телефонного передатчика, заставляют металлическую пластинку метофона петь или громко говорить при посредстве вибрирующей иглы.
Эдисон изготовил шесть электромотографов и отправил их в Лондон. Они были тотчас же испытаны и приняты. Через некоторое время он отправил еще сотню аппаратов. Тогда его попросили прислать двадцать молодых людей, которые умели бы управлять аппаратами. Эдисон устроил вблизи лаборатории мастерскую, в которой поставил десять аппаратов. Потом он все их испортил: отрезал провод у одного, устроил короткое замыкание в другом, загрязнил электроды в третьем и т. п. Он посылал затем каждого из своих работников найти причину повреждения аппарата. Работник, который мог найти десять раз подряд в течение пяти минут причины повреждения, считался пригодным для поездки в Лондон. Шестьдесят человек подверглись такому испытанию, и из них были отобраны только двадцать.
Громкоговорящий телефон Эдисона в течение нескольких лет применялся в Англии.
В 1905 году вышел роман Бернарда Шоу «Неразумный брак», героем которого является молодой изобретатель. В предисловии, полном веселого сарказма в отношении и самого себя, и своих соотечественников, и встретившихся ему американцев, описана эдисоновская группа в Лондоне.
Шоу, служивший в юности клерком, пишет: «Из-за того, что я стал писателем, не следует думать, что я никогда не стремился к достойной деятельности. С 15 лет я пытался идти против своей природы и поэтому до 23 лет сохранял юношескую неуверенность в себе и робость. Моя последняя попытка относится к 1879 году, когда в Лондоне была создана компания для эксплуатации искусного изобретения Томаса Альвы Эдисона – даже, как оказалось, слишком искусного, – являвшегося не чем иным, как телефоном, оравшим ваши самые интимные подробности вместо того, чтобы нашептывать их тайком. Совсем не этого желали биржевики, и вскоре компания влилась в Национальную телефонную компанию, невольно найдя себе место в истории литературы благодаря моей службы в ней».
