Valdemar Poulsen og telegrafonen

Opfindelsen af magnetisk lagring


Af Louis Nielsen, Lektor ved Herlufsholm louis44nielsen@gmail.com

I 1898 opfandt den danske telefontekniker Valdemar Poulsen et apparat, kaldet Telegrafonen, der kunne optage, gemme og gengive lyd. Telegrafonen er en elektromagnetisk videreudvikling af Edisons mekaniske 'lydmaskine' Fonografen, og den er forløberen for båndoptageren.
Telegrafonens elektromagnetiske princip er siden blevet udviklet til forskellige former for magnetisk lagring, bl.a. harddiske i computere, disketter, magnetkodning på betalingskort osv. Opfindelsen af Telegrafonen var forud for sin tid. Først med opfindelsen af det elektroniske forstærker-rør og højttaleren fik den en 'genfødsel', idet den blev videreudviklet i skikkelse af det vi i dag kalder båndoptageren.

I begyndelsen af 1900-årene opfandt og udviklede Valdemar Poulsens en radiosender, den såkaldte Poulsen-bue, der kunne producere højfrekvente kontinuerte elektromagnetiske bølger. En forbedret detektor til modtagelse af radiobølgerne udviklede Poulsen i samarbejde med ingeniøren, den senere professor Peder Oluf Pedersen. Første trådløse telefoni, dvs. trådløs overførsel af tale blev praktiseret med Poulsens system i 1907. (Læs mere i artiklen: Trådløs kommunikation – sådan begyndte det).

Valdemar Poulsens barndom og læreår
Valdemar Poulsen blev født den 23. november 1869 i København. Hans fødehjem er beliggende Landemærket 3 lige ved siden af Rundetårn. Hans far Jonas Poulsen var uddannet jurist og ansat som assistent i Justitsministeriet, hvor han senere blev højesteretsassessor. Faderen var 33 år da Valdemar blev født. Moderen, Rebekka Magdelene, født Brandt, var 21 år, da Valdemar blev født. Et år tidligere havde hun født datteren Agnes, og i 1870 fødtes datteren Fanny. En stor sorg for familien var det, da moderen døde i 1873 kun 25 år gammel.

Som dreng morede Valdemar Poulsen sig med at udføre forsøg med elektrostatiske apparater og induktionsapparater. Desto større gnister han kunne frembringe, desto bedre. I skolen interesserede han sig næsten kun for fagene fysik, kemi og tegning. Til gengæld var matematik ikke hans stærke side, så derfor valgte han at blive sproglig-historisk student.

Valdemar Poulsen (1869-1942) omkring år 1900
1889: Fra Borgerdydskolen består Valdemar sproglig-historisk studentereksamen med 1. karakter.

1890: Hos professor i filosofi Kristian Kroman (1846-1925) består Valdemar Poulsen med ug filosofikum. Herefter begynder han, efter råd fra familien, på det medicinske studium. Medicinstudiet som sådan interesserer ham ikke, men med stor interesse følger han professor Hans Peter Julius Thomsens (1826-1909) forelæsninger i kemi. Interessen for fysik og kemi forøges gennem disse forelæsninger af tidens store kemiker.

1890: For at kunne blive optaget på Polyteknisk Læreanstalt skulle Valdemar Poulsen bestå en matematisk adgangsprøve. Denne prøve bestod han ikke.

(1890-93): Da Valdemar Poulsen dumpede til adgangseksamen til Polyteknisk Læreanstalt, blev han sat i lære på maskinfabrikken 'Frich's Efterfølgere' i Århus. Her fik han lov til at udføre forskellige tekniske eksperimenter, der siden kom ham til gode.

1893: Som 24-årig blev Valdemar Poulsen ansat som ingeniørassistent ved Kjøbenhavns Telefon AktieSelskab, KTAS, der var oprettet i 1882. Her blev han medarbejder hos chefen for den tekniske afdeling, matematikeren og telefoningeniøren dr.phil. J. L. W. Jensen (1859-1925). Inden længe blev han leder af telefonselskabets fejlafdeling.
Det var som telefontekniker, at Valdemar Poulsen udviklede sine ideer til konstruktionen af et anlæg, der kunne optage, gemme og gengive tale.

1894: Valdemar Poulsen gifter sig med Mary Rasmussen, der blandt sine venner havde Simon Christian Borch (1847-1927) og dennes hustru. Borch var professor i maskinlære ved Polyteknisk Læreanstalt. Det var i Borchs hjem, at Valdemar Poulsen mødte Peder Oluf Pedersen (1874-1941), som han fik et livslangt venskab med og gennem årene fik et yderst inspirerende og frugtbart samarbejde med.

Edisons fonograf – den mekaniske talemaskine
I 1877 tog den amerikanske opfinder Thomas Alva Edison (1847-1931) patent på en mekanisk talemaskine, kaldet fonografen (lyd-skriveren).
Edison, der udtog patent på over 1500 opfindelser, fik ideen til den talende maskine, mens han stod og 'legede' med mundstykket til en telefon.
Et udmærket eksempel på, hvordan en simpel iagttagelse eller tanke kan føre til en stor opfindelse, fremgår af følgende, som Edison selv har fortalt i forbindelse med ideen til Fonografen:

»Jeg stod med Mundstykket af en Telefon, den saakaldte Musik-Transmitter, i Haanden, og jeg sang ind i Apparatet. Ved de Svingninger, min Stemme fremkaldte, blev Apparatets Staalspids sat i Bevægelse, og den berørte en af mine Fingre. Ved den dirrende, stikkende Fornemmelse i Fingeren kom jeg til at tænke paa, at hvis man kunne optegne Staalspidsens Bevægelser og bagefter lade den samme Stift glide hen over den Flade, hvor den havde sat sine Mærker, saa var der en vis Sandsynlighed for, at den Stemme og de Ord, som havde frembragt Mærkerne, kunde gives tilbage, og at man paa den maade kunne konstruere et Apparat, som var i Stand til at tale.«
»Tanken herom fyldte ganske mit Sind, og jeg tøvede ikke med at anstille Forsøg. Det lykkedes saa vidt, at jeg fik Bekræftelse paa min formodning.« Og Edison siger konkluderende: »Fonografen er Resultatet af et lille Stik i en Finger!«.
(Citatet er taget fra den spændende bog: "EDISON – HANS LIV OG HANS OPFINDELSER", skrevet af Kristian Dahl, og udgivet 1897 på Gyldendalske Boghandels Forlag).

Edisons tegning af en fonograf 1877
Edisons første fonograf bestod af en bevægelig metaltromle, hvoromkring der var viklet en manchet af tin. Et 'tale-rør', bestående af en membran med en 'optegnernål', gav, som følge af en svingende membran, en 'rille' i den kørende tromle med tinfolie.
Den optagne tale kunne høres i en 'høre-tragt', bestående af en membran med en 'gentagernål', der blev ført gennem rillerne i tinfoliet.
I 1878 foreslog telefonens opfinder Alexander Graham Bell (1847-1922) anvendelsen af valser af voks i stedet for af tin.

Grammofonen
I 1887 blev fonografen videreudviklet til grammofonen af den tysk-amerikanske ingeniør Emile Berliner (1851-1929). På denne er lydsporet nedridset på en plade.
I 1888 opfandt Berliner en metode til kopiering af plader, hvilket gav mulighed for en masseproduktion af plader.

Magnetisk lagring
Nogle teoretiske overvejelser om magnetisk 'lagring' blev i 1887 offentliggjort af den franske fysikprofessor Paul Janet (1863-1937) i en afhandling om "En leders tværmagnetisering". Afhandlingen beskæftigede sig med muligheden af at magnetisere en elektrisk leder på tværs af længderetningen og med skiftende magnetiske nord- og sydpoler på forskellige steder af lederen. Samtidens teoretiske opfattelse var, at de magnetiske poler blev dannet i hver ende af det magnetiserede stykke metal.

Valdemar Poulsen menes ikke at have haft kendskab til Janets arbejder. Han gjorde sine egne eksperimentelle iagttagelser og overvejelser. I et forsøg strøg han en permanent magnet, i et varierende mønster, hen over en stålplade. Ved at strø jernfilspåner hen over pladen, kunne han se hvor magneten havde været, idet der aftegnede sig et specifikt mønster. Ud fra dette forsøg fik Poulsen den formodning, at man kunne 'lagre' f.eks. lyd som en magnetisk kode i et magnetiserbart materiale.

Den 'talende' metaltråd
Et simpelt forsøg der skulle vise om Poulsens formodning om magnetisk lagring var korrekt var følgende:
En 1,5 mm tyk og ca. 1 meter lang klaverstreng blev udspændt på et bræt. Til en lille spole med en ca. 8 mm lang og ¾ mm tyk jernkerne, dvs. en elektromagnet, blev tilsluttet et batteri og en mikrofon. Mens man talte i mikrofonen, blev elektromagneten med jævn fart, ca. 1 m/s, ført tæt hen over metaltråden.
Hvis man derefter erstattede mikrofonen med en høretelefon og førte elektromagneten hen over tråden med samme fart som før, så fik man gengivet den tale, der før var indtalt i mikrofonen!


Princip-opstilling til den 'talende' metaltråd

Forsøget illustrerer princippet i den senere konstruerede Telegrafon.


Telegrafonen – Dansk patent nr. 2653
I 1898 opfandt Valdemar Poulsen en elektromagnetisk fonograf, der ved hjælp af elektromagnetisme, kunne optage, gemme og gengive lyd som f.eks. tale og musik. Apparatet kaldte han en 'Telegrafon'. Ordet er sammensat af stavelser fra telegrafi (fjern-skrive) og telefoni (fjern-lyd). Telegrafi og telefoni var samtidens kommunikationsformer, hvor sender og modtager var forbundet med hinanden gennem ledninger eller kabler.

Verdens første patent på et apparat til magnetisk opbevaring og gengivelse af tale blev indleveret den 1. december 1898. Patentskrivelsen begynder således:
"Genstanden for den foreliggende opfindelse er en telegrafon, d.v.s. en elektrisk fonograf, som særlig finder anvendelse i forbindelse med de apparater, der benyttes i den moderne telefoni.
Telegrafonen kan benyttes lokalt, men egner sig især til afstandsfonografering, d.v.s. optegning, opbevaring og gengivelse af tale, som er ført fra et almindeligt telefonapparat, idet telegrafonen i den opringede abonnents fraværelse kan træde i stedet for modtagertelefonen."
Som det fremgår af ovennævnte var telegrafonen i første omgang tænkt som en telefonsvarer og modtager. Men det fremgår også af patentskrivelsen, at den kan anvendes til registrering af elektriske signaler, f.eks. til lagring telegrafiske signaler.

Valdemar Poulsen fik udstedt sit patent den 31. oktober 1899 som Dansk Patent nr. 2653. Gennem årene blev der udviklet flere forskellige typer af telegrafoner og flere patenter blev udstedt. Det var dog ikke altid lige let at opnå patent. Således nægtede patentmyndighederne i Tyskland i første omgang at udstede patent, idet de mente at opfindelsen stred mod naturlovene. Tysk patent fik Valdemar Poulsen, men først efter at han tog til Tyskland med sin Telegrafon, og lod medlemmer af patentkommissionen indtale og høre deres egen stemme!

Telegrafon fra 1899 med tromleopviklet optagetråd

Telegrafoner med henholdsvis stålplade og ståltråd som optagemateriale

1899: I september oprettedes "Aktieselskabet Telegrafonen, Patent Poulsen". Aktieselskabet blev registreret den 25. april 1900.

1900: Poulsen offentliggør en artikel om Telegrafonen i det ansete tyske tidsskrift 'Annalen der Physik'.

1900: Telegrafonen bliver demonstreret på Verdensudstillingen i Paris, hvor den får den store pris, Grand Prix. Den østrig-ungarske kejser Franz Josef indtalte på en telegrafon følgende: "Diese neue Erfindung hat mich sehr interessiert und ich danke sehr für die Vorführung derselben". Den originale tråd med kejserens optagelse opbevares på 'Technisches Werbemuseum' i Wien.

1903: Aktieselskabet "Dansk Telegrafonfabrik" oprettes. Dets opgave var bl.a. at fremstille telegrafoner.

1904: Valdemar Poulsen får den 8. januar udstedt engelsk patent på Telegrafonen. I den engelske patentbeskrivelse omtales flere videreudviklede modeller og anordninger.

1916: Firmaet "A/S Telegrafonen" går i likvidation, og samme skæbne ramte året efter "A/S Dansk Telegrafonfabrik".

Hermed syntes eventyret med telegrafonen at være slut. Men nej. Med udviklingen af den elektroniske forstærkerteknik, højttaleren og diverse andre forbedringer, så fik telegrafonen en 'genfødsel' i skikkelse af det, der først blev kaldt wire recorderen (trådoptageren) og som siden blev udviklet til de meget udbredte båndoptagere.

Båndoptageren – en videreudvikling af telegrafonen
Selv om Telegrafonen blev fremstillet i forskellige og forbedrede udgaver, så var den forud for sin samtid. Kun nogle hundrede blev solgt. Den var dyr og dens gengivelse var svag og kunne kun høres i en høretelefon, som indtil 1915 var eneste høre-apparat. Ligeledes var anvendelsen af elektricitet endnu ikke så udbredt. Således var det elektriske lys kun noget de færreste havde. Telegrafonen fik således ikke nogen almindelig anvendelse i befolkningen. Den elektroniske forstærkerteknik var ikke udviklet endnu. Den elektrodynamiske højttaler blev først opfundet i 1915 af den tidligere Valdemar Poulsen medarbejder Peter Laurids Jensen (1887-1961). Hans første højttaler blev kaldt 'Magnavox', der betyder 'stor stemme'.

1928: Den tyske ingeniør Fritz Pfleumer (1897-1945) udvikler et magnetbånd, der består af en papirstrimmel belagt med et magnetiserbart metalpulver. Ideen til papirbåndet fik Pfleumer gennem sit arbejde i cigaretindustrien, hvor han udviklede papirmundstykker til cigaretter.

1929: Tyskeren Curt Stille (1873-1957) fremstiller den første brugbare båndoptager, der som lydbærer anvendte et stålbånd. Maskinerne var dog dyre og tunge.

1929: En telegrafon med en elektronisk rør-forstærker blev anvendt ved en kogekunstudstilling i Tivoli. Tuborgs direktør cand. polyt. Einar Dessau (1892-1988) benyttede anlægget som en akustisk reklame, en ide der trak folk til udstillingsstanden.

1935: På radioudstillingen i Berlin præsenteres den såkaldte 'Magnetofon'. Denne var udviklet i et samarbejde mellem AEG ("Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft") i Berlin og I.G. Farbenindustrie i Ludwigshafen (det senere BASF). Arbejdsdelingen var, at AEG skulle fremstille selve apparaterne, mens BASF tog sig af lydbåndene. Disse blev lavet af kunststoffet cellulosetriacetat belagt med et magnetiserbart materiale.
'Magnetofonen' var på grund af sin pris og størrelse ikke til privat anvendelse. Den bestod af tre kufferter. En til selve båndmaskinen, en til optage- og gengiverforstærkeren og endelig en til højttaleren. Den danske Statsradiofoni anskaffede sig en Magnetofon i 1937.

B&O – først i Danmark
Det danske firma Bang og Olufsen, B&O, i Struer satte i 1947 en produktion i gang af den såkaldte wire recorder (trådoptager). Firmaets første model blev kaldt 'Beocord U 84'. Den kom på markedet i 1948 og kostede hele 3.250 kr.! I 1950 blev optageren endog indbygget i et skab sammen med en radio.

Valdemar Poulsens tråd-telegrafon, B&O's 'Beocord U 84' og 'Beocord 5000'

I de senere år er den magnetbaserede båndoptager blevet udkonkurreret af andre billigere og mere effektive systemer til lagring, f.eks. CD og DVD, der minder om en optisk-elektrisk videreudvikling af Edisons mekaniske fonograf.
Disse forbedringer forringer dog ikke den geniale opfindelse, som Valdemar Poulsen gjorde i 1898, da han opdagede muligheden for magnetisk registrering, og derudfra opfandt Telegrafonen!

Heldigt Valdemar Poulsen dumpede!
I bagklogskabens lys var det godt at Valdemar Poulsen dumpede til adgangseksamen ved Polyteknisk Læreanstalt. Hvis han havde bestået og påbegyndt et ingeniørstudium, så var han måske blevet maskin- eller bygningsingeniør. Men hans tekniske virke blev inden for den elektromagnetiske fysik, og dette fagområde inspirerede hans ven og senere medarbejder Poul Oluf Pedersen (1874-1941), der blev uddannet bygningsingeniør i 1897.
Som en følge af Valdemar Poulsens opfindelser, telegrafonen i 1898 og den trådløse radiosender i 1902, og P.O. Pedersens efterhånden store faglige viden på området, så blev der i 1909 oprettet faget svagstrøms-elektroteknik på Polyteknisk Læreanstalt. Og faget blev indført her som det første sted i verden. P.O. Pedersen var selvskreven til at varetage undervisningen, først som docent, og fra 1912 som professor.

At Danmark således også i dag ligger i front med hensyn til viden indenfor elektronik og dennes udvikling, kan tilskrives, at Valdemar Poulsen dumpede til Polyteknisk Læreanstalts adgangsprøve i matematik!

Død og begravet i Gentofte
Valdemar Poulsen døde den 23. juli 1942. Han ligger begravet på Gentofte Kirkegård.

Louis Nielsen, december 2003