2
См. кн. Шателен М. А. Русские электротехники XIX века — 1955
3
Не следует путать с плавким предохранителем, который сгорая разрывает цепь. Данный прибор стабилизирует силу тока в цепи лампы, чем обеспечивает ее длительную работу (защищает от перегрева при повышенном напряжении). Он получил известность под названием бареттер (Ballast Tube) и достаточно широко применялся, например, для поддержания стабильного накала радиоламп в различной аппаратуре.
Принцип действия состоит в том, что при изменении напряжения на бареттере сила тока практически не изменяется т. к. тонкая железная (платиновая, вольфрамовая) проволока (нить), изменяет свое сопротивление за счет нагрева протекающим током (имеет положительный ТКС). Таким образом, бареттер, включенный последовательно с нагрузкой, поддерживает в ней стабильный ток при изменениях напряжения питания. Примененные в лампах Нернста (вместо нити) тугоплавкие стерженьки из оксидов циркония, кальция и т. п., имели отрицательный ТКС, следовательно требовали больших или меньших мер по стабилизации тока в цепи. Для ламп накаливания с вольфрамовой нитью такой стабилизации практически не требуется т. к. нить имеет положительный ТКС и лампа сама может послужить бареттером, правда с низкой стабильностью.
В настоящее время бареттеры имеют некоторое применение в цепях переменного тока и в специальной аппаратуре. В СССР выпускались бареттеры таких типов как: 0.24Б12–18, 0.3Б17– 35, 0.425Б5.5–12, 0.85Б5.5–12, 1Б5–9 и др. (число перед буквой обозначает ток стабилизации в амперах, после буквы — пределы стабилизации по напряжению в вольтах. Типы и характеристики зарубежных бареттеров (Ballast Tube) см. напр. здесь: http://www.amperite.com/assets/Documents/Ballasts.pdf
Подробнее о работах В. Нернста можно посмотреть в музее: www.nernst.de/lamp/nernstlamp.htm. Конструкция ламп Нернста хорошо представлена в статье: http://www.nernst.de/lamp/ruhmer/nernstlamp_ruhmer.htm
(Excerpt from: E Ruhmer. Uber die auf der 'Internationalen Ausstellung fur Feuerschutz und Feuerrettungswesen, Berlin 1901' ausgestellten elektrischen Apparate. Physikalische Zeitschrift, 2(43):629–634 and 2(44):642–646, 1901).
4
Автор не отметил новые широчайшие области применения дуги для целей освещения, возникшие в первой половине 20 века и актуальные до сих пор: кино и люминесцентные лампы.
Так, в отечественных кинопроекторах выпуска до 1970 г (КПТ-2Ш, КПТ-3, КПТ-7, КП-15, КП- 30) применялись дуговые лампы на углях КП8/7–60, КП9/8–90, КП11–120, КП12–180, по устройству схожие с регуляторами Чиколева.
С 1970 г ЛОМО приступило к выпуску кинопроекторов 23КПК, где в качестве источника света использовалась уже ксеноновая лампа постоянного тока мощностью 2 или 3 кВт с воздушным охлаждением электродов (например, ДКсШ-3000). В ксеноновой лампе дуга горит в атмосфере инертного газа ксенона при давлении 25–30 атмосфер, электроды металлические. Срок службы ДКсШ-3000 составлял 1000 часов. Для сравнения, угли сгорали за 0.3–0.6 часа, а кинопроекционные лампы накаливания К30–400, служили 30 часов (они применялись в кинопередвижках).
Другой вариант ксеноновой лампы — лампа-вспышка. В зависимости от размеров и назначения лампы давление ксенона может быть 0,01–0,1 атм. Питание выполняется чаще от конденсатора, непосредственно подключенного к электродам лампы. Для зажигания применяют миниатюрный импульсный повышающий трансформатор, вызывающий первоначальную ионизацию газа. Области применения лампы-вспышки — фотосъемка, стробоскопы, лампы накачки в лазерах.
Люминесцентные лампы начали выпускаться с 1938 г компанией «General Electric» в Великобритании. Дуга здесь горит в атмосфере аргона и паров ртути при давлении ниже атмосферного, поэтому угрозы взрыва, как у ксеноновых ламп нет, могут устанавливаться открыто. Люминесцентные лампы постепенно вытесняют лампы накаливания благодаря большей световой отдаче и сроку службы (люминесцентная лампа 20 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания, срок службы 2000–6000 ч против 1000 ч). Новый импульс распространению этих ламп придал конструктив с цоколями Е27 и Е14 и встроенным пускорегулирующим аппаратом (ПРА), допускающий прямую замену ламп накаливания в светильниках.
Для внешнего освещения выпускаются ртутные и натриевые лампы высокого давления. В первых дуга горит в среде аргона и ртути, во вторых — аргона, неона, ртути и натрия. Оба типа ламп имеют конструкцию, похожую на лампы накаливания, чаще с цоколем Е40. Разрядная трубка помещается в стеклянный баллон, который обеспечивает необходимый тепловой режим, а в ртутных лампах еще и корректирует спектр излучения при помощи люминофора. Типовые мощности ртутных и натриевых ламп 250 и 400 Вт, весь ряд до 1000 Вт, срок службы 5000–7500 часов.
Можно упомянуть еще одно необычное (т. е. не для освещения) применение, которое нашла дуговая лампа в начале 20 века — преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный для целей радиопередачи (взамен искровых разрядников). Еще в 1893 году, за два года до изобретения радиосвязи, Н. Тесла в лекции, прочитанной в Институте Франклина в Филадельфии, рассказал о методе преобразования постоянного тока в переменный посредством электрической дуги. В 1900 году английский электротехник В. Дуддель создал практическую конструкцию дугового генератора для радиопередатчика. Последующие значительные усовершенствования внес датский инженер В. Паульсен в 1902 году. Дуговые генераторы системы Паульсена позволяли получать незатухающие колебания на частотах до нескольких сотен килогерц при мощности от единиц до нескольких тысяч киловатт! Они широко применялись на многих радиостанциях в различных странах до 20-х годов XX века, пока не были вытеснены радиолампами.
5
В асинхронных двигателях мощностью до нескольких киловатт, для мягкого пуска может применяться упрощенная конструкция ротора без беличьей клетки (двигатели вихревых токов) или с экранированием беличьей клетки стаканом (тонкостенной трубой) из мягкой стали. Конечно, к.п.д. таких двигателей ниже (до 60 %), но, их применение может быть оправдано эксплуатационными удобствами (мягкая механическая характеристика, как в коллекторных двигателях; отсутствует эффект опрокидывания, пусковой ток близок к рабочему). Пример применения — узлы подмотки пленки в студийных магнитофонах.
Очень широкое применения имели синхронные приборные двигатели. Их было нескольких видов по принципу действия: гистерезисные (СДГ), с возбуждением от постоянных магнитов (СДМ) и реактивные (СДР). Без них не обходился ни один самописец или реле времени. Статор синхронных двигателей не отличается от статора асинхронного двигателя и имеет такую же обмотку. Ротор гистерезисного двигателя представляет собой стальной цилиндр, выполненный из магнитно-твердого материала (имеющего широкую петлю гистерезиса) без обмотки. Во время разгона он работает как асинхронный двигатель вихревых токов, а затем плавно втягивается в синхронизм благодаря большому остаточному намагничиванию. Ротор двигателя с возбуждением от постоянных магнитов содержит явно выраженную асинхронную секцию, обычно с
