Дуговая лампа

Дуговая лампа, первый по времени электрич. источник света, в к-ром для целей освещения использовано явление вольтовой дуги(сж.), открытое в 1802 г. проф. В. В. Петровым и позднее, в 1808 г., англ, физиком Деви. Для образования дуги концы электродов (угли) Д. л. должны быть приведены в соприкосновение и затем раздвинуты. При сгорании углей дуга начинает удлиняться, свет ее становится неровным, мигающим, слышно своеобразное шипение, и, когда расстояние между электродами превзойдет известную величину, дуга разрывается. Для восстановления дуги необходимо снова сблизить электроды до соприкосновения и затем раздвинуть.

В фонарях, снабженных Д. л., регулирующий горение дуги механизм должен для сохранения непрерывного света, исполнять следующие, функции: 1) сближать автоматически положительный и отрицательный угли

Фигура 1. Фигура 2.

по мере их сгорания так, чтобы длина дуги оставалась постоянною; 2) сближать их при зажигании дуги и при случайном ее затухании; 3) когда дуга загорится,раздвигать угли на расстояние, строго определенное для данного дугового фонаря. Современные автоматические регуляторы основаны на электромагнитных действиях рабочего тока на сер-, дечник соленоида или электромагнита. В зависимости от способа включения обмоток электромагнитов относительно дуги, регуляторы разделяются на последовательные, шунтовые и дифференциальные.

Схема последовательного регулятора изображена на фигуре 1, где S—обмотка электромагнита включена последовательно с дугой. Пружина Р, прижимая верхний положительный уголь к к нижнему отрицательному углю, дает возможность лампе при включении загореться. Когда дуга загорится, ток намагничивает сердечник электромагнита, к-рый притягивает пластинку D. Последовательная Д. л. регулирует на постоянную силу тока, т. к. электромагнит S должен питаться током постоянной силы, чтобы уравновешивать постоянную силу натяжения пружины Р. Д. л. с последовательным регулированием можно включать только в одиночку, т. к. при соединении нескольких ламп сила тока устанавливалась бы соответственно сопротивлению всех включен, ламп, а не сопротивлению одной в отдельности.

В шунтовых регуляторах электромагнит для образования и регулирования дуги включают параллельно с дугой (фигура 2). При таком способе включения лампа регулирует на постоянное напряжение. Д. л.с шунтовым регулятором употребляются гл. образом при небольшом числе последовательно включаемых в каждую группу ламп.

Д. л. с дифференциальным регулятором (фигура 3) представляет собою комбинацию лампы последовательной с шунтовой.

Соленоид S регулирует на силу тока, a Sj— на напряжение. Дифференциальная лампа регулирует на постоянство отношения напряжения к силе тока, т.е.на постоянство сопротивления; применяется при любом числе включаемых ламп для последовательного и параллельного соединения. Д. л. с регуляторами, основанными на свойстве втягивания железного сердечника в соленоид, пригодны как для постоянного, так и для переменного тока. Сердечники таких ламп должен быть собраны из тонких изолированных друг от друга листов железа, во избежание больших потерь на токи Фуко и гистерезис.

Д.л.,предназначенные исключительно для переменного тока, бывают с регуляторами, основанными: 1) на электромагнитном отталкивании, 2) на электромагнитном вращении.

Фигура з.

В Д. л. применяются угольные электроды; подробнее см. Угли электрические.

Для получения спокойной работы Д. л. и поглощения излишнего напряжения последовательно с ней включают т. н. добавочные, или успокоительные, сопротивления. При наличии добавочного сопротивления сила тока в цепи Д. л. будет зависеть не только от переменного кажущегося сопротивления дуги (изменения длины), но и от нек-рого постоянного сопротивления, которое выполняется в виде обычного омического сопротивления или индукционного сопротивления (дросселя). Проволока в добавочном сопротивлении наматывается на фарфоровый цилиндр с продольными выемками для охлаждения циркулирующим воздухом; передвижное кольцо позволяет изменять величину

добавочного сопротивления; цилиндр закрывается металлич. кожухом. Индукционное добавочное сопротивление для Д. л. переменного тока обычно выполняется в виде двух катушек с обмотками из изолированной медной проволоки и подвижным железным сердечником, перемещением которого внутрь катушек изменяется величина кажущегося сопротивления их, вследствие изменения коэффициента самоиндукции. Дроссель прикрывается железным футляром. Сопротивления для включения цепей с Д. л. постоянного и переменного тока выполняются в виде реостатов с контактными досками.

Распределение света дуги при постоянном токе и при переменном токе происходит различно. В дуге постоянного тока сгорание положительного угля (3 750—4 200° К) происходит почти вдвое быстрее отрицательного, и ок. 85% из получаемого ей светового потока приходится на кратер, ок. 10%—на отрицательный уголь и ок. 5% —на дугу. Кривая распределения силы света вокруг дуги при постоянном токе изображена на фигуре’ 4. При переменном токе оба конца электродов излучают приблизительно по 47,5% светового потока, при 5% доставляемых самой дугой; кривая распределения силы света изображена на фигуре 5. Чтобы использовать часть светового потока, направленного вверх, обычно на практике применяют отражатели, отражающие вниз верхние лучи кривой. Для Д. л. на практике редко применяются прозрачные стеклянные колпаки; обычно берутся б. или м. прозрачные матовые, опаловые или молочные колпаки. Световая отдача Д. л. различна; у ламп продолжительного горения она меньше, чем у открытых; к концу горения световая отдача уменьшается вследствие загрязнения продуктами сгорания углей внутренней поверхности колпаков.

Д. л. разделяются на лампы: 1) с открытой вольтовой дугой, образующейся и горящей при свободном доступе воздуха и требующей при большом сгорании углей частой их смены; 2) с закрытой дугой, продолжительн. горения, у которых концы углей и дуга заключены в матовый замкнутый

*10

колпачок; 3) пламенные, с ограниченным доступом воздуха, при применении углей, пропитанных металлическими солями— для постоянного тока и переменного тока. Яркость кратера положительного угля Д. л. постоян. тока достигала 16 200 свечей на см²при Т° ок. 4 200°. О. Люммер, путем повышения давления среды, в которой горит дуга, доводил яркость до 255 000 свечей на см², причем Т° кратера доходила до 7 600°. Работы Бека (Beck) и Гельгофа (Gehlhoff), а также фирмы Sperry Gyroscop С°, дали возможность установить, что при особом составе пламенных электродов, в которых увеличена плотность тока (300 А при диам. положительного угля 18,5 миллиметров и диам. отрицательного угля 16 миллиметров), яркость кратера достигает 114 000 свечей на см². Яркость пламени Д. л. с углями интенсивного горения в 6 раз более яркости дуги с обыкновенными углями.

Д. л. включается в сеть последовательно или параллельно. При последовательном включении, для предупреждения перерыва тока, применяются специальные автоматы, которые при погасании одной из ламп или замыкают ее накоротко или вводят вместо нее вспомогательное сопротивление, компенсирующее выбывшую лампу. Д. л. с последовательным регулятором непригодны для последовательного соединения. При параллельном включении, в зависимости от напряжения сети (110—120, 220—240 V), Д. л. (40—45 V) соединяются последовательными группами по 2, 3 и более, причем в каждое ответвление включается добавочное сопротивление. В практике установлены напряжения для Д. л. в 65, 100—110, 200—220 V и т. д., причем излишки напряжения поглощаются в успокоительном сопротивлении.

Д. л. с электродами не из угля: магнетитовая лампа—разработана фирмой G. E. С. по идее Штейнмеца для напряжения 75—80 V, для 4,5 и 6,6 А, с мощностью 510 W, с максимальной силой света в 1 525 свечей и со световой отдачей 15,9 lm/W; положительный электрод—медный, отрицательный—тонкостенная железная трубка, набитая смесью окисей титана, хрома и магнитного железняка (Fe₃0₄). Данные о Д. л. приведены в следующей таблице.

О дуговых вольфрамовых лампах (точечных)—см. Лампы электрические.

Лит.: Зеленцов М.Е., Световая техника, Л., 1925; Сиротинский Л.И.,Электрич. освещение, М., 1926; Кузнецов А.А., Электрич. источники света, СПБ, 1904; «СЭТ»—Справ, книга для электротехников под ред. М. Шателена, В. Миткевича и В. Тол-винского, т. 3, Ленинград, 1928; Bloch L., Licht-technik, В., 1921; Рё cheu t Н., Lampes, tubes et valves dlectriques, Paris, 1925; Ayrton H., The Electric Arc, London, s. a.; MonaschB., Der elek-trische Lichtbogen, B., 1904. С. Синицын.