Михаил Шателен - Русские электротехники

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.

В асинхронных двигателяхмощностью до нескольких киловатт, для мягкого пускаможет применяться упрощенная конструкция ротора без беличьей клетки(двигатели вихревых токов) или с экранированием беличьей клеткистаканом (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 беличьей клеткой, и синхронную (с постоянными магнитами). Реактивным двигателем называют синхронный двигатель с явнополюсным ротором без обмоток и постоянных магнитов. Первые два из перечисленных более дорогие, но имеют больший к.п.д. и выпускаются с мощность до 1–2 кВт. Реактивный синхронный двигатель дешев.