Михаил Шателен - Русские электротехники

Сам Яблочков, как было сказано, уделил очень много внимания вопросу о составе изолирующего слоя между углями свечи. Изучение разного рода тугоплавких изолирующих материалов привело его, между прочим, к изобретению совершенно нового типа лампы, принадлежащей к типу ламп накаливания, т. е. ламп, в которых источником света служат уже не вольтова дуга и ее электроды, а накаливаемое током особое тугоплавкое тело. Повидимому, мысль использовать тугоплавкие неметаллические тела, в холодном состоянии не проводящие, для устройства электрических ламп появлялась и раньше. Например, имеются сведения, что уже в 1845 г. некий Борщевский в Петербурге изобрел лампу накаливания, в которой калильным телом служил плавиковый шпат. Вот как описывает свою лампу изобретатель в заявлении о выдаче привилегии (Свидетельство Департамента Мануфактуры от 19 июля 1845 г. № 3428):

«Аппарат гальванического освещения, мною усовершенствованный, состоит, для комнатного освещения, из вазы, заключающей в себе батарею от 4 до 12 банок Грове, над коей возвышается стеклянный шар с пропущенными в оный от батареи проводниками. В концах проводников утверждаются острые кусочки известной породы плавикового шпата, находимого в Сибирских гранитных горах, как значится в приложенном рисунке, изображающем комнатную гальваническую лампу. Замена угля плавиковым шпатом имеет важные преимущества тем, что требует менее тока и что шпат посредством раскаления, передавая сильный свет, остается всегда неизменным в массе, следовательно, однажды, устроенное расстояние между проводниками остается всегда неизменным и не требует особого снаряда для сближения, как при углях, что неудобно и хлопотливо».

Лампа Борщевского демонстрировалась в зале Вольного Экономического Общества в Петербурге. Питаемая от семи элементов Грове, она совершенно затмила, по сведениям, сообщенным внуком изобретателя, свет 50 масляных ламп, пламя от которых было настолько менее ярко, что давало при электрическом свете на стенах тени. Никаких дальнейших сведений о лампе Борщевского с плавиковым шпатом не сохранилось.

В предложенной Яблочковым лампе калильным телом служила пластинка из тугоплавкого изолирующего вещества. Из своих опытов над материалами для образования изолирующего слоя между углями в его свече Яблочков нашел, что каолин, смеси окислов и ряд других тугоплавких тел, являющихся непроводниками при обычных температурах, становятся проводящими при достаточно высоких температурах.

«Продолжая мои исследования, — пишет Яблочков в своей французской привилегии от 17 апреля 1877 г., — над явлениями, происходящими при помещении посторонних тел на пути электрических искр всякого рода, я пришел к открытию общего закона, частными случаями которого будут явления, послужившие предметом привилегии на каолиновую лампу.

До сей поры, откуда получался электрический свет, производимый всеми известными способами? Либо накаливанием до бела самих проводников, как-то: тонкая полоска угля или платины, либо, как в регуляторах, от блеска накаленных частиц, отрываемых от одного из проводников и переносимых на другой, но всегда являющихся частью этих проводников.

У меня вольтова дуга или, лучше сказать, электрическая искра какого бы то ни было рода, играет только вспомогательную роль. Главным источником света является или быстрое сгорание, или медленное горение при накаливании посторонних тугоплавких тел, которые я помещаю между проводниками и на которые ток действует при прохождении от одного проводника к другому. Действительно, если пластину из тугоплавкого вещества, как, например, каолин, поместить между двумя угольными или металлическими проводниками, то на нее ток будет действовать двояко, в зависимости от того, будет ли ток иметь большую силу или большое напряжение, но конечным результатом всегда будет появление света, происходящего вследствие физического влияния тока на каолин.

В случае сильного тока каолин плавится и испаряется с такой же скоростью, как сгорают угольные проводники, и оба световые эффекта складываются, как в свече. В случае большого напряжения тока проскакивание искр через пластинку каолина вызывает следующее физическое явление: тело становится проводящим всюду, где на него действовала искра, и через несколько секунд ток начинает свободно проходить по телу, по которому раньше он пройти не мог. Искра как бы пробивает току путь, делая проводящими точки тела, которых она касается. На пути тока вещество между проводниками накаляется, испуская яркий, ровный и спокойный свет… Одним словом, ток может проходить по телам, считавшимся до сих пор изолирующими, которые одновременно накаливаются и становятся проводящими…

Это действие искры высокого напряжения на тугоплавкое тело, помещенное на ее пути, имеет совершенно общий характер и относится ко всем известным доныне искрам, получаемым или от гальванических элементов (сухих или мокрых), или от магнитоэлектрических и динамоэлектрических машин, или от индукционных катушек, или от электростатических машин, или даже от естественных источников электричества [ 15].

Резюмируя, я предлагаю устройство электрической свечи из двух металлических стержней, между которыми помещена пластинка из тугоплавкого тела, например, магнезии, циркона, мела и т. п., накаливаемая индукционной искрой».

Лампа, построенная Яблочковым на этом принципе и именуемая им также «электрической свечей», хотя она коренным образом отличается от его первой свечи с вольтовой дугой, состояла из двух металлических пружинок, присоединенных к зажимам источника тока, между которыми была помещена каолиновая пластинка.

«Источником света в моей лампе, — говорит Яблочков, — служит каолиновая пластинка, которой придают различные размеры, в зависимости от желаемой силы света. Пластинка может быть помещена в стеклянный шар и снабжена рефлектором для получения желаемого распределения света».

На фиг. 7 дано несколько форм каолиновых калильных тел, предложенных для ламп Яблочкова.

«Каолиновая лампа» Яблочкова встречена была с большим интересом. О ней делались многочисленные сообщения, в частности, в Парижской академии наук. Есть некоторые сведения, что она испытывалась в Кронштадте для нужд флота. Однако, практического применения она не получила и была основательно забыта. О каолиновой лампе Яблочкова вспомнили много лет спустя, когда была изобретена лампа Нернста, основанная на том же принципе, но отличавшаяся по конструкции, тщательно разработанной и приспособленной для обычного употребления, Именно по форме она была подобна обычной лампе накаливания, снабжена эдисоновским цоколем и т. д. В стеклянных колбах первых ламп Нернста были сделаны отверстия, так что тугоплавкие стерженьки для придания им электропроводимости подогревались простой спичкой (зажигались спичкой). В последующих типах этих ламп предварительный нагрев стерженька делался посредством электрического нагревателя, и для предохранения стерженька от перегорания при повышении напряжения у зажимов лампы в каждую лампу помещался предохранитель из железной проволоки в стеклянном сосудике, наполненном водородом {3} . В таком виде лампа была, конечно, гораздо удобнее для употребления, чем примитивная «каолиновая лампа» Яблочкова, но несмотря на шумный начальный успех, она была скоро вытеснена другими, более простыми и более экономичными лампами.