В стеклянном шаровом сосуде, между двумя массивными медными стержнями, помещался стерженек из ретортного угля. Провода, подводившие ток, проходили через металлическую оправу в нижней части лампы. Стеклянный сосуд плотно («герметически») закупоривался. Воздух первоначально из лампы не выкачивался, так как изобретатель предполагал, что находящийся в стеклянном сосуде кислород будет израсходован раньше, чем сгорит весь угольный стержень, и дальнейшего сгорания не будет. Однако, опыт показал, что лампа горит всего 30 мин., и затем стержень перегорает. При дальнейшем усовершенствовании ламп воздух из сосуда уже выкачивался. На фиг. 21 и 22 изображены три вида ламп Лодыгина первоначальной конструкции.
Как видно из фигур, первоначальный вид ламп претерпел немало изменений. Накаливаемый уголь то имел вид треугольника вершиной вниз, то принимал форму цилиндрического стержня, расположенного вертикально или горизонтально. Менялось также устройство оправы лампы, через которую проходили вводы тока, и способы крепления оправ на стеклянном баллоне. Однако, форма баллона оставалась неизменно круглой. Конструкции ламп, предложенные первоначально Лодыгиным, отличались большой простотой, если сравнить их с конструкциями, предлагавшимися другими изобретателями до Лодыгина. Его лампы по виду весьма близко напоминали современные лампы накаливания, и недаром Фонтен в своем труде об электрическом освещении говорит, что лампа Лодыгина явилась соединительной чертой между существовавшими до него конструкциями и современными лампами. К сожалению, от этих простых конструкций скоро отступили.
Свои лампы Лодыгин неоднократно демонстрировал публично. Сохранилась программа одной из демонстраций в августе 1873 г. в Технологическом институте. Приглашения на эту демонстрацию рассылались от имени «Товарищества электрического освещения Лодыгин и К°». На пригласительных билетах было напечатано:
«Билет для входа на опыты электрического освещения по способу А. Н. Лодыгина 7 августа в 9 часов вечера в Технологическом институте». На билете печать Товарищества электрического освещения Лодыгин и К° с датой 7 августа 1873 г.
К билету рассылалось приложение:
«Порядок опытов электрического освещения по способу А. Н. Лодыгина».
Демонстрировались:
«1) Фонарь с углем в 10 мм длиной и 1,75 мм толщиной;
8) Опыты над управлением тока из общего коммутатора.
2) Сигнальный фонарь для железных дорог;
3) Подводный фонарь: а) для каменноугольных копей; б) для гидравлических работ; в) для пороховых заводов. Длина угля 40 мм, толщина 1,75 мм (и т. д.).
9) Уличный фонарь. Длина угля 70 мм, толщина 1,5 мм.
Примечание. 1. Каждый фонарь может быть зажжен и погашен отдельно.
2. Стоимость освещения безошибочно выведена из данных, предоставленных в «Teсhnologie Electrique» Du Moncel, стр. 199, т. II, изд. 3. Из книги этой видно, что действие электромагнитной машины Аллианс, считая проценты на капитал, погашение капитала, содержание машиниста, смазку и пр., обходится в 1 фр. 10 сант. в час. Сумма света, получаемая от четырехдисковой машины Аллианс, равна, по фотометрическим исследованиям, 250 карсельским лампам, машины же г.г. Грамма и Сименса дают свет в 900 карсельских ламп. Так как по способу Лодыгина машина Сименса освещает до 50 электрических ламп, а каждая из этих 50 ламп дает свет до 4 газовых рожков, то свет, получаемый от каждого газового рожка, при способе Лодыгина обходится от 0,5 до 1 сантима в час, т. е. 0,125 — 0,25 коп. Лампы и все принадлежности для освещения работы Бр. Дитрихсон».
Одними лабораторными демонстрациями А. Н. Лодыгин не ограничивался. Он применял свои лампы и для уличного, и для внутреннего освещения. Так, в том же 1873 г. по свидетельству Н. В. Попова на одной из улиц на Песках (ныне Советские улицы), в двух фонарях керосиновые лампы были заменены лампами Лодыгина. Лампы имели калильные тела, состоящие из стерженьков ретортного угля в 2 мм в диаметре, помещенных в стеклянных баллонах, из которых был выкачан воздух. Лампы питались от магнитоэлектрической машины Аллианс (переменного тока) системы Ван-Мельдена. «Освещение своей яркостью привлекало внимание многочисленной публики, сравнивавшей электрическое освещение с керосиновым».
Изобретением Лодыгина заинтересовалось и Морское министерство, вообще бывшее в то время самым передовым из правительственных учреждений России. Лодыгину предложили продемонстрировать свое изобретение уполномоченным морским офицерам. Демонстрация состоялась весной 1874 г. в Петербурге в конце Васильевского Острова в Галерной гавани (у Кроншпицев).
Лодыгин показал все этапы, через которые он прошел на своем изобретательском пути. Он показал нагревание током сначала железной проволоки, потом кусков кокса. На открытом воздухе куски кокса сгорали весьма быстро. После этого были показаны опыты накаливания угля в герметически закрытой стеклянной колбе без откачивания воздуха (лампа служила 30 мин.), а затем в колбе, лишенной воздуха.