balasto eléctrico

Para cargas sencillas y de baja potencia, como una lámpara de neón , se suele utilizar una resistencia fija. Debido a su elevada resistencia, la resistencia de balasto determina la corriente en el circuito, incluso en presencia de la resistencia negativa que introduce la lámpara de neón.

En los primeros modelos de motores de automóviles, también se utilizaba una resistencia de lastre para reducir la tensión de alimentación del sistema de encendido una vez arrancado el motor. El arranque requiere una cantidad considerable de corriente eléctrica de la batería , lo que provoca una caída de tensión igualmente significativa. Para permitir el arranque, el sistema de encendido se diseñó para funcionar con esta tensión reducida. Sin embargo, una vez arrancado el vehículo y desactivado el motor de arranque, la tensión de funcionamiento normal de la batería era demasiado alta para el sistema de encendido. Para evitar este problema, se insertaba una resistencia de lastre en serie con el sistema de encendido, lo que resultaba en dos tensiones de funcionamiento diferentes para los sistemas de arranque y encendido.

En ocasiones, esta resistencia de lastre fallaba, y el síntoma clásico era que el motor seguía funcionando al arrancar (con la resistencia puenteada), pero se calaba inmediatamente al cesar el arranque (y al volver a conectar la resistencia al circuito mediante el interruptor de encendido). Los sistemas de encendido electrónico modernos (utilizados desde la década de 1980 o finales de la de 1970) no requieren una resistencia de lastre, ya que son lo suficientemente flexibles como para funcionar con la tensión de arranque más baja o con la tensión de funcionamiento normal.

Otro uso común de la resistencia de lastre en la industria automotriz es el ajuste de la velocidad del ventilador. La resistencia de lastre es fija y generalmente tiene dos tomas centrales. El selector de velocidad del ventilador se utiliza para puentear partes de la resistencia: todas para la velocidad máxima y ninguna para la velocidad reducida. Una falla muy común ocurre cuando el ventilador funciona constantemente a una velocidad cercana a la máxima (generalmente 3 de 4). Esto provoca que un segmento corto de la bobina de la resistencia funcione con una corriente relativamente alta (hasta 10  A), lo que eventualmente la quema. Esto impide que el ventilador funcione a velocidades reducidas.

En algunos aparatos electrónicos de consumo, especialmente en los televisores de la época de las válvulas ( tubos de vacío ), pero también en algunos tocadiscos de bajo coste, los filamentos de los tubos de vacío estaban conectados en serie. Dado que la caída de tensión en todos los filamentos en serie solía ser inferior a la tensión de la red eléctrica, era necesario proporcionar una resistencia de carga para reducir el exceso de tensión. Con frecuencia se utilizaba una resistencia para este fin, ya que era económica y funcionaba tanto con corriente alterna (CA) como con corriente continua (CC).

Algunos resistores de balasto tienen la propiedad de aumentar su resistencia al aumentar la corriente que los atraviesa y disminuirla al disminuirla. Físicamente, algunos de estos dispositivos suelen estar construidos de forma similar a las lámparas incandescentes . Al igual que el filamento de tungsteno de una lámpara incandescente común, si la corriente aumenta, el resistor de balasto se calienta, su resistencia aumenta y la caída de tensión aumenta. Si la corriente disminuye, el resistor de balasto se enfría, su resistencia disminuye y la caída de tensión disminuye. Por lo tanto, el resistor de balasto reduce las variaciones de corriente, a pesar de las variaciones en la tensión aplicada o los cambios en el resto del circuito eléctrico. Estos dispositivos a veces se denominan " barretters " y se utilizaban en los circuitos de calefacción en serie de los receptores de radio y televisión domésticos de CA/CC de las décadas de 1930 a 1960 .

Esta propiedad permite un control de corriente más preciso que el que se lograría simplemente eligiendo una resistencia fija adecuada. Además, se reduce la potencia que se pierde en el balasto resistivo, ya que se disipa una porción menor de la potencia total en comparación con la que se requeriría con una resistencia fija.

Las secadoras de ropa domésticas a veces incorporaban una lámpara germicida en serie con una lámpara incandescente común; esta última funcionaba como balasto para la lámpara germicida. En la década de 1960, en países con voltajes de 220 a 240 V, una luz común en los hogares era un tubo circular con una bombilla incandescente de filamento de baja potencia. Las lámparas de vapor de mercurio  con autobalasto incorporan filamentos de tungsteno comunes dentro de la carcasa para funcionar como balasto y compensar parcialmente la luz con deficiencia de rojo producida por el proceso de vapor de mercurio.

Esta técnica utiliza un filamento - cátodo combinado en cada extremo de la lámpara, junto con un interruptor mecánico o automático (bimetálico o electrónico) que conecta inicialmente los filamentos en serie con el balasto para precalentarlos. Al desconectarse los filamentos, un pulso inductivo del balasto enciende la lámpara. Este sistema se denomina "Precalentamiento" en Norteamérica y "Arranque por Interruptor" en el Reino Unido, y no tiene una denominación específica en el resto del mundo. Es común en países con voltajes de 200 a 240 V (y para lámparas de 100 a 120 V de hasta unos 30 vatios).

Si bien un pulso inductivo aumenta la probabilidad de que la lámpara se encienda al abrirse el interruptor de arranque, en realidad no es necesario. El balasto en estos sistemas puede ser igualmente una resistencia. Varias luminarias fluorescentes utilizaban una lámpara de filamento como balasto desde finales de la década de 1950 hasta la de 1960. Se fabricaban lámparas especiales con una potencia nominal de 170  voltios y 120  vatios. La lámpara tenía un arrancador térmico integrado en la base de 4 pines. Los requisitos de potencia eran mucho mayores que con un balasto inductivo (aunque el consumo de corriente era el mismo), pero la luz más cálida que proporcionaba el balasto de tipo lámpara solía ser la preferida por los usuarios, especialmente en entornos domésticos.

Los balastos resistivos se utilizaban con fuentes de alimentación de corriente continua (CC). Estos dispositivos empleaban un arrancador térmico y, posiblemente, incluían una bobina de choque en el circuito para generar un pulso al abrir el interruptor de arranque y así mejorar el encendido. Los dispositivos de CC se complicaban por la necesidad de invertir la polaridad de la alimentación del tubo cada vez que se encendía. De no hacerlo, la vida útil del tubo se reducía drásticamente.

Un balasto de arranque instantáneo no precalienta los electrodos, sino que utiliza un voltaje relativamente alto (~600  V) para iniciar el arco de descarga. Es el tipo más eficiente energéticamente, pero ofrece el menor número de ciclos de encendido de la lámpara, ya que se desprende material de la superficie de los electrodos fríos cada vez que se enciende la lámpara. Los balastos de arranque instantáneo son más adecuados para aplicaciones con ciclos de trabajo prolongados, donde las lámparas no se encienden y apagan con frecuencia. Si bien se utilizaban principalmente en países con  suministro eléctrico de 100-120 voltios (para lámparas de 40  W o más), fueron brevemente populares en otros países porque la lámpara se encendía sin el parpadeo de los sistemas de arranque con interruptor. Esta popularidad fue efímera debido a la corta vida útil de la lámpara.

Un balasto de arranque rápido calienta continuamente los electrodos de la lámpara durante su funcionamiento, mediante un devanado de alimentación de calor en el balasto del transformador. El arranque rápido proporciona una mayor vida útil de la lámpara y un mayor número de ciclos de funcionamiento que el arranque instantáneo, pero presenta pérdidas de balasto muy elevadas debido a la potencia de calentamiento suministrada a los electrodos. Si bien es popular en Estados Unidos y Canadá para lámparas de 40  W o más, el arranque rápido se utiliza a veces en otros países, sobre todo donde resulta indeseable el parpadeo de los sistemas de arranque por interruptor.

Un balasto regulable es muy similar a un balasto de arranque rápido, con la diferencia de que la bobina de balasto está conectada a un regulador de intensidad. Se puede usar un regulador de intensidad tipo Quadrac con un balasto regulable, que mantiene la corriente de calentamiento a la vez que permite controlar la corriente de la lámpara.  Se requiere una resistencia de aproximadamente 10 kΩ conectada en paralelo con el tubo fluorescente para garantizar el funcionamiento correcto del Quadrac a bajos niveles de luz.

Existen balastos electrónicos regulables que utilizan interfaces de 1-10 V o DALI para atenuar la luz de la lámpara.

Un balasto electrónico con batería recargable integrada está diseñado para proporcionar iluminación de emergencia en caso de un corte de energía. Puede incorporarse a una luminaria fluorescente existente o instalarse externamente. Cuando se interrumpe el suministro eléctrico, el balasto ilumina una o más lámparas de la luminaria con una intensidad reducida durante un mínimo de 90 minutos (según lo exige la normativa). Estos dispositivos pueden utilizarse como alternativa a la iluminación de emergencia alimentada por un generador eléctrico de respaldo.

Un balasto híbrido es un balasto magnético con un arrancador electrónico integrado. Al igual que un balasto magnético, una unidad híbrida funciona a la frecuencia de la red eléctrica (50  Hz en Europa, por ejemplo). Este tipo de balastos, también conocidos como balastos de desconexión de cátodo , desconectan el circuito de calentamiento de los electrodos después de encender las lámparas.